镍铁电炉安装技术

镍铁电炉安装技术

【摘要】本文以缅甸达贡山镍矿项目72000KV A镍铁电炉为例对镍铁电炉骨架安装进行详细论述，介绍镍铁电炉骨架安装方法及过程中的质量控制。

【关键词】镍铁电炉、矩形电炉、膨胀平衡

镍铁电炉为红土型镍矿冶炼镍铁设计，由中国十五冶金建设有限公司制作安装，本电炉采用了整体弹性结构，用立柱小梁固定壳板，然后夹持梁夹持立柱，再用拉杆弹簧拉紧侧面夹持梁和端面端梁，对电炉进行平衡夹紧，夹持梁起到了平衡和保护炉体均匀膨胀的作用。电炉正常工作处于热膨胀平衡状态。

工程概况

缅甸达贡山镍矿为红土型镍矿，采用回转窑干燥—回转窑还原—镍铁电炉熔炼（RKEF）—钢包精炼—精炼镍铁水粹工艺流程生产镍铁。缅甸达贡山镍矿项目共计配置有2台72000KV A镍铁矩形电炉，采用高电压、低电流、遮弧模式，电炉渣线位置采用铜水套冷却提高电炉寿命，整个炉体呈炉墙向外倾斜100倒梯形，长×宽×高为34300×11020×9110mm。单台电炉总重1289t，年产量8.5万吨。目前为世界第一大镍铁电炉。镍铁电炉结构图见图1所示。

图1 镍铁电炉结构图

主要施工过程及施工顺序

镍铁电炉主要由骨架、炉壳、水套、炉顶、炉顶操作平台及电极组成，其中电炉骨架又由底梁、炉底拉杆、立柱、横梁、纵向梁、端梁、小梁、拱脚梁、炉顶拉杆、弹簧等结构组成，镍铁电炉骨架安装流程图如图2所示。

图2镍铁电炉骨架安装流图

3施工方法

3.1电炉基础交接

电炉安装前首先组织相关人员对电炉基础进行交接验收，并签字确认，验收工作内容：

A，炉体中心线准确无误；

B，底梁基础预埋件顶面标高允差为0～2mm；

C，立柱基础预埋件顶面标高允差为2mm；

D，预埋件中心偏差不大于10mm。

基础验收工作中基础平整度得验收非常重要，直接影响了底梁的安装。基础验收合格后，应进行安装前的清理测量，用全站仪埋设中心标板，埋设符合要求后进行二次测量，并在个中心标板上用划针刻出永久性中心线，且在中心标板上加盖护套，以保护划线不受破坏。

底梁安装

底梁分上层梁和下层梁，全部由Ⅰ32双拼工字钢拼焊而成。安装时先安装下层梁，后安装上层梁。下层梁8根，每根长32.34m。底梁安装保证梁底与基础预埋件的良好接触，有缝隙处用垫板垫实。然后用Ｉ28工字钢152根，将8根下层梁焊接连接为一个整体，焊接时采用反变形法对称焊接防止变形。最后将中部四点与预埋件焊接牢固。下层梁安装完毕并经检验合格后方可安装上层梁。上层梁共计40根，每根长9.32m。与下层梁垂直安装于下层梁的顶部，安装时上层梁与下层梁保证良好接触，有缝隙处用垫板塞实。上层梁安装调整合格，用156根Ｉ28工字钢将40根上层梁焊接连接成一个整体，梁面焊缝需磨平，然后检验整体标高及梁面水平度并做好记录。底梁安装微调工作比较重要，底梁的安装成果直接影响了电炉炉底平整度。

拉杆安装

炉底拉杆是电炉的关键部件，分炉底纵向拉杆和炉底横向拉杆两种，全部由Ø80mm的圆钢车制而成。其中纵向拉杆24根，每根长37.03m，分四段组成，中间由3个M80mm L=360mm的加长螺母连接；横向拉杆63根，每根长13.4m，分两段组成，中间由一个M80mm L=360mm的加长螺母连接，炉底纵向拉杆在下层梁安装完毕即宜安装，炉底横向拉杆待上层梁安装完毕即宜安装。

立柱安装

立柱共60根，其中两侧立柱44根，每根长9.11m；两端立柱16根，每根长8.63m，由于电炉炉体呈100倒梯形，故每根立柱也呈100向外倾斜，即立柱

不是常规的直式的，而是倾斜异型的，加之立柱不与基础固定，以及电炉整体安装工艺的需要导致柱顶横梁在安装前期不能将60根立柱连接为整体，尤其是后续的安装负荷又不断地增加，这样一来不能形成整体的框架结构，无法稳固且极易倾倒，因此特拟定增设固定立柱的临时支撑，一方面用Ｉ30工字钢将立柱的顶部与厂房结构焊接固定，另一方面用［12槽钢将立柱底部与基础预埋件焊接固定。这样将60根立柱依次吊装，并加以临时固定，待安装后期，各种正式的纵横梁及拉杆将炉体牢固连为整体后，弹簧预紧过程中，再将临时件拆除。

立柱安装前，炉壳底板应就位完毕，立柱在安装过程中应尽可能早地形成局部或整体框架。必须特别强调的是：60根立柱是整个电炉的关键件，它不但承载垂直力，而且承载炉膛水平力，尤其是生产过程中承载液态镍铁的水平力，安装前期各种拉杆、拉梁等172件主要紧固件，需待筑炉后、烘炉前才能受力起紧固作用。因此，在此之前的各种构件的安装，尤其是临时支撑务必牢固可靠，确保炉体在此期间的稳定性和强度，不得变形。

纵向梁、端梁及横梁安装

纵向梁和端梁的安装在立柱安装调整合格及临时支撑支固好后交叉安装。横梁共计9根，因电炉为对称结构，横梁安装加强整个炉体紧固性，又因为横梁的安装影响后期炉体内部小梁及炉壳等构件的吊装，固横梁安装先安装两端及中间3根即可，待小梁及炉壳吊装完成后进行其他6根横梁的吊装。必须注意的是：9根横梁中有5件经防磁处理的，安装于电极孔周边，切勿弄错！

小梁安装

小梁由［18双拼槽钢拼焊而成，共约770m，总重约35t，分9圈搁置在立柱内侧，用来撑托炉壳墙板。小梁的一侧与炉壳的墙板紧贴，并间断焊接，另一侧与立柱紧贴，但不焊接。

炉壳安装

72000KV A电炉炉壳是电炉的核心部件，由27块大小不同的钢板组成，总重约141.6t。炉壳顶部外形尺寸长×宽×高=34120*11114*6300mm,底部长×宽=31900×8900mm，呈倒梯形支撑在底梁上。27块板相互之间不焊接，四面墙及底板内每相邻的两块钢板之间留有20mm的间隙，安装完毕用3mm厚的盖缝板将所有板缝进行覆盖。

水套吊装

水套是电炉的重要部件，分平水套、立水套和拱脚水套三种。安装前需对其表面质量进行逐个检查，不得有裂纹、气孔、缩孔、夹砂等缺陷，并逐一进行1MPa的水压实验，保压30min不得有渗漏，合格后吹干内部的积水，用Φ21的钢球进行通球试验，合格后，封堵管口，然后进行安装。