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超聲波具有以下四個基本特性[1]:一,束射特性。超聲波波長短,可以集中成一束射線;第二,吸收特性。超聲波在空氣、液體和固體中均會被吸收。空氣中的吸收烈,固體中的吸收微弱;第三,高功率。由于頻率高,超聲波的功率比聲波大得多,它不僅能使所作用的介質(zhì)產(chǎn)生急速運動,甚會破壞其分子結(jié)構(gòu);第四,聲壓作用。聲波振動使物質(zhì)分子產(chǎn)生壓縮和稀疏作用,這種由于聲波振動引起的附加壓力現(xiàn)象叫聲壓作用。超聲波在提取冶金過程中應(yīng)用的主要是功率超聲。功率超聲可以強(qiáng)化冶金過程的原因是:溶液中存在有溶解的一些氣體,在超聲波的作用下形成所謂的空化現(xiàn)象,當(dāng)這些微小的氣泡破裂時,產(chǎn)生瞬間的高溫(>5000K)高壓(>5×107Pa),形成所謂的“熱點”,對化學(xué)反應(yīng)起到非常明顯的加速作用,同時高能超聲形成的大量空化氣泡在超過一定值的聲壓下發(fā)生崩潰并產(chǎn)生激波,將已結(jié)晶長大的晶粒打碎,使晶粒得到細(xì)化。另一方面超聲波使液體出現(xiàn)湍流的力學(xué)特性,降低擴(kuò)散阻力,同時對破壞邊界層,加速傳質(zhì)、傳熱,促進(jìn)微細(xì)顆粒的彌散起到了關(guān)鍵作用[2]。超聲振動的高能量及其它的特殊效應(yīng),還可大地提高振動對凝固的作用效果[3]。超聲波在液體中傳播時,液體分子受到周期性交變聲場的作用,產(chǎn)生聲空化、聲流效應(yīng)及力學(xué)機(jī)制,引起熔體中流動場、壓力場和溫度場的變化,從而產(chǎn)生一些特殊的效果。在高溫操作中,高功率超聲波可用于熔體金屬的迅速脫氣[4]。實際上超聲波對于任何中等粘度的液體的脫氣幾乎都適用[3]。在含水系統(tǒng)中脫氣效果特別迅速,它能除去溶解的任何氣體,使水溶液中的氣體降到很低的水平。超聲波脫氣對于要求迅速和受控制的除去系統(tǒng)中氣體的場合,會得到很好的效果。根據(jù)上述機(jī)理,超聲波可改善熔融液在冷卻凝固時的流動性,能夠提供有效的結(jié)晶體,從而也可改善金屬熔體的質(zhì)量。

2超聲波在冶金中的主要應(yīng)用

2.1強(qiáng)化浸出過程

李俊[5]論述了濕法冶金過程中常見的三種浸出情況,并對超聲波用于硫酸浸出氧化銅的過程進(jìn)行了探討。在浸出過程中施加超聲影響的實踐中,引用奧羅夫(Orlov)做了帶超聲波和不帶超聲波機(jī)械攪拌硫酸浸出氧化銅的對比研究,結(jié)果表明,達(dá)到相同的浸出率時,不用超聲的浸出時間約為用超聲的浸出時間的12倍。K.SarveswaraRao等[6]作了相關(guān)的試驗研究,結(jié)果表明,超聲波對從氧化銅礦石中的氨浸有著正的效應(yīng)。在溫度298K、粒度-300～+150μm,氨濃度2.0mol/L,含固量10g/L的條件下,超聲波可使銅浸出率從70%提高到90%。與機(jī)械攪拌浸出相比,使用超聲波可使浸出時間縮短近5/6,同時也使試劑消耗減少。對于相同的顆粒礦石,超聲波不僅強(qiáng)化了浸出速率,也提高了銅的浸出率。結(jié)果還表明,在其它條件相同時,間歇式超聲波(脈沖超聲波)的效果優(yōu)于連續(xù)式超聲波。范興祥[7,8]等人研究超聲波強(qiáng)化草酸浸出氧化鋅精礦過程。在試驗條件下,用超聲波輻射浸出氧化鋅精礦同機(jī)械攪拌相比,浸出率有很大的提高。機(jī)械攪拌20min,氧化鋅精礦浸出率僅58.12%,超聲波輻射20min,浸出率則達(dá)90.24%,提高了32.12%;鋅浸出率隨輻射時間延長而提高;超聲波輻射強(qiáng)度提高,輻射時間一定時,浸出率提高,浸出率相同時,浸出時間縮短。劉彬等人[9]引入超聲處理技術(shù)強(qiáng)化鐵鹽浸出黃銅礦這一新穎研究方法。在相同浸出條件下,用超聲波處理后,銅的浸出率提高,平均提高幅度在5%～10%,不但有效地縮短浸出反應(yīng)時間,而且顯著的提高銅的浸出率。趙文煥[10]等利用超聲波進(jìn)行銀精礦中金銀的氰化浸出小型試驗和擴(kuò)大試驗,結(jié)果表明超聲波浸出法具有金銀浸出率高、浸出時間短、單耗低等優(yōu)點,在佳試驗條件下,金銀浸出率分別為97%～99%和95%～96%,浸出時間只是常規(guī)氰化浸出時間的1/2,單耗降低10kg/t。王少芬[11]等人將超聲波在硫化礦發(fā)電浸出過程中的應(yīng)用進(jìn)行了一定程度的研究。為了強(qiáng)化發(fā)電浸出過程,有效地提高輸出電流、電壓及金屬離子的浸出率,將超聲波引入到硫化礦與二氧化錳的同時發(fā)電浸出過程。在實驗條件下,每次啟動超聲裝置20min,直浸出約10h。在超聲場作用下,輸出電流和電壓都有明顯上升,采用超聲強(qiáng)化比未強(qiáng)化處理的浸出液,由于硫化礦浸出電極在超聲條件下的極化程度減弱,獲得了更大的輸出電流和輸出電壓,從而獲得了更高的浸出率。K.M.Swamy等[12]研究了在有超聲和無超聲的情況下,用尼日爾黑曲酶屬菌種浸出印度奧里薩幫紅土礦。在佳工藝參數(shù),如孢子濃度,葡萄糖用量,礦漿濃度,超聲波降解時間條件下,無超聲波時,浸出20d,鎳的浸出率為92%;用43kHz,1.5W/cm2超聲處理30min后,在孢子濃度為106個/mL和葡萄糖濃度為2%條件下浸出14d,鎳的浸出率高達(dá)95%。并且在超聲波作用下,鎳的浸出效果比鐵的浸出效果好。

