完善有色产业链 优化地区产业结构(上)
——记部优工程蒙泰达拉特90万吨/年铝板项目(一期50万吨/年)
2020-12-08张小红
本刊记者 张小红|文
蒙泰达拉特铝板带项目于2017年全面开工建设,达产后年产值可达63亿元。该项目意义重大,将使内蒙古鄂尔多斯地区有色金属产业从冶炼向深加工有效延伸,同时,工程质量优良,其7个子工程均获2018~2019年部优工程奖,本文介绍其中3个子工程。
近日,“2018 ~2019年度中国有色金属工业优质工程(部优)”新鲜出炉,蒙泰达拉特90 万吨/年铝板带项目(一期50 万吨/年工程)(以下简称“蒙泰达拉特铝板带项目”)氧化铝仓库及输送系统工程、电解南厂房、电解北厂房、整流所、空压站及空压循环水、电解烟气净化系统、铸造车间7个子项目均获奖。
据悉,蒙泰达拉特铝板带项目由内蒙古蒙泰煤电集团公司投资建设,该公司在做好煤电主业的同时,加快转型升级,积极探索延伸煤电产业链。项目分两期建设,一期工程于2017年4月全面开工建设,达产后年产值可达63 亿元。该项目的实施,将使内蒙古鄂尔多斯地区有色金属产业从冶炼向深加工有效延伸,从以出售低附加值的铝基合金锭向高附加值的高精铝板带转变,对优化开发区产业结构、完善有色金属产业链将起到重要的推动作用。
本文将重点介绍蒙泰达拉特铝板带项目氧化铝仓库及输送系统工程、电解南厂房、电解北厂房三个子工程的设计亮点、质量创优情况等。
氧化铝仓库及输送系统工程
氧化铝仓库及输送系统工程内容主要包括氧化铝及氟化盐仓库、缓冲仓、斗提间及氧化铝储仓、支架桁架、卸料装置、输送设备等。该工程由十一冶建设集团有限责任公司、大连碧海环保设备有限公司、中国二冶集团有限公司、二十一冶建设集团有限公司共同承建。
工程施工存在一些难点,主要包括:
1.混凝土施工中易出现蜂窝、麻面等缺陷,施工方采取了模板支撑牢固、严密,并有专业人员检查复核模板,在现场也安排专人监护等措施。
2.缓冲仓、氧化铝储等筒仓工程的施工具有项目集中、工程量大、工期短、与安装专业配合密切等特点,这就要求施工人员必须掌握筒仓施工特点,了解整个工程作业顺序。施工方编制了氧化铝输送筒仓专项方案,使施工人员对浇筑的起点及进展方向做到心中有数,对每次浇筑混凝土的用量计算准确,以防出现故障时能保证人力、机械、材料均满足浇筑速度要求,同时,请业主、监理、施工单位共同检查钢筋的级别、直径、位置、排列方式及保护层厚度符合设计及规范要求。
3.钢结构单层厂房钢材用量大,支架制安的难点在于跨电解车间41m吊装作业,需多台吊车同步配合施工,工期短、与安装专业须配合密切。钢柱、钢梁、吊车梁制作是本工程的重要部位,采用火焰进行切割下料,采用阻力焊机进行焊接,并编制了吊装方案。
4.氧化铝及氟化盐仓库屋面采用铝镁锰高强板,由于该板尺寸无法使用吊车进行吊装,必须将压瓦机放置到与屋面一致的高度上,将其压制成型后平移铺装,为减少其平移距离,施工方使用履带式液压升降机,在升降机平台上放置成型机,在屋面高度直接成型铺装。
本工程灵活应用了相关的先进技术和设备:①大量应用GPS 定位仪、激光测距仪等先进仪器,保证建(构)筑物位置准确度。②使用数控切割机、多轴相贯线切割机,焊接时采用全自动龙门焊、氩弧焊和CO2气体保护焊,保证钢结构焊接质量。③积极引进新材料,首次将铝镁锰高强墙板作为墙面及屋面材料,达到环保、耐腐蚀效果的同时,确保建筑物美观。④采用超浓相运输技术从氧化铝仓库将新鲜氧化铝输送至净化的新鲜氧化铝储仓,该设计具有投资省、运行成本低、节能、密闭性好的特点,较皮带输送极大降低了运行风险。⑤采用超浓相溜槽及斗提输送,设备运行可靠,造价低,且密闭性好,氧化铝粉不会泄露,只需风机供风即可运行。
电解南厂房、北厂房施工介绍
蒙泰达拉特铝板带项目电解南、北厂房规模、工艺技术都类似,均采用沈阳铝镁设计研究院有限公司自主开发的节能型SY500 预焙阳极电解槽,设计产能为50 万吨。其中南厂房施工单位为十一冶建设集团有限责任公司、二十一冶建设集团有限公司;北厂房施工单位为中国二冶集团有限公司、七冶建设集团有限责任公司。
