奧爐改造 高效銅冶煉的標桿工程
——記部優(yōu)工程銅陵有色“奧爐改造工程”之電解工序、精礦庫工程

本刊記者 張小紅 特約記者 賀奉先｜文

本文主要介紹獲得“2018-2019年度中國有色金屬工業(yè)（部級）優(yōu)質工程”獎的銅陵有色銅冶煉工藝技術升級改造項目“奧爐改造工程”之電解工序、精礦庫工程。

銅陵有色金屬集團控股有限公司（以下簡稱“銅陵有色”）的“奧爐改造工程”是安徽省省級重點項目，該項目位于銅陵市循環(huán)經濟工業(yè)試驗園內，毗鄰“雙閃”工程，總用地面積574.3畝，總投資32.84億元，設計產能為年產陰極銅20萬噸，硫酸產量76.32萬噸。2016年3月18日，奧爐改造工程正式開工。2018年3月18日工程竣工點火烘爐，5月18日投料試生產，5月底成功產出第一爐陽極銅。這不僅使得銅陵有色形成完整的高、中、低品位含銅物料處理系統(tǒng)，更通過創(chuàng)新解決了環(huán)保成本問題，為未來國內建設綠色、環(huán)保、高效銅冶煉企業(yè)樹立了標桿。

“電解工序”工程介紹

該工程由銅陵有色設計研究院設計，銅陵有色金屬集團銅冠建筑安裝股份有限公司施工。主要由電解主廠房、東系統(tǒng)南附跨、整流變及變電所附跨、電解控制室等組成，建筑面積為16254m2。現場主要包括設備安裝、電氣儀表安裝、工藝管道安裝、防腐保溫等。

工程施工難點、特點主要有：電解槽下底面防滲要求高；電解槽支架梁頂標高精度要求高；電解槽下工藝管道焊接和重型直流母線安裝；大型屋面板及鋼屋架的防腐施工，全部為高空作業(yè)，同時，屋面板板縫以及鋼屋架焊接點的防腐處理是施工中關鍵；電解槽防腐保溫質量要求高；專用行車與電解槽定位要求精度高；各專業(yè)交叉作業(yè)多、工程體量大、面廣，工期緊，生產工藝系統(tǒng)復雜等。為確保達到質量目標，施工方采取如下質量保證措施：

1.選派具有同類工程施工經驗的一級建造師擔任項目經理，組建項目經理部，明確各崗位人員職責和權限，在施工過程中嚴格按照GB/T19001質量管理體系和施工質量驗收規(guī)范的要求組織施工。

2.預制柱混凝土強度達到設計強度100%后進行翻身就位，翻身就位采用兩組鋼絲繩四點起吊，吊點位置、索具及吊環(huán)直徑通過計算確定，翻身第三層、第二層柱子時在柱子兩端設道木垛，道木垛下的地基夯實，道木與道木之間用鈀釘拉接，翻身起模時繩索與預制柱子水平面夾角大于450°，柱子就位的位置考慮便于吊裝，就位時小面（牛腿面）朝上，柱子就位場地經平整夯實堅硬，用道木做墊點，墊點位置同吊環(huán)設置點對應，由于柱子重心較高，就位后柱子兩側加設四道木撐或鋼管支撐，設在吊環(huán)的位置。

3.該項目電解槽安裝對槽面平整度要求高，經公司精心策劃，電解槽支架平臺澆筑完成后，用經緯儀找平，將誤差控制在規(guī)范要求內。在安裝前檢查驗收土建預留洞口尺寸，按設計要求進行驗收，并做好記錄。

電解車間采用專用吊車與電解槽定位裝置，電解槽支架梁頂標高與安裝軸線位置準確至關重要，為正確指導電解槽支架施工，項目部編制專項作業(yè)指導書。為有效控制模板支撐標高，在支撐立桿支設好后，在廠房軸線柱上標識梁底標高，拉通線控制梁底100×50mm方木橫撐標高位置，梁側模采用定型高度尺寸模板，使砼澆筑時梁面標高一致，由于支架梁截面大、施工負荷大，施工要求支撐牢固，采用鋼管支撐系統(tǒng)，由于各工種間密切配合，施工中嚴格執(zhí)行“三檢制”，每道工序均報監(jiān)理工程師認可后進行下道工序施工，整個工程施工處于受控狀態(tài)。

4.混凝土電解槽是電解車間的重要構件，質量的好壞直接影響其使用年限。電解車間采用專用行車通過電解槽槽面的定位針和支撐盤，自動精確定位，施工圖要求槽體縱向和橫向水平誤差不得超過千分之一，且必須保證槽間中心距，每個槽定位板高度誤差不大于3mm，同一組電解槽中，相鄰電解槽角中心點高度差不大于3mm，電解槽長邊與廠房定位中軸線的垂直線平行度為0.5mm，同一列電解槽直線度在0～10mm之間，同一排電解槽直線度在0～6mm之間，才能保證行車吊架的精確位置。

