浅谈钢浓密池安装技术

浅谈钢浓密池安装技术

游细桥

紫金矿业集团股份有限公司

摘要：通过现场组织安装，对钢浓密池安装步骤、焊接方法、底板安装、池体安装及浓密机安装等方面进行技术研究和讨论，确定具体可行的安装步骤和方法，确保钢浓密池安装的安全、质量和效率，希望能为钢浓密池安装提供一定的借鉴作用。

关键词：钢浓密池 安装步骤 焊接方法 安装方法

近年来，随着浓密机的普及，钢浓密池较混凝土浓密池的优势也越来越明显，钢浓密池的施工技术得到快速发展，浓密池的容积也不断增大，在矿山环保处理和精尾矿浓缩等诸多领域得到广泛应用[1～3]。以紫金山金铜矿新建环保处理系统项目为实践，需安装3个中型浓密池。本文以φ42米钢浓密池安装为例，对其安装步骤、安装方法和安装技术等进行研究和总结，进而确保了钢浓密池施工的安全、质量和工期。

1 钢浓密池安装步骤

由于钢浓密机零部件多、质量大、安装作业高度高，需要充分考虑现场组拼并合理安排安装次序，以保证施工安全、质量和效率。其安装步骤为：钢立柱→斜梁→横梁→底板→池体壁板→浓密机。

首先，安装前要组织专人进行基础检查验收，并形成记录。其中，每件预埋板须露出基础表面10mm，基础表面须在同一水平面上，高差不得超过±10mm。对于钢立柱与斜梁的安装，由于施工最高处超过7米，可将4根立柱与一根斜梁在地面上进行组装拼接，再翻转90度后进行一次性吊装到位，同时在最外圈立柱上靠上焊机固定好池体壁板安装用安全平台的三角支撑架。既确保了立柱的安装垂直度1/1000以内及斜梁的斜度为12度，同时减少高处作业安全隐患，作业效率可提高20%-30%。同时，安装还需注意以下事项：在横梁安装前，先进行安全平台的吊装，提供外圈横梁安装的作业平台；在立柱与斜梁组装体安装时，须将最内圈横梁提前放入，避免后续无法安装；在底板安装前，须进行外面两圈剪刀叉加强筋进行吊装，避免后续无法使用吊车进行剪刀叉安装。

    2 焊接方法的选用

针对焊接材料的化学物理性质和结构特征，依据各种焊接方法的特点，结合现场实际条件等因素，做综合分析后选定焊接方法[4～5]。据统计，此系统工程焊接量大，总焊缝长度超10000米，必须选用合适的焊接方法。针对立柱、梁（Q345材质）及壁板等部件焊接选用CO2气体保护焊方法，移动较为方便，焊接效率比传统手工电弧焊高出1倍多。针对底板焊接，其厚度为10mm，纵焊缝坡度均为12度，适合自动焊接方法，使用HK-100自动焊接小车配套使用，对于自动焊接，在使用前必须对316L底板进行测试，找出最佳焊接参数，如行走速度、摆动速度、摆动角度及左停和右停时间等，经过不断调试后（调试参数见表1），焊接效率较气体保护焊高50%左右。针对剩余一些高处等边角需使用传统手工电弧焊[6]，简单实用，操作方便。

表1 自动焊接工艺参数表

3 底板安装

在对底板进行施工的过程中，变形控制和焊接控制是关键环节，会对浓密池施工质量产生直接影响。委外加工的半成品底板为弧形板，两边压边与斜梁连接，在地面上按照设计图纸固定好工装夹具，10小块底板拼接成一大块扇形底板，在焊接过程中，先在两边压边处进行点焊固定，再对弧形处进行段焊，最后进行全焊，焊接完成后需使用同材质316L钢角钢在大底板（长约20米）前中后3个地方进行固定，采取这些有效的措施防止变形。在大扇形底板与梁连接时，因材质的不同，为避免发生电化学腐蚀，影响浓密池质量，在斜梁和底板之间贴上一块与底板材质相同的316L钢过渡板，上与底板连接，下与斜梁连接；过渡板与它们焊接时，均需采用点焊→段焊→全焊的步骤，按从下往上的顺序进行焊接，预防变形和确保焊接质量。同时，要加强焊接过程的监管，发现变形及焊缝缺陷问题，要及时分析原因，随时做好修补工作，确保底板安装质量。

4 池体安装

4.1安装方法的选用

选择合适的池体壁板的安装方法是非常关键的，根据实际施工现场情况，不仅要确保安全，还要保证施工质量和效率。为此，部门专门成立浓密池浓密机的施工小组，组织研究安装方法，再根据确定的施工方法制定详尽的专项安全技术施工方案。池体壁板的主要安装方式有两种：正装法和倒装法。这两种安装方法在浓密池现场应用广泛，不同施工环境均有着各自的优势和问题。

