水泥厂窑尾钢框架设备吊装及安装施工措施探讨

张国晓

（苏州中材建设有限公司， 江苏 苏州 215000）

在水泥厂生产线中，一般情况下都会采用多层混凝土框架窑尾结构，然而随着我国水泥产业生产工艺不断进步，水泥生产的规模不断扩大，对窑尾框架的需求也逐渐增高，传统的钢筋混凝土框架，早已无法满足大型水泥生产线的基本需求，因此越来越多的水泥厂采用窑尾钢结构。

1 水泥厂窑尾钢框架结构介绍

水泥厂的窑尾钢框架主体的结构如下：钢框架底部的两层为混凝土结构，上方的六层采用钢管混凝土柱外加钢管组成的支撑结构。窑尾钢框架的立柱、斜支撑通常采用圆柱管，框架主要横梁多采用焊接H型钢的结构形式。在塔架链接方面，窑尾钢结构多采用螺栓和焊接相结合的连接方法，钢框架主梁结构，主要都采用稳定性较强的高强螺栓作为链接方式，并且会在关键受力部位进行焊接加固作业，例如梁与柱的连接点、柱与柱的连接点等等。钢框架次要结构方面，平台板、梯子、栏杆以及操作平台，均采用焊接进行连接，整个框架的钢结构重量大约在1200吨左右（5000吨的熟料生产线）。

2 窑尾系统工程内容及工程量

窑尾系统工程方面，以印尼GM集团10000t/d水泥熟料生产线的窑尾框架为例。该生产线窑尾钢框架组成接够为钢结构+钢筋混凝土结构，标高 10.28m以下为钢筋混凝土结构组成，此标高以上采用钢结构。该塔架顶层标高108.28m，一共六层，框架外型尺寸为22m×33.4m，主要组成构件为钢梁；钢立柱；斜支撑；梁面铺板；操作平台、栏杆等。6层钢结构总重量超过2200t，其中钢框架主体为1500t，附属钢结构重量为700t。

该框架中的预热器分解炉，主要由分解炉、5级旋风筒、喂料室、多级下料管道及上升管道等组成，预热器方采用双系列进风管、5级预热旋风同，分布方式为由上至下 4-2-2-2-2方式，分解炉直径为 7800mm；物料在预热器内部下降的过程中与上升的气流进行热交换，完成预分解。该系统预热器重量超过1100t，该框架预热器耐火砖用量为880t，浇筑料用量为2000t，硅酸钙板270t,总重量超过3150t;筑炉所用锚固件为15万个[1]。

3 窑尾钢框架吊装、安装施工措施800

3.1 设备的起重吊装

塔吊的选择方面，在选择前先确定设备的单件最大重量，为工程选择适宜塔吊。针对重量、尺寸较大的设备，需要将设备重量与塔吊最大吊装能力同时考虑，并进行合理的部件分割作业，在分割期间，要在尽量减少吊装单体数量同时，保证设备吊装能力，以印尼万吨线的实际情况为例，由于整体工作量很大，单件重量也较大，所以此框架我们投用了由川建生产的2台塔吊，型号为C7052和C7022，最大起重能力分别为25吨和16吨，有效的满足了现场的需求，并很好的提高了工作效率，整个框架本体的（含预热器）施工耗时120天。

3.2 钢立柱、钢梁的吊装安装

3.2.1 钢立柱吊装前夕，需落实周边围护的设置，即采取钢柱拉设钢丝绳措施，用于施工作业相关人员系挂安全带，保障安全作业。吊装立柱期间，需将吊耳焊接在立柱管的内壁，确保吊装期间柱子始终保持直立状态，吊装作业前，需将支撑调节杆（两端带丝扣，直径为108mm,长度15m左右的无缝钢管，用于调整立柱的垂直度）安装于柱子上，避免立柱就位后再去安装的麻烦。

3.2.2 吊装钢梁前，将直径小于12mm钢丝绳张拉在钢柱的柱头，做为作业人员安全带的挂点以及在钢梁行走时的临时扶手；利用两个卡扣固定好钢丝绳绳头。在张拉钢丝绳期间，需要确保每条轴线柱头之间都存在钢丝绳连接，同时要将钢丝绳固定于柱子侧面，便于作业人员行走。