5.電解車間電解槽下常年密閉，酸液較多，地面沉降較敏感，防滲要求高。在施工地面時，改變以往先施工主梁再土方回填的方式，先將柱施工至+0.00位置，再采用好土回填的方式，大大減少了施工成本，提高了回填質量。在后期的運行中反映良好，地面無任何下沉。

6.專用行車軌道為QU100起重機鋼軌，按生產工藝要求軌道必須平滑、順直，直線度和平整度要求為千分之一，為確保焊接質量和接頭平直，施工時采用鋁熱焊焊接工藝。施焊前，組織技術和操作人員多次進行預施焊，確定可靠的焊接參數和操作人員焊接質量達到要求后，再進行軌道正式焊接，安裝結束后，經探傷和設備運行檢驗，行車運行平穩(wěn)。

7.大型電解槽制作采用內膽式電解槽工藝，實行工廠化集中生產，采用整體鋼模澆筑，有效保證外形幾何尺寸在設計范圍以內，玻璃鋼內膽厚薄一致，槽口平整，樹脂含量高，密實度強，表面平整光滑，使用壽命長，放泥和放液小件與玻璃鋼內膽制作一次成形，不滲漏；玻璃鋼內膽與砼槽體用抓釘連接牢固；在相鄰電解槽連接方法上，采用每組槽用樹脂砂漿找平槽沿埂后，再以蓋帽形式襯貼玻璃鋼將槽與槽連接，連接后的槽沿埂不但保證了水平精度而且平整美觀。

8.電解槽下回液管、上清液管、陽極泥管選擇具有耐腐蝕性和柔軟性好的化工型UPVC管道，進液管選擇具有耐腐蝕性、柔軟性好及滿足強度要求的FRP/UPVC復合管道。化工型管連接方式為膠水粘接+塑料焊條焊接，復合管連接方式為膠水粘接+塑料焊條焊接+玻璃鋼纏繞膠粘。由于管道壁厚較厚，每個焊縫需要操作熟練的焊工焊接2～6個小時，現場工作量相當大，共計約1000道焊縫，為滿足工期要求，施工方采取夜間加班、三班倒制，全天滿負荷施工，確保按時完工。

9.重型直流母線安裝采用大極板、高壓電流密度電解工藝，產品產出率高、質量好，銅母線安裝質量是直接影響生產的關鍵因素。該環(huán)節(jié)最大難點是母線加工時螺栓孔距控制和現場吊裝，母線螺栓孔在加工時對加工設備及模具進行精確調校，孔距誤差控制在±0.5mm以內；母線安裝采用分片制作后組對成整體再吊裝，不僅確保了安裝精度也保證了吊裝安全，且最大限度減少了母線接頭數量，為以后生產節(jié)能降耗打下了堅實基礎。

10.鋼管屋架制作采用相貫線數控切割機下料，運用tekla軟件建立三維模型，使數控切割機自動切割鋼管相貫線，為鋼管屋架制作精度提供了有力的技術保證。

該工程也積極應用建筑業(yè)10項新技術，如預應力技術、預制構件工廠化生產加工技術、高強鋼筋應用技術、鋼結構深化設計技術、鋼結構防腐防火技術等。該工程于2018年3月17日通過竣工驗收，使用至今，運行良好，各項性能都滿足使用要求。

精礦庫工程介紹

該工程由中國瑞林工程技術有限公司設計，銅陵有色金屬集團銅冠建筑安裝股份有限公司施工。工程主廠房長300m，跨度33m，檐口高度22.3m，工程總建筑面積為14877m2；附跨為單層現澆鋼筋砼框架結構，礦倉采用半地上護壁式鋼筋砼擋墻結構，廠房柱基根據場地地形地貌圖按部分采用淺基礎（柱下杯口基礎）、部分采用機械旋挖灌注樁，擋礦板基礎采用復合地基處理。

該項目工藝流程為：內配置4臺抓斗起重機（Q=20t），可將各種物料抓入精礦給料倉內，分別通過定計量膠帶機或圓盤給料機+計量膠帶機進行配料，各種銅精礦、石英砂、渣精礦及返回煙塵、塊煤按奧爐入爐混合物料成分的要求自動配比后，通過膠帶輸送機轉運并送至精礦制粒。

工程施工難點和特點主要有：管線穿插布置復雜，各專業(yè)交叉作業(yè)多；砼地面抗?jié)B要求高，施工量大；工程體量大、面廣，工期緊等。為確保達到質量目標，施工方采取如下質量保證措施：

