浅谈尾矿浓密机安装技术

高彦丽

中化二建集团山西华晋岩土工程勘察有限公司 山西太原 030021

浓密技术是近年迅速发展起来的在矿物加工、湿法冶金、污水处理、膏体充填和尾矿干堆等诸多领域得到广泛应用的新技术[1]。以西藏甲玛铜多金属矿采选二期扩建项目尾矿浓密机安装工程为例，介绍浓密机安装技术。该工程一共采用两台浓密机，每台浓密机由一根中心柱、一个底流锥、一套驱动装置及一套扒架装置组成，浓密机剖面图如图1 所示。由于浓密机各组件分块到货、质量大，且安装精度高，需要现场组拼并合理安排安装次序，以保证各连接设备的安装质量，进而保证浓密机整体安装质量。

图1 浓密机剖面图

其安装程序为：中心柱下部→中心柱中部→底流锥→驱动器传动套→中心柱上部→驱动单元→扒架→驱动平台。

1 中心柱安装

浓密机的中心柱最大外径为Φ3.416m，高度为22.628m，共由三节组成，下部通过预制好的法兰盘与深锥底部预埋好的地脚螺栓连接，中部与下部、上部与中部通过焊接连接。中心柱的安装垂直度精度控制在1/ 1000以内，安装精度较高。

中心柱下部安装要求：

（1）检查基础地脚螺栓数量、分度圆直径及方向。

（2）作好中心柱的定位，对预埋螺栓的垂直度及圆度进行复核，预埋螺栓的垂直度要求控制在5mm，圆度控制在10mm 内。

（3）中心柱起吊之前以人孔为中心基准，在人孔方向北面90°方位及180°方位的通长方向上用墨斗弹出两条与柱体中心线平行的安装控制线。

（4）吊装过程中，当中心柱从深锥口处缓慢放下时，调整下部中心柱螺栓孔的方位，使人孔位置与定位线位置重合；然后放下中心柱，使中心柱底部的法兰盘螺孔与预埋螺栓穿对；再通过控制观测台在中心柱底部法兰盘下加设垫铁，调整柱体的垂直度，直至合格为止。

（5）柱体垂直度调整好后，满焊垫铁与中心柱法兰底板，然后上紧预埋地脚螺栓与下部中心柱法兰盘的连接螺母，最后吊车松钩。

中心柱下部就位安装完成后，就可以进行中心柱中部的吊装就位工作。中心柱中部的吊装调整及控制线测放工作方法和下部相同，关键是中部和下部的焊接组装。在吊装前应先设置定位销和调节螺栓，用以安装调整定位，定位销和调节螺栓的设置如图2 所示。

图2 中心柱下部定位销调节设置图

定位销用14# 槽钢制作，在中心柱的内壁与壁板满焊，焊缝高度不得小于8mm；槽钢的外露部分做成斜口，以便中心柱组对时的定位下移；在槽钢的背面开一个φ34 的孔，并在孔的外侧焊接一个M32 的螺帽，用以调节中心柱中部与下部的水平位置。定位销要在中心柱圆周方向对称等分布置。定位销布置完成以后，为了对中心柱垂直度进行调节，还需要在下部中心柱的内壁焊接4 个M32 的螺帽，螺帽与壁板满焊，螺帽的布置位置错开定位销在圆周方向等分对称布置。在中部中心柱与下部中心柱连接的一端还需设置垂直调节板，调节板采用30mm厚的钢板制作，与中部中心柱的内壁满焊如图3 所示，调节板的位置为圆周方向对称均匀分布。

图3 中心柱中部调节板设置位置图

控制观测台设置三个，其中在南、北锥体的中间位置设置一个1# 控制台，然后在锥体的西面与1# 控制台成90°方位角的地方设置两个控制台，分别为2# 、3# 控制台，具体方位如图4 所示。

图4 1# 、2# 、3# 控制观测台方位图

中心柱垂直度控制：在控制台上加设两台经纬仪，并在经纬仪观测柱体上提前设定的观测线，调节下部的垫铁使经纬仪的十字中心线的竖向线与柱体上设置的观测线重合，即说明柱体垂直了。

吊装中心柱中部时，中心柱中部要与中心柱下部的上口定位销靠紧，然后下落，使中心柱的下部与中部接口对齐。如果在水平方向有错口，通过定位销上的调节螺栓调节；在地面观测上部的垂直度，如有偏差通过设置的垂直调节螺栓进行调节；水平和垂直调节同时进行；反复进行上述动作，直至与中心柱下部接口对其，并且垂直度满足要求为止。调节好后，进行定位焊，在接口圆周方向等分8点，如图5 所示。

图5 定位焊缝示意图

待定位焊焊接完成后，可以试松吊钩，观察柱体有无明显偏差；如果没有，继续焊接，直到焊接长度不小于总焊缝长度的1/ 3 为止，然后松掉吊钩。

中心柱下部、中部两节高度为11.350m 左右，采用焊接连接，焊缝的全周长为10.7m。因焊缝的长度大，在进行组对焊接时要进行对称焊接（图6），在圆周方向上对称同时按照顺时针方向焊接，以减少焊接热变形对安装质量的影响。

图6 施焊方向示意图

待底流锥及驱动装置传动套安装完毕后，再完成中心柱上部安装。中心柱上部的吊装及与中部组对焊接同上。

2 底流锥安装

底流锥为一个无底半顶的圆锥空心台体，锥分片到货，每片重约9t（含加固结构）。

在底流锥安装前，首先要对土建基础进行复核，复核基础的圆度、预埋板的平整度和标高是否符合设计图纸要求。土建基础预埋达到要求后，对所有预埋基础板进行打磨抛光，去除钢板表面的水泥及灰尘，直至预埋钢板出现金属本色。