2.2提高單元操作速率

嚴(yán)偉[13]等人主要介紹了超聲波在協(xié)助萃取領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用情況。在相同傳質(zhì)領(lǐng)域里,用超聲波強(qiáng)化多的是液固萃取。高頻和低頻都能強(qiáng)化萃取,但低頻時達(dá)到同樣的強(qiáng)化程度小于高頻。超聲波產(chǎn)生的脈動和控制的空化作用可以大大增加湍流強(qiáng)度及相接觸面積,從而強(qiáng)化傳質(zhì)。BatricPesic[14]等在用Kelex100溶劑萃取鎵并用超聲波處理人工合成溶液和工廠的實際溶液時發(fā)現(xiàn),超聲波的作用使鎵的萃取速率提高了15倍,所采用的超聲波頻率為20kHz,聲強(qiáng)為19W/cm2。試驗發(fā)現(xiàn),在超聲波作用下,溫度對鎵的萃取速率沒有影響,而通常的萃取過程中,溫度升高對提高萃取速率是有利的。趙洪力[15]采用自行設(shè)計的實驗裝置進(jìn)行了用超聲波技術(shù)處理含“薄膜鐵”天然硅砂的試驗,結(jié)果證明,在處理10min時,除鐵率一般可達(dá)46%～70%,與同樣條件下機(jī)械擦洗相比高出15%～45%;處理時間只需1～5min即可達(dá)到機(jī)械擦洗10～15min所達(dá)到的效果,處理時間可縮短2/3以上。Romanteen[16]等研究了在600～800℃范圍內(nèi)CO還原PbO的動力學(xué)。當(dāng)聲壓升15.8Pa,600℃時,PbO的還原速率增加了15%～25%,升800℃時還原速率增加了2倍;同時還發(fā)現(xiàn)聲波頻率<6.6kHz時對PbO的還原速率沒有影響。

2.3在復(fù)合材料制備中的應(yīng)用

馮海闊[2]等人討論了超聲波在顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備過程中的應(yīng)用。超聲波在此過程中的主要作用,是改善顆粒與合金液潤濕性及顆粒分散的均勻性。通過總結(jié)超聲分離技術(shù)的機(jī)理及研究現(xiàn)狀,提出一種很有發(fā)展?jié)摿Φ牟捎贸暦蛛x技術(shù)制備顆粒增強(qiáng)金屬基表面復(fù)合材料的新方法。王俊等[17]采用高能超聲復(fù)合法制備了致密度高、增強(qiáng)顆粒均勻分散的SiC顆粒/ZA22復(fù)合材料,其內(nèi)部沒有氣孔或顆粒偏聚等缺陷。認(rèn)為在試驗所用高能超聲處理條件下,熔液中產(chǎn)生的瞬時局部高溫、高壓的聲空化效應(yīng)與具有高的速度和加速度的聲流效應(yīng)的協(xié)同作用,是改善增強(qiáng)顆粒與基體合金潤濕性、并使顆粒在合金中均勻彌散分布的主要原因。潘進(jìn)等[18]用功率超聲波施加于金屬熔體中,可以在極短時間內(nèi)實現(xiàn)纖維與金屬的復(fù)合,制備出了高性能復(fù)合材料。液態(tài)金屬在超聲作用下能滲入顆粒預(yù)制件中或與顆粒均勻混合。超聲浸鍍可以實現(xiàn)鋼絲鍍鋅、鍍鋁。方孝春[19]結(jié)合超聲波理論和作用及高速電鍍理論,對鐵基粉末冶金件鍍鎳的傳統(tǒng)工藝與新工藝進(jìn)行了試驗對比。經(jīng)過超聲波清洗的鍍件基體與鎳層結(jié)合力明顯提高;封孔處理可降低鍍層孔隙,耐蝕性能提高;鍍層封閉劑R處理后可有效填充和封閉鍍層孔隙,阻擋腐蝕電池的產(chǎn)生,從而提高單層鍍鎳層的防護(hù)性能和品質(zhì)。