SY500 预焙阳极电解槽的技术特征包括:新概念外补偿母线技术、新式节能阴极结构技术、准确的电热平衡设计、上烟道集气及双烟管排气系统、高效打壳下料系统、新式厂房通风结构等,这些技术能够有效提高电解槽的磁流体稳定性,节能效果显著,延长槽寿命。
除此之外,南北厂房积极应用“十大”新技术:①清水混凝土模版技术,直接利用混凝土成型后的自然质感作为饰面效果,对模板表面的平整度、拉螺栓的排列有较高的要求;应用CAD 三维立体图将整台电解槽画出,编制作业指导书,以直观体现电解槽的结构,便于工人施工,避免施工过程中各专业之间交叉作业出现的尺寸偏差。②使用自行研制的全自动铝软带剪切机剪切软带,该设备能够设定铝软带不同尺寸的剪切长度,并可一次性批量加工生产,比人工剪切速度更快,精度更高。③使用“铸铝母线切削加工成套专用机床”进行铝母线加工,大幅减少加工误差,提高效率。④利用“胎具”技术,使铝母线的焊接质量及部件防变形量得到了保证。⑤采用低收缩率的冷捣固糊,提高施工质量,延长槽寿命,增加经济效益,并极大减少了在施工过程中加热糊料所带来的环境污染。⑥采用石墨含量高的炭块,导电率较高,阴极电压降较低,以利节电。⑦采用磷生铁组装阴极块技术,节电效果明显。⑧采用《铝电解槽内衬施工中的电加热装置》实用新型专利。⑨大量应用GPS 定位仪、激光测距仪等先进仪器,统一定位,提高测量精度,保证建(构)筑物位置准确度。⑩钢结构施工过程中,使用数控切割机、多轴相贯线切割机,焊接时采用全自动龙门焊、氩弧焊和CO2气体保护焊,保证了钢结构焊接的质量。
施工单位表示,质量通病在施工中经常出现,其最根本原因是操作人员未严格按照施工规范及操作规程操作所致。针对质量通病,除了要求施工人员不断提高自身素质,以精益求精的正确态度对待工作外,同时也根据不同施工阶段,按易出现质量通病的部位采取监、管、控、治相结合的方式严格防范。
1.支模时应遵守边模包底模的原则,梁模与柱模连接处,下料尺寸一般应略为缩短,梁侧模必须有压脚板、斜撑、拉线通直后将梁模钉固,梁底模板按规定起拱,混凝土浇筑前,模板应充分用水浇透,根据规定的柱箍间距要求钉牢固,成排柱模支模时,应先立两端柱模,校直与复核位置无误后,顶部拉通长线,再立中间柱模,四周斜撑要牢固。在进行竖向钢筋的搭接、焊接和机械连接前应先搭好脚手架,在上部通过吊线,用钢管固定出上部的托筋位置,使接长的钢筋能准确地套在箍筋范围内,这样在脚手架上安装柱的钢筋,绑扎箍筋,既安全,又能保证框架柱骨架不扭曲、不倾斜,还能提高工效。按规定使用和移动振动器。中途停歇后再浇捣时,新旧接缝范围要小心振捣。模板安装前应清理模板表面及模板拼缝处的黏浆,才能保证接缝严密。若接缝宽度超过2.5mm,应予以填封,梁筋过密时应选择相应的石子粒径。
2.为降低施工难度,保证焊接质量和工程进度,在不影响下道工序施工(即铝母线槽上安装)的情况下,施工过程中将加工好的铝母线在槽外通过焊接或连接的方式组合成部件,减少槽上安装量。
3.铝母线组焊成部件时,先在钢平台上制作固定组对胎具,在胎具上将铝母线组对完成后、焊接前,进行加固以防焊接变形。
4.为减少接触面的电压降,接触面加工一定要平整光滑,做法是先用铣床铣接触面,然后进行人工研磨,使接触面达到要求为止。
5.铝母线焊接属特殊控制过程,焊接工序控制如下:焊工必须持有有色金属焊接岗位上岗证,才能进行操作;使用熔化极氩弧焊机进行焊接;焊接前认真检查焊机设备各部位是否运行正常,针对施焊对象及条件将焊机调整到最佳工作状态;氩气纯度达到99.99%以上;铝焊丝选用SAL-3 及以上牌号的焊丝;焊接母材为一级工业纯铝以上;依照《铝母线焊接工艺评定报告》所要求的焊接电压、电流、速度及操作要领进行操作;铝母线焊接场所清洁、干燥并有防风装置,保证焊口干燥并打磨干净。
一系列的先进工艺、技术以及严格细致的操作,提高了施工工作效率,保证了工程质量,南北电解厂房两个工程均达到设计、规范的要求,表面观感优良,无咬肉、弧坑、表面气孔、表面裂纹、接头不良等质量缺陷,焊缝内部质量经超声波检测,结果优良。