奥炉改造 高效铜冶炼的标杆工程——记部优工程铜陵有色“奥炉改造工程”之电解工序、精矿库工程

本刊记者 张小红 特约记者 贺奉先｜文

本文主要介绍获得“2018-2019年度中国有色金属工业（部级）优质工程”奖的铜陵有色铜冶炼工艺技术升级改造项目“奥炉改造工程”之电解工序、精矿库工程。

铜陵有色金属集团控股有限公司（以下简称“铜陵有色”）的“奥炉改造工程”是安徽省省级重点项目，该项目位于铜陵市循环经济工业试验园内，毗邻“双闪”工程，总用地面积574.3亩，总投资32.84亿元，设计产能为年产阴极铜20万吨，硫酸产量76.32万吨。2016年3月18日，奥炉改造工程正式开工。2018年3月18日工程竣工点火烘炉，5月18日投料试生产，5月底成功产出第一炉阳极铜。这不仅使得铜陵有色形成完整的高、中、低品位含铜物料处理系统，更通过创新解决了环保成本问题，为未来国内建设绿色、环保、高效铜冶炼企业树立了标杆。

“电解工序”工程介绍

该工程由铜陵有色设计研究院设计，铜陵有色金属集团铜冠建筑安装股份有限公司施工。主要由电解主厂房、东系统南附跨、整流变及变电所附跨、电解控制室等组成，建筑面积为16254m2。现场主要包括设备安装、电气仪表安装、工艺管道安装、防腐保温等。

工程施工难点、特点主要有：电解槽下底面防渗要求高；电解槽支架梁顶标高精度要求高；电解槽下工艺管道焊接和重型直流母线安装；大型屋面板及钢屋架的防腐施工，全部为高空作业，同时，屋面板板缝以及钢屋架焊接点的防腐处理是施工中关键；电解槽防腐保温质量要求高；专用行车与电解槽定位要求精度高；各专业交叉作业多、工程体量大、面广，工期紧，生产工艺系统复杂等。为确保达到质量目标，施工方采取如下质量保证措施：

1.选派具有同类工程施工经验的一级建造师担任项目经理，组建项目经理部，明确各岗位人员职责和权限，在施工过程中严格按照GB/T19001质量管理体系和施工质量验收规范的要求组织施工。

2.预制柱混凝土强度达到设计强度100%后进行翻身就位，翻身就位采用两组钢丝绳四点起吊，吊点位置、索具及吊环直径通过计算确定，翻身第三层、第二层柱子时在柱子两端设道木垛，道木垛下的地基夯实，道木与道木之间用钯钉拉接，翻身起模时绳索与预制柱子水平面夹角大于450°，柱子就位的位置考虑便于吊装，就位时小面（牛腿面）朝上，柱子就位场地经平整夯实坚硬，用道木做垫点，垫点位置同吊环设置点对应，由于柱子重心较高，就位后柱子两侧加设四道木撑或钢管支撑，设在吊环的位置。

3.该项目电解槽安装对槽面平整度要求高，经公司精心策划，电解槽支架平台浇筑完成后，用经纬仪找平，将误差控制在规范要求内。在安装前检查验收土建预留洞口尺寸，按设计要求进行验收，并做好记录。

电解车间采用专用吊车与电解槽定位装置，电解槽支架梁顶标高与安装轴线位置准确至关重要，为正确指导电解槽支架施工，项目部编制专项作业指导书。为有效控制模板支撑标高，在支撑立杆支设好后，在厂房轴线柱上标识梁底标高，拉通线控制梁底100×50mm方木横撑标高位置，梁侧模采用定型高度尺寸模板，使砼浇筑时梁面标高一致，由于支架梁截面大、施工负荷大，施工要求支撑牢固，采用钢管支撑系统，由于各工种间密切配合，施工中严格执行“三检制”，每道工序均报监理工程师认可后进行下道工序施工，整个工程施工处于受控状态。

4.混凝土电解槽是电解车间的重要构件，质量的好坏直接影响其使用年限。电解车间采用专用行车通过电解槽槽面的定位针和支撑盘，自动精确定位，施工图要求槽体纵向和横向水平误差不得超过千分之一，且必须保证槽间中心距，每个槽定位板高度误差不大于3mm，同一组电解槽中，相邻电解槽角中心点高度差不大于3mm，电解槽长边与厂房定位中轴线的垂直线平行度为0.5mm，同一列电解槽直线度在0～10mm之间，同一排电解槽直线度在0～6mm之间，才能保证行车吊架的精确位置。