2.4細(xì)化晶粒

孟麗華[20]研究了超聲波處理時間對工業(yè)純鋁鑄錠結(jié)晶組織的影響,分析了超聲波對工業(yè)純鋁結(jié)晶組織影響的原因。研究結(jié)果表明,采用超聲波方法處理熔體后,鑄錠的細(xì)化率大幅度提高,可使整個鑄錠斷面均為微細(xì)化的等軸晶組織,過剩的超聲波振動將導(dǎo)致鑄錠細(xì)化率的下降。該實驗從某種意義上證明了超聲波振動的細(xì)化效果是來自于動態(tài)形核機(jī)制。胡松青[21]在熔融金屬的冷卻過程中導(dǎo)入超聲波獲得了較小的晶粒,并且在超聲波的作用下,形成的晶核進(jìn)入振動狀態(tài),從而加速生長過程。對碳鋼的超聲處理表明,它可使晶粒尺度從200μm減少到25～30μm,碳鋼的延展性增加30%～40%,機(jī)械強(qiáng)度提高20%～30%。對金屬鋅冷卻結(jié)晶的研究表明,超聲處理可使其臨界切變應(yīng)力強(qiáng)度提高80%,而且,在頻率為25kHz、強(qiáng)度為50W/cm2的超聲波作用下,金屬鋅的晶形由圓柱形改變成均勻的六角形。Gomes等[22]認(rèn)為,在NaOH溶液中,用超聲波處理鋁土礦可以提高微擾作用和提高礦石顆粒的溶解速率,然后再用超聲波處理溶液,可使溶液中的固體顆粒沉降分離速度加快;用超聲波處理加晶種的鋁酸鈉溶液可以提高分解速率和使晶體生長更均勻。趙忠興[23]在鑄造合金中導(dǎo)入超聲波,并通過硬脂酸和丁二腈在凝固時施加超聲波。結(jié)果認(rèn)為:其周期性的空化和攪拌作用,使合金液的溫度和成分均勻化,細(xì)化了鑄造組織,減輕了鑄造合金的宏觀偏析傾向,提高了鑄造組織的均勻性。他們還研究了超聲波對鋁合金結(jié)晶過程的影響[24],結(jié)果表明:對鋁合金液施加超聲波,以底部導(dǎo)入超聲波為好,可避免氧化夾雜的生成;超聲波施加于鋁合金液,可使其顯微組織明顯細(xì)化;超聲波在金屬液內(nèi)傳導(dǎo)過程中,其聲強(qiáng)度隨傳導(dǎo)距離的增加而衰減。

2.5超聲脫氣、去夾雜技術(shù)

用高聲強(qiáng)的超聲波處理液體可以明顯減少液體中溶解的氣體量[2]。該作用已經(jīng)被用于熔融金屬液的脫氣過程,成為超聲脫氣技術(shù)。魯曼里、艾斯瑪赫和玻依奇[25]用超聲波處理了含5%～7%鎂的鋁鎂合金,結(jié)果表明,超聲波對熔融金屬中排出氣體的作用很大。超聲彈性振動在幾分鐘內(nèi)可以使合金*去氣。白曉清[26]等研究了超聲波對流動液體中夾雜物去除效果的實驗,無超聲波作用下,夾雜物會自然上浮液體表面并且僅有少量的夾雜物粘附于容器的壁面和底部;在超聲波作用下,夾雜物因凝聚在短時間內(nèi)容易上浮液體表面或粘附于容器的壁面和底部。在1.5s和30s時,可以明顯觀察到有超聲波作用的液體更為清澈。SarukhanovR.G[27]等研究了在頻率44kHz、振幅1μm的超聲波作用下錫的結(jié)晶凈化過程,結(jié)果表明,超聲波改善了雜質(zhì)元素的分離效果,使Cu、Au、Cr、Ni在錫中的分配系數(shù)降低了25%～45%,從而達(dá)到使錫精煉的目的。

2.6超聲無損檢測(NDT)技術(shù)

陳革等[28]針對粉末冶金(PM)零件在制備過程中不可避免存在的缺陷(氣孔或裂紋),采用NDT技術(shù)對其進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明,超聲無損檢測散射波的波形可在一定程度上反映粉末冶金制品中孔隙的數(shù)量和狀態(tài)。散射波不明顯時,說明材料的孔隙很小,可能小于超聲波的波長;散射信號雜亂且增強(qiáng)時,說明材料孔隙較多。但散射波與孔隙之間的量的對應(yīng)關(guān)系,因所受影響因素眾多,只能大概反映孔隙的狀況。超聲無損檢測中聲速和材料中的孔隙率有一定的線性關(guān)系,聲速的減小代表了材料孔隙的增多,同時在一定程度上也反映了材料的性能。因此,可以用超聲無損檢測技術(shù)來評價PM材料的某些性能。從而達(dá)到對該類零件實現(xiàn)非破壞性的快速、全面檢測的目的。李軍[29]對不銹鋼復(fù)合鋼板超聲波檢測方法進(jìn)行了闡述。在檢測不銹鋼復(fù)合鋼板時,通常選用單晶直探頭局部水浸法從復(fù)板一側(cè)按照掃查靈敏度進(jìn)行檢測,一旦發(fā)現(xiàn)缺陷波的信號,先將其圈住,再用單晶直探頭的直接接觸法準(zhǔn)確劃出缺陷的邊界(確定邊界用缺陷波全波消失法),并按照生產(chǎn)合同技術(shù)要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),對缺陷是否可以修復(fù)做出準(zhǔn)確評判。

3結(jié)論

(1)超聲波對許多冶金過程確實能起到有效的強(qiáng)化作用。從實際應(yīng)用的角度來看,現(xiàn)在的超聲波設(shè)備普遍存在功率小的問題,不能*工業(yè)化生產(chǎn)的要求,盡快研究出大功率超聲波設(shè)備是解決應(yīng)用問題的當(dāng)務(wù)之急。隨著科技的進(jìn)步,可以相信在不久的將來,功率超聲在強(qiáng)化冶金過程、復(fù)合材料的制備、細(xì)化晶粒,脫氣去雜質(zhì),檢測等方面的應(yīng)用將越來越廣闊,發(fā)揮越來越重要的作用。

