水泥廠窯尾鋼框架設備吊裝及安裝施工措施探討

張國曉

（蘇州中材建設有限公司， 江蘇 蘇州 215000）

在水泥廠生產線中，一般情況下都會采用多層混凝土框架窯尾結構，然而隨著我國水泥產業生產工藝不斷進步，水泥生產的規模不斷擴大，對窯尾框架的需求也逐漸增高，傳統的鋼筋混凝土框架，早已無法滿足大型水泥生產線的基本需求，因此越來越多的水泥廠采用窯尾鋼結構。

1 水泥廠窯尾鋼框架結構介紹

水泥廠的窯尾鋼框架主體的結構如下：鋼框架底部的兩層為混凝土結構，上方的六層采用鋼管混凝土柱外加鋼管組成的支撐結構。窯尾鋼框架的立柱、斜支撐通常采用圓柱管，框架主要橫梁多采用焊接H型鋼的結構形式。在塔架鏈接方面，窯尾鋼結構多采用螺栓和焊接相結合的連接方法，鋼框架主梁結構，主要都采用穩定性較強的高強螺栓作為鏈接方式，并且會在關鍵受力部位進行焊接加固作業，例如梁與柱的連接點、柱與柱的連接點等等。鋼框架次要結構方面，平臺板、梯子、欄桿以及操作平臺，均采用焊接進行連接，整個框架的鋼結構重量大約在1200噸左右（5000噸的熟料生產線）。

2 窯尾系統工程內容及工程量

窯尾系統工程方面，以印尼GM集團10000t/d水泥熟料生產線的窯尾框架為例。該生產線窯尾鋼框架組成接夠為鋼結構+鋼筋混凝土結構，標高 10.28m以下為鋼筋混凝土結構組成，此標高以上采用鋼結構。該塔架頂層標高108.28m，一共六層，框架外型尺寸為22m×33.4m，主要組成構件為鋼梁；鋼立柱；斜支撐；梁面鋪板；操作平臺、欄桿等。6層鋼結構總重量超過2200t，其中鋼框架主體為1500t，附屬鋼結構重量為700t。

該框架中的預熱器分解爐，主要由分解爐、5級旋風筒、喂料室、多級下料管道及上升管道等組成，預熱器方采用雙系列進風管、5級預熱旋風同，分布方式為由上至下 4-2-2-2-2方式，分解爐直徑為 7800mm；物料在預熱器內部下降的過程中與上升的氣流進行熱交換，完成預分解。該系統預熱器重量超過1100t，該框架預熱器耐火磚用量為880t，澆筑料用量為2000t，硅酸鈣板270t,總重量超過3150t;筑爐所用錨固件為15萬個[1]。

3 窯尾鋼框架吊裝、安裝施工措施800

3.1 設備的起重吊裝

塔吊的選擇方面，在選擇前先確定設備的單件最大重量，為工程選擇適宜塔吊。針對重量、尺寸較大的設備，需要將設備重量與塔吊最大吊裝能力同時考慮，并進行合理的部件分割作業，在分割期間，要在盡量減少吊裝單體數量同時，保證設備吊裝能力，以印尼萬噸線的實際情況為例，由于整體工作量很大，單件重量也較大，所以此框架我們投用了由川建生產的2臺塔吊，型號為C7052和C7022，最大起重能力分別為25噸和16噸，有效的滿足了現場的需求，并很好的提高了工作效率，整個框架本體的（含預熱器）施工耗時120天。

3.2 鋼立柱、鋼梁的吊裝安裝

3.2.1 鋼立柱吊裝前夕，需落實周邊圍護的設置，即采取鋼柱拉設鋼絲繩措施，用于施工作業相關人員系掛安全帶，保障安全作業。吊裝立柱期間，需將吊耳焊接在立柱管的內壁，確保吊裝期間柱子始終保持直立狀態，吊裝作業前，需將支撐調節桿（兩端帶絲扣，直徑為108mm,長度15m左右的無縫鋼管，用于調整立柱的垂直度）安裝于柱子上，避免立柱就位后再去安裝的麻煩。

3.2.2 吊裝鋼梁前，將直徑小于12mm鋼絲繩張拉在鋼柱的柱頭，做為作業人員安全帶的掛點以及在鋼梁行走時的臨時扶手；利用兩個卡扣固定好鋼絲繩繩頭。在張拉鋼絲繩期間，需要確保每條軸線柱頭之間都存在鋼絲繩連接，同時要將鋼絲繩固定于柱子側面，便于作業人員行走。