现场的底流锥分片到位，而底流锥的内径与中心柱的外径相同，因此底流锥不能在现场组对，只能分两次吊装置于紧固环上，对照朝向，水平和同心度与下柱和底流锥紧固环一致。为了不使底流锥因吊装变形，采用平衡杠起吊。在吊车将两片底流锥吊至深锥底部后，调整底流锥方位，使底流锥预留口与预埋板上的定位线相重合；通过手拉葫芦对底流锥调平，保证两片底流锥对口的平整度和垂直度；然后完成底流锥和预埋板的焊接、底流锥的对焊，以及底流锥与中心柱的焊接。

3 驱动装置安装

本工程的浓密机驱动装置分为驱动单元、传动套和驱动平台三部分。传动套直接套在中心柱的外面，驱动头直接固定在中心柱上，通过对称布置的四台驱动电机带动齿轮盘转动，从而使整个驱动装置以中心柱为中心旋转。

传动套长度为15m，重量为15t，传动装置套在中心柱的外面，传递驱动头的力矩，使整个扒架系统旋转。为保证吊装过程中传动套不与中心柱磕碰，深锥底部要放上木块。

驱动头是整个浓密机的核心部位，整个设备的动力全部由驱动头输出。同时，由于驱动头设备十分精密，整个设备包含了很多大大小小的精密元件，因此在吊装施工时要特别注意，防止对驱动头有任何损伤。

驱动头与中心柱上部是通过焊接连接的，但操作位置悬空大概22m 左右，因此施工难度较大。为了确保施工操作安全及施工质量，本工程在传动套放置就位后从底流锥上围绕中心柱搭设一圈脚手架操作平台。当驱动头吊装到位后，用撬杆调整驱动头与中心柱的相对位置；然后用框式水平仪调整其水平度；当位置与水平度达到要求后，点焊驱动头与中心柱的相对位置，为减少焊接热膨胀对驱动头安装进度的影响，焊缝施焊时要对称沿着相同方向施焊。

待驱动头与中心柱焊接安装完成后，进行驱动头与传动套的连接。驱动头的齿轮盘通过螺栓与传动套的法兰盘连接，在安装时要注意安装顺序的问题，并且在正式安装前要对两对法兰进行预组装。由于传动套安装完成后是悬空的，在传动套与驱动头组装连接的时候还需要吊车把传动套吊起来，提高到与驱动头螺栓孔同等高度。

最后，驱动平台在地面上完成组装，并整体吊装到中心柱上面。

4 扒架装置安装

扒架底座是连接传动套及扒架支架的部位，它起到承上启下的作用，使驱动头的动力通过传动套最终传到扒架上来，带动整个扒架系统的转动。由于扒架是中心柱传动装置中最底层的一个设备，在安装传动套及驱动头前须先安装扒架底座。扒架底座为正八边形，每个扒架底座分两片到货，两片间由螺栓进行连接。扒架的上部与传动套通过螺栓连接，扒架底部结构与中心柱通过四个滑动轴瓦连接滑动，安装的主要难点和质量控制点是轴瓦的安装。

待两片扒架底座吊装就位后，进行扒架底座的组装。由于扒架底座安装连接完成后是悬空的一个设备，为了减少变形、保证组装质量，以及防止其被底流锥卡住，在进行组装前须搭设一个平台，将整个扒架底座支撑起来。此外，为保证滑动轴瓦不受以中心柱为轴心的其他方向的力矩，确保轴瓦的安装质量，要在扒架底座与传动套、驱动头齿轮盘连接好以后再进行滑动轴瓦安装。

由于每个浓密机扒架的总重量在200t 左右，而且到货比较零星，零部件较多，需要对一些部件进行预组装，然后将各预组装件就位组装。

由于扒架系统较大，各单片重量小则几吨，大则十几吨，对组装要求尤其是吊装要求比较大。本工程采用在厂房外进行一些零部件小块组装的方法，以减少锥体内部斜壁上的工作。本部分工作的最大难点在于吊装，只要控制协调好吊装工作，扒架的组装质量、进度要求就可以轻松的保证。结合现场实际情况，扒架安装工作程序如下：

（1）先绘制好扒架各部件组装顺序简图，并根据组装件的编号排列；

（2）采用单点平衡起吊，当扒架吊装到安装位置后，通过人工旋转使扒架接头到达安装的要求位置，然后进行螺栓连接。

（3）当部件的所有螺栓连接好后，对称同方向对所有螺栓进行紧固，并且所有螺栓必须用力矩扳手进行安装，紧固力矩必须达到设计要求。

（4）扒架安装好后，还要对所有部件进行复查，确保所有连接部位及安装部件良好，满足设计要求。

5 结语

（1）中心柱安装关键是中心柱分部吊装，以及中心柱中部和下部、上部的焊接组装。焊接时进行对称焊接，在圆周方向上对称同时按照顺时针方向焊接，减少焊接热变形对安装质量的影响。

（2）由于底流锥的内径与中心柱的外径相同，不能在现场组对，只能将两片分次吊装置于紧固环上，对照朝向，水平和同心度与下柱和底流锥紧固环一致。为了防止底流锥因吊装变形，采用平衡杠起吊。

（3）由于扒架总重量大、各零部件较多且零星，需要对一些部件进行预组装，然后把各预组装件进行就位组装。另外，扒架的安装位置在深锥锥体的斜面上，安装的操作面比较困难，在进行安装施工前必须做好施工计划和相应准备工作，才能有效保证安装的质量和进度要求。