(2)超聲波會導(dǎo)致固體和液體出現(xiàn)“空化現(xiàn)象”。雖然對生物體來說,產(chǎn)生瞬態(tài)空化作用時,靠近爆炸氣泡附近的細(xì)胞會受到損傷,但一般說來,在人體內(nèi)大多數(shù)器官和生物流體中,損傷少量細(xì)胞不會對人體產(chǎn)生危害。

(3)超聲波在我國冶金工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展迅速,一方面得益于技術(shù)本身的不斷完善,另一方面有超聲波設(shè)備生產(chǎn)廠家的支撐,比如深圳市科工達(dá)超聲設(shè)備有限公司、深圳市時代超聲設(shè)備有限公司、寧波海曙金達(dá)超聲設(shè)備有限公司、北京超聲波明和公司等大型制造廠商,都以生產(chǎn)冶金行業(yè)超聲波設(shè)備為主。

對于大型冶金工業(yè)廠房,鋼結(jié)構(gòu)近期興建的項目較多,規(guī)模越來越大.由于大型鋼結(jié)構(gòu)廠房歷史不長,鋼結(jié)構(gòu)安裝的施工技術(shù)并非十分成熟,在大規(guī)模工程實踐過程中,廣大工程技術(shù)人員遇到諸多技術(shù)問題,急待鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)研究人員去解決;可見結(jié)合大型的工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)安裝進(jìn)行施工技術(shù)的研究是十分必要的,同時對今后的工程實踐也是極有意義的.本文將以廣東省韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)有限公司(以下簡稱“韶鋼”)大轉(zhuǎn)爐主廠房鋼結(jié)構(gòu)安裝施工為例進(jìn)行研究.

2工程概況

大轉(zhuǎn)爐工程位于韶鋼三軋廠和煉軋廠以北、熱電廠第三熱電站以東,占地面積約22萬m2,建筑面積約11萬m2;建筑工程主要包括新建的煉鋼和連鑄車間主廠房、生產(chǎn)輔助建筑.其中主廠房共九跨,由水渣跨、干渣跨、脫硫跨、加料跨、鋼水接收跨、連鑄澆鑄跨、切割跨、出坯跨組成,建筑面積70000多m2.上部采用全鋼結(jié)構(gòu),總重約1?9萬.t其中,柱子為二階或三階格構(gòu)式鋼柱,上段為工字形截面,柱腳形式均為杯口插入式柱腳.上柱為單根焊接H型鋼,截面尺寸A列1500×700,重14?5t/根,長25?895m;B列截面尺寸2750×800,重22?05t/根,長27?850m.對于E、F列非塔樓立柱和C、D、G列各柱,重量基本在36~55t之間,基本上分二段制作,分段位置設(shè)置在一階牛腿面上,分段制作的柱子均在吊裝前進(jìn)行預(yù)拼,滿足相應(yīng)質(zhì)量要求.

3吊裝方案的選定

根據(jù)實際情況,如何經(jīng)濟(jì)、高效地完成主廠房結(jié)構(gòu)的安裝是主要的問題.而這一主要問題的關(guān)鍵是吊裝機(jī)械的選用及布置.根據(jù)工程特征,主吊機(jī)械選用2臺150t履帶吊和1臺120t汽車吊,其中150t履帶吊負(fù)責(zé)加料跨、爐子跨、鋼水接收跨、連鑄跨的吊裝,120t汽車吊負(fù)責(zé)出坯跨,切割跨、脫硫跨、干渣跨、水渣跨的安裝和附屬鋼結(jié)構(gòu)的安裝,輔助機(jī)械選用2臺50吊機(jī)和1臺45t吊負(fù)責(zé)構(gòu)件倒運、拼裝.施工準(zhǔn)備涵蓋的內(nèi)容較多,基礎(chǔ)的正確交安是關(guān)鍵的一項,只有交安準(zhǔn)確才能保證結(jié)構(gòu)安裝的正確性.另外要考慮結(jié)構(gòu)制作與基礎(chǔ)施工的偏差,并考慮結(jié)構(gòu)制作的溫度影響,在基交安時一同消除.結(jié)構(gòu)安裝施工前還應(yīng)重點考慮設(shè)備的供貨、儲存、碼放等.只有合理安排組織構(gòu)件的順序,才能保證安裝的順利進(jìn)行.大轉(zhuǎn)爐工程由于施工場地較寬闊,設(shè)備單獨儲存在設(shè)備堆放場,采用二次倒運進(jìn)行安裝,保證了施工現(xiàn)場的整潔.高強(qiáng)螺栓的管理應(yīng)重點對待,應(yīng)有計劃有制度的進(jìn)行管理.現(xiàn)場儲存場地應(yīng)重點考慮,特別是在多雨潮濕的韶關(guān)地區(qū),應(yīng)特別重視.施工安全設(shè)施的準(zhǔn)備是安裝順利進(jìn)行的保證,在充分了解圖紙的前提下經(jīng)濟(jì)合理地準(zhǔn)備好如下工作.

4鋼結(jié)構(gòu)安裝施工

4.1安裝程序

4.2編制構(gòu)件吊裝順序表

按照結(jié)構(gòu)制造的安裝圖的構(gòu)件編號及結(jié)構(gòu)的安裝順序編制吊裝順序表.