1.選派具有同類工程施工經驗的一級建造師擔任項目經理，組建項目經理部，明確各崗位人員職責和權限，在施工過程中嚴格按照GB/T19001質量管理體系和施工質量驗收規(guī)范要求組織施工。

2.預制柱子混凝土強度達到設計強度100%后才進行翻身就位，翻身就位采用兩組鋼絲繩四點起吊，吊點位置、索具及吊環(huán)直徑已經通過計算確定，翻身第三層、第二層柱子時在柱子兩端設道木垛，柱子起吊前將4根纜風繩與柱頂固定好，軸線端頭的柱子提前安裝好供安裝吊車梁用的夾板。柱子采用旋轉法吊裝，吊點設在柱子的吊車梁牛腿下，采用活絡卡環(huán)減少高處作業(yè)。柱子校正和臨時固定采用自制的校正器或絲桿千斤頂平頂法校正，垂直度和平面位置校正，精度符合規(guī)定要求后進行臨時固定，并立即進行杯口灌漿工作，杯口灌漿采用C30細石混凝土，分二次進行，第一次灌至鋼楔子底面，待混凝土達到設計強度30%后，拔出楔子再全部灌滿，振搗混凝土時不碰撞鋼楔，灌漿混凝土強度達到設計值50%后才拆除纜風繩。

3.該項目膠帶運輸機多，在安裝前首先檢查驗收土建基礎部分預埋尺寸，按設計要求進行驗收、并做好記錄。用經緯儀確定輸送機縱向中心線，與基礎實際軸線偏差。定出驅動裝置安裝的縱、橫向中心線、并檢查與設備安裝孔與基礎螺栓相對位置尺寸。依次組裝頭架、尾架、中間架。安裝前對逐個支腿進行測量和配對，必要時對支腿進行修正，保證支架安裝達到規(guī)范要求。滾筒安裝機架安裝完畢，固定牢固后，進行傳動滾筒，改向滾筒和拉緊滾筒的組裝，組裝經驗收試運行膠帶輸送機均達到規(guī)范要求。

4.精礦庫采用半地下室形式，且離長江距離較近，地下水位較高，恰施工時為雨季，水位長期位于-1.0m位置，經討論后決定，在精礦庫外圍一圈明溝底標高降至-1.50m形成截水明溝，阻止地表水流入地下，加強了對該區(qū)域的環(huán)境保護。

5.起重機安裝前組織所有人員熟悉現場，了解起重機有關技術性能及安裝應注意事項，學習有關安全規(guī)程、質量標準及施工措施，進行詳細的技術交底。起重機及其零部件運到安裝地點在安裝前，都會同甲、乙雙方有關人員進行開箱驗收。驗收結束后，認真填寫開箱驗收記錄，并共同簽字。組織專人根據設備圖紙、技術要求對各零部件進行復查，并對復查情況進行記錄。針對起重機橋架分兩片到貨，組裝時利用2臺70t吊車在廠房外，分別將兩片橋架吊至已安裝好的軌道上，然后進行組裝，保證大車行走的4個車輪底部在同一個水平面上。

6.行車軌道安裝前進行嚴格檢查，對彎曲或扭曲部位提前進行矯正，合格后安裝。

7.料倉屬于非標設備，由鋼板拼接制作完成。由于內部空間不足，13個料斗進行正常吊裝時空間不夠，現場根據實際情況先散件拼接進廠，采用倒裝組對方式，側向吊裝至安裝位置再進行翻身。

8.鋼管屋架制作采用相貫線數控切割機下料，運用tekla軟件建立三維模型，使數控切割機自動切割鋼管相貫線，為鋼管屋架制作精度提供了有力的技術保證。

9.車間內各類介質、材質工藝管道種類多，坡度要求精確，且施工過程中與其他專業(yè)交叉頻繁，施工須合理計劃、科學組織、統(tǒng)籌安排，保證正確的工藝流程。施工前作業(yè)班組人員認真核對圖紙，搞懂管道流向、介質和材質，按先大管后小管，先上部后下部，先主管后輔管的原則進行配管，施工中按坡度要求隨時測量核對，嚴格控制，安裝后及時標識管道介質、流向，防止錯鋪，保證各類工藝管道安裝質量。

該工程也積極應用建筑業(yè)10項新技術，如混凝土樁復合地基技術、高強鋼筋直螺紋連接技術、預制構件工廠化生產加工技術、高強鋼筋應用技術、鋼結構深化設計技術、鋼結構防腐防火技術等。該工程于2018年4月20日通過竣工驗收，使用至今，運行良好，各項性能均滿足使用要求。