5.电解车间电解槽下常年密闭，酸液较多，地面沉降较敏感，防渗要求高。在施工地面时，改变以往先施工主梁再土方回填的方式，先将柱施工至+0.00位置，再采用好土回填的方式，大大减少了施工成本，提高了回填质量。在后期的运行中反映良好，地面无任何下沉。

6.专用行车轨道为QU100起重机钢轨，按生产工艺要求轨道必须平滑、顺直，直线度和平整度要求为千分之一，为确保焊接质量和接头平直，施工时采用铝热焊焊接工艺。施焊前，组织技术和操作人员多次进行预施焊，确定可靠的焊接参数和操作人员焊接质量达到要求后，再进行轨道正式焊接，安装结束后，经探伤和设备运行检验，行车运行平稳。

7.大型电解槽制作采用内胆式电解槽工艺，实行工厂化集中生产，采用整体钢模浇筑，有效保证外形几何尺寸在设计范围以内，玻璃钢内胆厚薄一致，槽口平整，树脂含量高，密实度强，表面平整光滑，使用寿命长，放泥和放液小件与玻璃钢内胆制作一次成形，不渗漏；玻璃钢内胆与砼槽体用抓钉连接牢固；在相邻电解槽连接方法上，采用每组槽用树脂砂浆找平槽沿埂后，再以盖帽形式衬贴玻璃钢将槽与槽连接，连接后的槽沿埂不但保证了水平精度而且平整美观。

8.电解槽下回液管、上清液管、阳极泥管选择具有耐腐蚀性和柔软性好的化工型UPVC管道，进液管选择具有耐腐蚀性、柔软性好及满足强度要求的FRP/UPVC复合管道。化工型管连接方式为胶水粘接+塑料焊条焊接，复合管连接方式为胶水粘接+塑料焊条焊接+玻璃钢缠绕胶粘。由于管道壁厚较厚，每个焊缝需要操作熟练的焊工焊接2～6个小时，现场工作量相当大，共计约1000道焊缝，为满足工期要求，施工方采取夜间加班、三班倒制，全天满负荷施工，确保按时完工。

9.重型直流母线安装采用大极板、高压电流密度电解工艺，产品产出率高、质量好，铜母线安装质量是直接影响生产的关键因素。该环节最大难点是母线加工时螺栓孔距控制和现场吊装，母线螺栓孔在加工时对加工设备及模具进行精确调校，孔距误差控制在±0.5mm以内；母线安装采用分片制作后组对成整体再吊装，不仅确保了安装精度也保证了吊装安全，且最大限度减少了母线接头数量，为以后生产节能降耗打下了坚实基础。

10.钢管屋架制作采用相贯线数控切割机下料，运用tekla软件建立三维模型，使数控切割机自动切割钢管相贯线，为钢管屋架制作精度提供了有力的技术保证。

该工程也积极应用建筑业10项新技术，如预应力技术、预制构件工厂化生产加工技术、高强钢筋应用技术、钢结构深化设计技术、钢结构防腐防火技术等。该工程于2018年3月17日通过竣工验收，使用至今，运行良好，各项性能都满足使用要求。

精矿库工程介绍

该工程由中国瑞林工程技术有限公司设计，铜陵有色金属集团铜冠建筑安装股份有限公司施工。工程主厂房长300m，跨度33m，檐口高度22.3m，工程总建筑面积为14877m2；附跨为单层现浇钢筋砼框架结构，矿仓采用半地上护壁式钢筋砼挡墙结构，厂房柱基根据场地地形地貌图按部分采用浅基础（柱下杯口基础）、部分采用机械旋挖灌注桩，挡矿板基础采用复合地基处理。

该项目工艺流程为：内配置4台抓斗起重机（Q=20t），可将各种物料抓入精矿给料仓内，分别通过定计量胶带机或圆盘给料机+计量胶带机进行配料，各种铜精矿、石英砂、渣精矿及返回烟尘、块煤按奥炉入炉混合物料成分的要求自动配比后，通过胶带输送机转运并送至精矿制粒。