4.3構(gòu)件的合理碼放管理

為便于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝,構(gòu)件進(jìn)廠后應(yīng)進(jìn)行合理的堆放.原則為:現(xiàn)場急需安裝的應(yīng)直接堆放到現(xiàn)場,按照吊裝順序先吊裝的碼放在上頭,后吊裝的碼放在下頭.不急于吊裝的構(gòu)件暫時存放在現(xiàn)場外.堆放時應(yīng)注意柱梁分開并按照軸線分類碼放.存放場地應(yīng)設(shè)專人進(jìn)行管理,并按供貨要求和供貨清單進(jìn)行清點,資料存檔.構(gòu)件堆放時H型構(gòu)件應(yīng)立放,不得平放.每個構(gòu)件的支點不得少于兩個,支點的位置宜在構(gòu)件端部1/7跨處,疊放時不得超過3層并用木方正確的分層墊好墊平,支點應(yīng)上下對齊.

4.4安裝說明

4.4.1墊鐵加工

墊鐵采用不同厚度的鋼板加工,12mm及以下鋼板采用切板機(jī)下料,較厚的鋼板采用半自動切割機(jī)切割,切割后采用角磨砂輪將毛邊磨平.

4.4.2劃線校驗

按圖對柱子進(jìn)行編號,并標(biāo)明標(biāo)高及前后方向.將柱子平放在組合平臺上,根據(jù)圖紙尺寸校驗柱子外形尺寸;檢驗柱面與斷面的垂直度.對柱子進(jìn)行外觀檢查,應(yīng)無裂紋、分層、撞傷等缺陷;節(jié)點接合面無嚴(yán)重銹蝕、油漆、油污等雜物;焊縫外觀檢查無裂紋和咬邊情況等.

4.5主要安裝方案

4.5.1鋼柱安裝

采用鋼板凳定位方法:杯口基礎(chǔ)清理后,采取水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀對基礎(chǔ)進(jìn)行標(biāo)高測量、軸線測量.用鋼卷尺對鋼柱實物進(jìn)行測量其長度(以牛腿處柱腳為準(zhǔn)).以上基礎(chǔ)標(biāo)高誤差+鋼柱實物長度誤差,得到鋼板凳的加工高度,以基礎(chǔ)的實際軸線位置作為定位銷子的位置.以上方法必須在杯口基礎(chǔ)澆灌前進(jìn)行座漿墊板埋件的施工,即土建在杯口基礎(chǔ)裝模時,制作一個錐形模件安裝于基礎(chǔ)中心.在杯口基礎(chǔ)拆模后,通過二次座漿把埋件放于杯口基礎(chǔ),通過座漿墊板調(diào)整高度與水平度及定位銷軸線位置.

4.5.2吊車梁安裝

依據(jù)吊裝柱子的中心線在每根柱子的牛腿面彈出吊車梁的中心線,在吊梁中心線上設(shè)置兩點,然后用鋼尺和彈簧稱校核并列兩根吊車梁的中心線間距(軌距).根據(jù)柱肩梁上的螺栓孔,測出兩根吊車梁對齊面的軸線,用鋼尺測出兩軸線間距是否與吊車梁的安裝長度相符.待柱子、柱間支撐安裝完畢,可將吊車梁吊裝到位,臨時固定,底部用螺栓與柱子連接,頂部用L100×8的角鋼與柱子臨時焊接,吊車梁安裝時,應(yīng)根據(jù)柱肩梁上的行車梁中心線和軸線進(jìn)行擺放.長度小于18m的吊車梁采用兩個吊點捆綁,大于18m吊車梁采用4個吊點綁扎,36m吊車梁利用150t或80t吊機(jī)吊裝就位.

4.5.3屋架安裝

1)屋架扶直與就位

屋架扶直時起重機(jī)的吊鉤應(yīng)對準(zhǔn)屋架中心,左右兩邊的纜風(fēng)繩應(yīng)對稱,吊索與水平的夾角要在45°.吊索應(yīng)使其受力均勻,以避免屋架在扶直過程中產(chǎn)生扭曲應(yīng)力.鋼屋架扶直后,應(yīng)在兩側(cè)采用鋼管或毛竹對夾屋架腹桿進(jìn)行臨時加固,以增強(qiáng)屋架縱向剛度,保證其吊裝過程不變形.緊接進(jìn)行吊裝就位.在吊裝時考慮到屋架的安裝順序和兩端方向,用安裝螺栓與廠房柱連接,以保持屋架的穩(wěn)定.屋架的綁扎點選在上弦的節(jié)點處,且采用4個吊點左右對稱,高于屋架的重心,使屋架起吊后能基本保持水平,不搖晃不傾翻.在屋架的兩端拉設(shè)穩(wěn)繩,吊裝時由兩名工人拉緊熘繩,以便于控制屋架轉(zhuǎn)動.

2)屋架的吊裝就位和臨時固定

在屋架吊裝前使用經(jīng)緯儀和卡尺在柱頂測出定位軸線,檢查相應(yīng)柱頭的間距和屋架的幾何尺寸.屋架吊起離地面300mm左右時,將屋架轉(zhuǎn)吊裝位置的下方,再將屋架提升到柱上方500mm左右,然后將屋架緩緩降安裝位置進(jìn)行對位作業(yè).吊機(jī)選用150t或80t履帶吊.一榀屋架的臨時固定應(yīng)準(zhǔn)確可靠,采用每側(cè)兩根直徑11mm的鋼絲繩從兩邊拉牢的方法進(jìn)行.第二榀屋架的臨時固定用工具式水平支撐與一榀屋架連接,以后各屋架與前一榀屋架采用相同方法連接.每榀屋架一邊少有兩個工具式水平支撐.后續(xù)各屋架的位置和垂直度通過這些工具式支撐進(jìn)行調(diào)整.每相鄰兩榀屋架吊裝就位,經(jīng)校正滿足設(shè)計和規(guī)范要求并與柱頂按設(shè)計要求固定后,及時將屋架支撐系統(tǒng)桿件安裝到位,使之成為一個相對獨立的單元,取下工具式支撐,安裝屋面檀條.