结合此项目设计和施工现场实际环境，正装法和倒装法进行对比如下：（1）辅助施工平台设置：正装法在施工过程中需要搭设脚手架，而架子工为特种作业且较为复杂，需持证上岗，施工时间较长和成本较大。倒装法可不搭设脚手架，可根据浓密池实际大小在地面预制配套安全平台，再进行吊装拼接，拼接方式简单，且施工人员在安全平台上施工安全系数较高。（2）第一层壁板吊装：正装法时，施工人员需系好安全带站在底板靠上端，需在壁板内侧焊接斜撑确保壁板的稳定性，存在一定的安全隐患；倒装法时，施工人员不需要系安全带，可直接站在安全平台和底板上，壁板夹在底板最外端和安全平台中间，吊装时通过点焊就相对比较安全。（3）浓密池溢流槽的安装：正装法时，需要在浓密池内部搭设脚手架，因浓密池池底有一定的坡度，这种搭设方式危险系数较高，且高空作业（约4米）施工效率较低，成本较高。倒装法时，施工人员站在安全平台及浓密机底板上，施工安全系统较高，且施工效率高。（4）第二层壁板吊装：正装法时，需要吊车全程配合，壁板之间拼接时无靠点，拼接后也需安装斜撑固定，有一定的安全隐患，且作业效率较低。倒装法时，需先设计安装好提升柱和电动葫芦，将第一层围板提升适当高度1.6米（注：总高2米），可作为第二次壁板安装时的靠点，吊车配合的时间也较短，安全系数和作业效率均较高。以此类推，如果壁板有第三层，用相同方法进行安装。

通过以上两种方法的对比，综合考虑施工安全、质量和效率因素，针对此项目浓密池安装项目，倒装法显然在施工安全和效率方面有更可靠的保障，施工效率可提高20%-30%左右，施工小组也根据确定的倒装法组织制定专项施工安全技术方案。

4.2提升柱和电动葫芦的安装

因壁板倒装法安装需要，根据壁板高度和重量确定提升柱的高度和电动葫芦的载重。而提升柱的高度太高不仅提高安装难度也增加了施工成本，太低无法达到提升效果。通过计算，得出提升柱的高度H=壁板高度H1+壁板吊耳中心离提升柱的垂直距离H2+壁板底部离提升柱底部的垂直距离H3－壁板吊耳中心离壁板顶端的垂直距离H4。其中，H2为提升柱与壁板之间吊耳距离L与cosα（葫芦作业时与提升柱之间的夹角）之间的乘积，距离L要充分电动葫芦两端吊钩、电动头及链条预留等长度。将H1=4m，L=1m，α=18。，H3=0.2m，H4=0.5m代入，得到提升柱的高度H=4+1*cos18+0.3-0.5=4.75m，即提升柱高度至少要4.75米以上。

为确保壁板吊装安全，提升柱需立在斜梁上并在往浓密池中心方向斜拉槽钢加固支撑；为提高效率，可隔一根斜梁设置一个提升柱，共16个。采用均摊分方法计算，每个提升柱上所承受的提升载荷约为1.6T（G1=3.14*42/16*2.4*79.8≈1579kg），环链电动葫芦载荷取3T（G2＞G1/cosα/η=1.6/cos18/0.8=2.1T，η为葫芦传动效率）。

5 浓密机安装

浓密机安装[7～8]顺序为：底流锥斗吊装→中心轴吊入浓密池暂固定→导流板拼接调入浓密池→稳留桶拼接吊入浓密池→桥架拼装再吊装→驱动装置吊装→主轴安装→稳流桶安装→耙架吊装

安装注意事项：（1）中心轴、导流板及稳流桶均需在桥架安装前吊入浓密池，且导流板和稳流桶要套在中心轴上，便于降低作业危险系统提升作业效率。（2）为了防止和消除焊后角变形，桥架（共三段）拼接一般采用焊接反变形工艺，桥架拼接后吊装前确保桥架中间高出两端15mm，使焊缝的正反两面横向收缩量趋于平衡，最终确保桥架安装精度和质量。

6 结语

钢浓密池安装项目通过以上安装方法和技术要点达到了安全可靠、质量保证、作业效率高的预期效果，获得了较好的综合效益，在公司矿山钢浓密池及搅拌槽等施工中得到了广泛应用。

参考文献

[1] 王新民，张国庆等. 深锥浓密机底流浓度预测与外部结构参数优化[J]. 重庆大学学报 2015, 38(6): 1-7

[2] 彭业贵.24m 浓密机的受力分析与改进[J]. 矿山机械，2005,33（11）：102-103.

[3] 闫少冲 , 张砾 , 蒋纯 . 中心传动高效浓密机驱动机构关键参数的选取 [J]. 矿山机械，2017,45（11）：67-68.

[4] 缐德国.大型结构件装置的装配及焊接方法探究[J].大众标准化， 2021,(19)：19-21.

[5] 卞宗强.大型储罐底板的焊接方法[J].齐鲁石油化工，2000,(04)：324-326

[6] Adityawan Galih;Dwi Djatmiko Riswan Developing a Manual Arc Welding Job Sheet for the Basic Welding Technique Subject [J]. SJPD17426596037J,2019

[7] 高彦丽.浅谈尾矿浓密机安装技术[J].石油化工建设. 2022,44(02)：66-69

[8] 徐帅，周兴龙，刘肖楚，等.浓密机发展历程、分类及其高效化改进研究现状[J].金属矿山. 2021,(05).167-176