工程施工难点和特点主要有：管线穿插布置复杂，各专业交叉作业多；砼地面抗渗要求高，施工量大；工程体量大、面广，工期紧等。为确保达到质量目标，施工方采取如下质量保证措施：

1.选派具有同类工程施工经验的一级建造师担任项目经理，组建项目经理部，明确各岗位人员职责和权限，在施工过程中严格按照GB/T19001质量管理体系和施工质量验收规范要求组织施工。

2.预制柱子混凝土强度达到设计强度100%后才进行翻身就位，翻身就位采用两组钢丝绳四点起吊，吊点位置、索具及吊环直径已经通过计算确定，翻身第三层、第二层柱子时在柱子两端设道木垛，柱子起吊前将4根缆风绳与柱顶固定好，轴线端头的柱子提前安装好供安装吊车梁用的夹板。柱子采用旋转法吊装，吊点设在柱子的吊车梁牛腿下，采用活络卡环减少高处作业。柱子校正和临时固定采用自制的校正器或丝杆千斤顶平顶法校正，垂直度和平面位置校正，精度符合规定要求后进行临时固定，并立即进行杯口灌浆工作，杯口灌浆采用C30细石混凝土，分二次进行，第一次灌至钢楔子底面，待混凝土达到设计强度30%后，拔出楔子再全部灌满，振捣混凝土时不碰撞钢楔，灌浆混凝土强度达到设计值50%后才拆除缆风绳。

3.该项目胶带运输机多，在安装前首先检查验收土建基础部分预埋尺寸，按设计要求进行验收、并做好记录。用经纬仪确定输送机纵向中心线，与基础实际轴线偏差。定出驱动装置安装的纵、横向中心线、并检查与设备安装孔与基础螺栓相对位置尺寸。依次组装头架、尾架、中间架。安装前对逐个支腿进行测量和配对，必要时对支腿进行修正，保证支架安装达到规范要求。滚筒安装机架安装完毕，固定牢固后，进行传动滚筒，改向滚筒和拉紧滚筒的组装，组装经验收试运行胶带输送机均达到规范要求。

4.精矿库采用半地下室形式，且离长江距离较近，地下水位较高，恰施工时为雨季，水位长期位于-1.0m位置，经讨论后决定，在精矿库外围一圈明沟底标高降至-1.50m形成截水明沟，阻止地表水流入地下，加强了对该区域的环境保护。

5.起重机安装前组织所有人员熟悉现场，了解起重机有关技术性能及安装应注意事项，学习有关安全规程、质量标准及施工措施，进行详细的技术交底。起重机及其零部件运到安装地点在安装前，都会同甲、乙双方有关人员进行开箱验收。验收结束后，认真填写开箱验收记录，并共同签字。组织专人根据设备图纸、技术要求对各零部件进行复查，并对复查情况进行记录。针对起重机桥架分两片到货，组装时利用2台70t吊车在厂房外，分别将两片桥架吊至已安装好的轨道上，然后进行组装，保证大车行走的4个车轮底部在同一个水平面上。

6.行车轨道安装前进行严格检查，对弯曲或扭曲部位提前进行矫正，合格后安装。

7.料仓属于非标设备，由钢板拼接制作完成。由于内部空间不足，13个料斗进行正常吊装时空间不够，现场根据实际情况先散件拼接进厂，采用倒装组对方式，侧向吊装至安装位置再进行翻身。

8.钢管屋架制作采用相贯线数控切割机下料，运用tekla软件建立三维模型，使数控切割机自动切割钢管相贯线，为钢管屋架制作精度提供了有力的技术保证。

9.车间内各类介质、材质工艺管道种类多，坡度要求精确，且施工过程中与其他专业交叉频繁，施工须合理计划、科学组织、统筹安排，保证正确的工艺流程。施工前作业班组人员认真核对图纸，搞懂管道流向、介质和材质，按先大管后小管，先上部后下部，先主管后辅管的原则进行配管，施工中按坡度要求随时测量核对，严格控制，安装后及时标识管道介质、流向，防止错铺，保证各类工艺管道安装质量。

该工程也积极应用建筑业10项新技术，如混凝土桩复合地基技术、高强钢筋直螺纹连接技术、预制构件工厂化生产加工技术、高强钢筋应用技术、钢结构深化设计技术、钢结构防腐防火技术等。该工程于2018年4月20日通过竣工验收，使用至今，运行良好，各项性能均满足使用要求。