3)屋架固定

屋架兩端與廠房柱的固定,上弦采用支托板焊接加久螺栓的連接方法,下弦采用焊接的方法.支托板與屋架上弦端板的頂緊面必須保證有2/3以上接觸面.安裝螺栓孔不能任意用氣割擴(kuò)孔,久性螺栓不得墊2個以上的墊圈,螺栓外露絲扣長度不少于2~3扣.[1]

4.5.4高強(qiáng)螺栓的保管與緊固

1)高強(qiáng)螺栓的保管:高強(qiáng)螺栓在使用時應(yīng)輕裝、輕卸,防止損壞螺紋.高強(qiáng)螺栓應(yīng)按包裝箱上注明的批號、規(guī)格分類保管,室內(nèi)存放.堆放不宜過高.使用時應(yīng)防止生銹和污染臟物.高強(qiáng)螺栓在安裝使用前嚴(yán)禁任意開箱.當(dāng)天剩余的螺栓必須妥善保管,不得亂扔、亂放.安裝時不得將螺栓強(qiáng)行打入,防止損壞螺紋,扭矩系數(shù)發(fā)生變化.

2)高強(qiáng)螺栓的緊固:本工程所有柱、梁及支撐連接采用中國標(biāo)準(zhǔn)的鋼結(jié)構(gòu)用10.9級扭剪型高強(qiáng)螺栓,單軌吊車梁的連接采用普通螺栓.扭剪型高強(qiáng)螺栓的擰緊一般節(jié)點分為初擰、終擰.對于大型節(jié)點應(yīng)分為初擰、復(fù)擰、終擰.初擰及復(fù)擰后的高強(qiáng)螺栓在螺母上涂黃色油漆然后用扳手進(jìn)行終擰打掉梅花頭.要求外露一個絲牙.高強(qiáng)螺栓在初擰、復(fù)擰和終擰時,應(yīng)按照由中央順序向兩側(cè)對稱施擰.初擰、復(fù)擰及終擰應(yīng)在同內(nèi)完成.[2]

5施工設(shè)施

5.1結(jié)構(gòu)安裝設(shè)施

結(jié)構(gòu)安裝時人員上下采用鋼爬梯,鋼柱安裝前在地面提前安裝臨時爬梯.直爬梯制作考慮標(biāo)準(zhǔn)化,每節(jié)爬梯長度5m,寬度400mm,用-40×4扁鋼和Φ12圓鋼制作,圓鋼和扁鋼打孔塞焊,踏步高度300mm,爬梯之間連接可使用螺栓連接,即在爬梯兩端的扁鋼上分別打兩個Φ18mm的孔,用M16螺栓把兩節(jié)爬梯連接起來.爬梯安裝在柱子的小面上,以免影響鋼梁的安裝.爬梯與鋼柱固定方法:爬梯上端以柱箍形式與鋼柱固定,柱箍用∠63×6角鋼和Φ16對拉螺栓制作,柱箍與鋼柱之間夾墊4mm厚橡膠墊,爬梯與柱箍用螺栓連接,爬梯與鋼柱間留出100mm距離爬梯詳圖及安裝方法附圖.為了方便人員的上下,廠房的正式樓梯應(yīng)及時進(jìn)行安裝.

5.2構(gòu)件安裝平臺

鋼梁及支撐安裝時,在節(jié)點位置應(yīng)搭設(shè)操作平臺,在每個梁柱結(jié)點處和兩柱相接處均需安裝操作平臺,操作平臺由柱箍、腳手板和防護(hù)欄桿組成,柱箍用∠63×6角鋼和Φ20對拉螺栓制作,柱箍與鋼柱之間夾墊4mm厚橡膠墊,角鋼及螺栓的長度應(yīng)根據(jù)鋼柱截面尺寸加工,角鋼應(yīng)從柱邊伸出800mm,以便于鋪設(shè)腳手板和留出人員上下空隙.每個操作平臺設(shè)兩組柱箍、4塊腳手板,四面安裝圍護(hù)欄桿,腳手板與柱箍的角鋼綁扎牢固,與鋼柱留出500mm空隙,便于施工人員上下并按規(guī)程搭設(shè)安全防護(hù)圍欄,操作平臺應(yīng)在鋼柱安裝前進(jìn)行安裝.

5.3人員水平行走

安裝人員在各層水平行走時,應(yīng)在通道中通行.通道采用腳手板鋪設(shè),利用腳手管搭設(shè)水平防護(hù)欄桿.

6安全設(shè)施

6.1防人員墜落設(shè)施

防人員墜落主要從以下幾個方面考慮:1)人員爬鋼梯時,采用墜落自鎖裝置,解決鋼爬梯無保護(hù)的問題.自鎖裝置使用時應(yīng)注意不能裝反.人員爬行時,自鎖裝置應(yīng)始終在人員的上方.2)安裝鋼梁及支撐時,由于通道暫不能搭設(shè),因此安裝同鋼柱連接的鋼梁時,人員站在操作平臺上,安全帶掛在防護(hù)欄桿上.安裝同主梁連接的鋼梁及支撐時,主鋼梁部位掛安全防護(hù)繩,人員將安全帶掛在防護(hù)繩上行走.當(dāng)主梁安裝完成后應(yīng)及時掛設(shè)安全網(wǎng),并在結(jié)構(gòu)外側(cè)搭設(shè)挑網(wǎng).