3.2.3 附属钢结构吊装、安装

先进行框架平台板的铺设作业，随后进行防护栏的安装作业。同时，在该层设备安装之前，要提前完成楼梯、栏杆扶手以及设备平台的施工，确保人员上下及施工的安全，所有栏杆的踢脚板也要同时安装，确保下方作业人员的安全[2]。

4 窑尾设备吊装、安装施工措施

4.1 设备的吊装、安装

窑尾吊装、安装施工全部为高空作业且交叉作业很多。设备的吊装、施工，需要采取从下到上的施工顺序，并且贯穿于框架安装的整个过程之中。首先，进行设备编号清点、以塔吊起重能力为依据先于地面进行设备组装，对尺寸相同材质不同的部件，需要明确特殊材质标记，按总图的要求明确其具体位置，每个楼层内开展设备吊装、安装都需要遵循由下到上、从里到外，由大到小的顺序原则。

4.2 脚手架搭设

脚手架属于设备内耐火材料施工的范畴。在预热器内开展筑炉施工期间，需将满堂脚手架搭设在筒内。筑炉施工期间，严格遵循框架结构层的高度，由上到下进行施工，脚手架平台的整个荷载，需要确保支撑在每层仓底座的支撑管孔上，杜绝让筒壁直接承受施工荷载。搭设脚手架期间，必须由专业架子施工人员进行作业，确保脚手架在满足施工人作业要求同时具备安全性、可靠性，作业面需满铺木板，当人员在脚手架上作业期间，必须遵循高处作业安全规范。

4.3 耐火材料吊装、施工

在窑尾系统中，耐火材料吊装量非常大，通常都会超过3150t,因此吊装期间需要严格遵循安全技术规范，要求材料务必装于吊笼内开展吊装作业。在吊装硅酸钙板期间，需要注意其易损、脆性特点，必须小心轻放，人员接料期间必须穿戴安全措施，同时作业期间必须用专门工具，如将吊笼向平台靠近期间，不得徒手拉拽。

在开展耐火材料施工期间，施工顺序遵循硅钙板、耐火砖、浇注料顺序，施工前必须检查锚固件的牢固程度、齐全程度、发现缺陷、不结实现象必须补焊。硅钙板纤维对人体皮肤有刺激性，因此对其进行切割作业时，要求人员必须穿戴防护服。筑炉作业阶段，要求舱内使用36V安全电压照明，焊接作业前严格检查电源线，人员配置绝缘保护，作业期间采用风机确保筒内空气流通，浇筑期间，锚固件需要进行沥青层涂刷，对预热器弯管、捅料孔以及风管的拐弯部位必须使用耐火浇筑材料。施工垃圾要每天下班前清理至地面，保证工作面、通道的畅通及施工安全[3]。各级旋风筒施工时，下部锥体孔洞必须用钢板封堵，防止高空坠物。

结语：窑尾框架的施工，存在高空作业多，立体交叉作业严重，施工作业面窄小、工种交错严重、施工工期长，起重作业要求高、安全隐患较多等的特点，因此需要在施工过程中需要合理组织，周密计划、精细施工，并做好必要的安全措施，才能确保施工的顺利完成。文章在介绍水泥厂窑尾框架的组成及工程内容的同时，详细阐述了窑尾框架施工过程中的钢立柱、钢梁以及附属钢结构的吊装安装，设备内耐火材料的吊装施工，施工过程中的安全措施等，明确了施工顺序、施工方法、安全措施及注意事项，供水泥行业借鉴参考，希望能为我国水泥产业发展做出一点贡献。

[1]蒲学文. 水泥厂窑尾钢框架及设备吊装和安装施工方法研究[J]. 科技风,2017(10):183-183.

[2]于志鹏, 闫克宁. 6000t/d水泥生产线窑尾钢结构框架安装防护措施介绍[J].水泥工程, 2017, 30(2):75-77.

[3]王庆江. 水泥厂窑尾钢框架结构地震响应分析及优化[J]. 水泥技术,2016(6):29-33.