3.2.3 附屬鋼結構吊裝、安裝

先進行框架平臺板的鋪設作業，隨后進行防護欄的安裝作業。同時，在該層設備安裝之前，要提前完成樓梯、欄桿扶手以及設備平臺的施工，確保人員上下及施工的安全，所有欄桿的踢腳板也要同時安裝，確保下方作業人員的安全[2]。

4 窯尾設備吊裝、安裝施工措施

4.1 設備的吊裝、安裝

窯尾吊裝、安裝施工全部為高空作業且交叉作業很多。設備的吊裝、施工，需要采取從下到上的施工順序，并且貫穿于框架安裝的整個過程之中。首先，進行設備編號清點、以塔吊起重能力為依據先于地面進行設備組裝，對尺寸相同材質不同的部件，需要明確特殊材質標記，按總圖的要求明確其具體位置，每個樓層內開展設備吊裝、安裝都需要遵循由下到上、從里到外，由大到小的順序原則。

4.2 腳手架搭設

腳手架屬于設備內耐火材料施工的范疇。在預熱器內開展筑爐施工期間，需將滿堂腳手架搭設在筒內。筑爐施工期間，嚴格遵循框架結構層的高度，由上到下進行施工，腳手架平臺的整個荷載，需要確保支撐在每層倉底座的支撐管孔上，杜絕讓筒壁直接承受施工荷載。搭設腳手架期間，必須由專業架子施工人員進行作業，確保腳手架在滿足施工人作業要求同時具備安全性、可靠性，作業面需滿鋪木板，當人員在腳手架上作業期間，必須遵循高處作業安全規范。

4.3 耐火材料吊裝、施工

在窯尾系統中，耐火材料吊裝量非常大，通常都會超過3150t,因此吊裝期間需要嚴格遵循安全技術規范，要求材料務必裝于吊籠內開展吊裝作業。在吊裝硅酸鈣板期間，需要注意其易損、脆性特點，必須小心輕放，人員接料期間必須穿戴安全措施，同時作業期間必須用專門工具，如將吊籠向平臺靠近期間，不得徒手拉拽。

在開展耐火材料施工期間，施工順序遵循硅鈣板、耐火磚、澆注料順序，施工前必須檢查錨固件的牢固程度、齊全程度、發現缺陷、不結實現象必須補焊。硅鈣板纖維對人體皮膚有刺激性，因此對其進行切割作業時，要求人員必須穿戴防護服。筑爐作業階段，要求艙內使用36V安全電壓照明，焊接作業前嚴格檢查電源線，人員配置絕緣保護，作業期間采用風機確保筒內空氣流通，澆筑期間，錨固件需要進行瀝青層涂刷，對預熱器彎管、捅料孔以及風管的拐彎部位必須使用耐火澆筑材料。施工垃圾要每天下班前清理至地面，保證工作面、通道的暢通及施工安全[3]。各級旋風筒施工時，下部錐體孔洞必須用鋼板封堵，防止高空墜物。

結語：窯尾框架的施工，存在高空作業多，立體交叉作業嚴重，施工作業面窄小、工種交錯嚴重、施工工期長，起重作業要求高、安全隱患較多等的特點，因此需要在施工過程中需要合理組織，周密計劃、精細施工，并做好必要的安全措施，才能確保施工的順利完成。文章在介紹水泥廠窯尾框架的組成及工程內容的同時，詳細闡述了窯尾框架施工過程中的鋼立柱、鋼梁以及附屬鋼結構的吊裝安裝，設備內耐火材料的吊裝施工，施工過程中的安全措施等，明確了施工順序、施工方法、安全措施及注意事項，供水泥行業借鑒參考，希望能為我國水泥產業發展做出一點貢獻。

[1]蒲學文. 水泥廠窯尾鋼框架及設備吊裝和安裝施工方法研究[J]. 科技風,2017(10):183-183.

[2]于志鵬, 閆克寧. 6000t/d水泥生產線窯尾鋼結構框架安裝防護措施介紹[J].水泥工程, 2017, 30(2):75-77.

[3]王慶江. 水泥廠窯尾鋼框架結構地震響應分析及優化[J]. 水泥技術,2016(6):29-33.