6.2防物體墜落設(shè)施

安裝使用的工具,如扭矩扳手、過沖、扳手、撬棍、角磨機(jī)等應(yīng)采用安全保護(hù)繩,防止墜落.使用的螺栓墊片等應(yīng)放入工具袋.

7施工體會

1)基礎(chǔ)的正確交安是關(guān)鍵的一項,只有交安準(zhǔn)確才能保證結(jié)構(gòu)安裝的正確性.

2)安裝鋼柱時采用鋼板凳定位銷法與常規(guī)的預(yù)埋件、墊板安裝法對比,具有簡便易行、降低人工、機(jī)械成本以及工人的勞動強(qiáng)度、提高安全系數(shù)和工作效率等優(yōu)點.

3)結(jié)構(gòu)安裝施工前還應(yīng)重點考慮設(shè)備的供貨、儲存、碼放等,只有合理安排組織構(gòu)件的順序,才能保證安裝的順利進(jìn)行.

4)對于高強(qiáng)螺栓施工,初擰順序及緊固力大小對螺栓緊固的均勻性有很大影響.通過對稱初擰使構(gòu)件連接板層密貼程度提高,保證各螺栓均勻受力,摩擦面性能得到充分利用,節(jié)點承載力提高.

5)施工安全設(shè)施的準(zhǔn)備是安裝順利進(jìn)行的保證.

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LEICA FLEXLINE PLUS TS09 

BALLUFF User manual 

NextSense BNIPBS-302-000-Z001     BUSMODUL BNI PBS-302-000-Z001 

mawomatic GmbH CAO3034 電纜

Murr APA1.AA10PC 壓力傳感器

MP Filtri Art.Nr.55292 接口模塊

Mankenberg FHP1352SEG2M250HP01 

Mankenberg DM505 1/2x250Tx0,5E-12EV  No.6498116TA-39 減壓閥

DOW DM505 1/2x40Tx0,9E-7EV No.6498117TA-40 減壓閥

Nemag BW30FR-400/34 

Murr 148689+105708 

Epro MCS6-115-230/5 電源

Epro PR9268/202-000 振動傳感器

mts PR9268/302-000 位移傳感器

PILZ ERM0400M D601V01,FNR:05301001 

IFM PNOZ e5.13p C 24VDC 2so 

Damcos OG5121 OGH-FPKG/US 5pc 

North American BRC2000  250Bar nr 160N1101 

P+F H0920-3000-15 

RUD 123571  SCM30-0330-4096*4096-G  No:0440864/28012003 編碼器

RUD VRS -M10 

LTN VRS -M12 環(huán)眼吊裝鉤

Rexroth R58W0RE151B24-031-07DX 

Turck ZDRE10 VP2-20/100XLMG24K4M 減壓閥

STAR PS01VR-504-2UPN8X-H1141 壓力變送器

ALLGAIER 0678-050-006756 

Graessner 72-99-0385 密封圈

Leuze P210L/100/1 WA.13 

lechler PRK18B.T2/4P-M12 感應(yīng)傳感器

Datalogic 502.908.30.00.00.3 噴嘴

norelem MATRIX 410 ATS-100 

IPF 06649-27108X20 手柄

SCAIME MZ072173  Or replace the model 

Nass Magnet ED7-500KN 

DODEN 0554.00.1/7095 / 220V 50HZ 5.7VA / 60HZ 4.6VA 

Epro 1106209 

steute PR9268/603-000 位移傳感器

maxon Ex AZ 16 1O/1S30N17623D 5M(16.2.53.9.09) 安全開關(guān)

moog 409510  ESCON 50/5 伺服控制器

leine&linde D661-4479C-G60HXAA4VSX2HA 

CAPTRON ART NO.01300010 

CAPTRON CML1-159-30 LED燈

BALLUFF CHT1-158D-89 接近開關(guān)

microsonic BTL7-S512-M0300-B-SA415-S32 微脈沖位移傳感器

Datasensor mic-601/DD/HV/M30 

Datasensor 90ACC1883 電源

Datasensor RBP-PM80 電池組

Datasensor CAB-327 or CAB-433    (need to be check again) 

