水泥厂窑尾钢框架设备吊装及安装施工措施探讨

水泥厂窑尾钢框架设备吊装及安装施工措施探讨

朱永军

中材建设有限公司北京100176

摘要：水泥厂窑尾生产系统中，钢结构框架及其设备的安装难度较大，属于整个生产过程中施工时间较长、钢结构量较大的主要建设位置，同时也是水泥生产线安装过程中安全事故的高发区域。所以，在保障施工安全、工程质量的前提下，有效且在较短时间内实现窑尾钢框架及设备吊装的安装工作一直是各大水泥生产企业所重视的问题。本文分析水泥厂窑尾钢框架施工的主要方法，以期为相关工作人员提供理论参考依据。

关键词：水泥厂；窑尾框架；吊装

引言：

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。

一、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。钢框架是次要结构方面，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）。

二、窑尾系统工程内容及工程量

窑尾系统工程方面，以某集团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结构为钢结构+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级预热旋风筒，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。

三、窑尾钢框架吊装、安装施工措施

（一）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。

（二）钢立柱、钢梁的吊装安装

（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。

（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；利用三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）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。

四、窑尾设备吊装、安装施工措施

（一）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。

（二）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。

（三）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。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。

参考文献：

[1]周锐.水泥厂窑尾钢塔架及预热器安装作业防护措施探讨[J].建材发展导向,2017,15(12):25-27.

[2]赵东岚,李顺,王庆江.水泥厂窑尾塔架梁柱节点有限元分析[J].山西建筑,2013,39(07):35-37.