Peter Hirt GmbH BC8060-433 底座/充電器

OETIKER T101F 位移傳感器

OETIKER 501R/20 

Oerlikon 501R/20 

BALLUFF PK-L  200 16 181,SN.31000267833 

MW BTL-E10-M950-B-S32 

BALLUFF Strain relief C97/18 PN: 51300253 

Prevost BTL5-A11-M0600-P-S32 位移傳感器

Prevost PUS 815 8*12mm 15m blue 

Murr ESI 07110102 G 3/8 

Murr 296114/24V 

TELCO 340660 繼電器

prominent LT-110L-TS-38-15 感應(yīng)傳感器

Leuze BT4A0413PPB200AA000000 

Murr RT 96M/R-1574-800-25（VAL0186325） 光開關(guān)充電

HOLEX Art.Nr.85002 

HOLEX 627330-9 螺絲刀

MIAS 627425-2 螺絲刀

MIAS 019465-4 Z 

MIAS 170007 

MIAS 030878-4+ 輥件

MIAS 038996-4 Z 3 

PFEIFFER 88281 

LENZE PKE42003-T 

baume EVS9322-ESV004 逆變器

Mueller + Ziegler IFFM  08P17A6/PL 

Lindapter SW-S 3010 16B 10526385 

BALLUFF 10060181 A10 

BALLUFF BTL5-S172-M1500-P-S32 

RUD BTL5-S172-M1500-P-S32 

Rexroth 7997100 PSA-STARPOINT VRS-M12 

OTT-JAKOB 0820022987 流量控制閥

NextSense GmbH 95.102779.02V01 拉力計

A+R CAO3032 電纜

METAL WORK KHL510-32ETE DN15 PN40 

Rexroth 0227301201+0227301500+707303021_ 

Rexroth DREE10-6X/200YG24K31F1V 電磁閥

Rexroth PLUG-INCONNECTOR3PZ5LM12-240VSP 電磁閥

Rexroth S30A5.0 電磁閥

Rexroth VRPR-10A04950403850400 模擬放大器

Turck VSBN-10A-35041155038535000 柱塞泵

Turck PS01VR-504-2UPN8X-H1141 壓力變送器

MP Filtri BC20-Q20-AP4X2-H1141 電容式傳感器

MP Filtri STR070 3SGIM90 

norelem STR070 4SGIM90 

SOFIMA 06959-12805 

BTR TLM055CDIB-4-50 10Μ 

Powernet 130910-i-b1 插頭

maxon ADC4370/24-3 充電器

OMRON Order Nr.341534 電機(jī)+減速機(jī)

Turck M/N:E3S-AT31 

norelem RSM 46-1M 插頭

Maximator NLM23012-2040-D1=12H7-D2=14H7 

Maximator DLE  5-2 

mts DLE  30-2 

Rechner ldSBRPT02M0712AOL2    4-20MA 

VEAM KS-250-M18/30 Art-Nr.561600 接近開關(guān)

Rexroth 46736 鉗子

Rexroth 0811-404-603 比例閥

PIAB 0811-404-801 比例閥

Vishay BLH PCL.S3AV.S.AD.X 真空泵

BALLUFF AST 3P 110170 

mdexx BCS0096 

microsonic 2IL1504-1CA13-5DH1 

Leuze ZSMK0105S 電纜

neuhaeuser DDLS 200/120.2-10+DDLS 200/120.1-10 

neuhaeuser 12611010V02-0  type designation:2.126-3-So  drawing 2611454-00-0  machine no:377445-2 張緊活塞

INTORQ 0ZG05611631ZZ   type designation:2.126-3-So  drawing 2611454-00-0  machine no:377445-2 鏈輪

Watt BEG-243-555  nr.13046434 整流器

LFD V2500-0022TCW1 

Epro 4202 RS 軸承

NUM PR6423/019-030 位移傳感器

BREMAS MDLU3021B000N01 

LINMOT CQ0160004 

LINMOT 0150-1523 

optek 0150-1521  PL01-12x290/250-HP 滑塊

WERMA 1426-3401-0801-01 

WERMA TA50℃/24VDC 

WERMA YE/24VDC 

PFLITSCH KSEZ/AC220 

PFLITSCH PIKK60/60S 

PFLITSCH PIKD60S 

PFLITSCH PIKK15/15S 

PFLITSCH PHR K130 

PFLITSCH PIKK40/40S 

ILME PIKD15S 

ILME MHP24.225 外殼

ILME MAO24.32 接線端子

ILME MHO24.32 接線端子

ILME MHP16.225 外殼

Leuze MHO16.32 接線端子

Murrelektronik-zy MLD510-XR2L 激光器

Murrelektronik-zy 7000-4 電纜（帶插頭）

Murr 7000-44621-7963000 電纜（帶接頭）

Murrelektronik-zy 7000-44711-7960750 電纜

Murrelektronik 7000-44 電纜（帶插頭）

Murrelektronik-zy 7000-29801-0000000 電源模塊

Murrelektronik-zy 7000-44621-7965000 電纜

Murrelektronik 7000-5 電纜（帶插頭）

Murr 7000-14201-0000000 電纜/插頭

Murr 7000-5 電纜/插頭

Murrelektronik-zy 7000-44711-7962000 電纜/插頭

Murrelektronik-zy 7000-14 電纜（帶插頭）

Murr 7000-44511-7960500 電纜（帶插頭）

Murrelektronik-zy 7000-44511-7960750 接頭電纜

Murrelektronik 7000-74101-7962000 電纜（帶插頭）

Leuze 7000-99045-0000000 電纜/插頭

Leuze CB-D15E-25000S-11GF 548522 電纜

PR electronics MLC511R30-1800 68005318 感應(yīng)傳感器

ORGAPACK 9106B1B 

COGNEX ORT200 

COGNEX DMA-WALL-8000-00 附件

Goetze DM8000-ECABLE-02 附件

Goetze 600*700*53 

LENZE 76.90H-75-NB60 機(jī)械密封

muller E84AVTCE1524SX0 自動控制器

MW BW70.29 230V 50Hz/60Hz 50711146 計時器

PRUD HOMME Frequency: 25kHz  Power: 600W   Transducer:   Model No:PP06.25.198 PC  Part No:21700011   Generator:   Model No:MW600 GPI - 25KHz   Part No:32200065 

Murr BP16-A20H7+R 

Murr 6652501 總線模塊

Murr 6652102 自動控制器

Murr 3000-36 

Murr 86041 變壓器

wachendorff 21172 接口模塊

GRUNDFOS WDG40S-120-ABN-G24-K1 編碼器

NWT s-nr:79192006 

NWT N1526K 軸轂接頭

Rexroth N1526K 軸轂接頭

OSRAM R911295610 自動控制器

LENZE HTC 1000-241 高壓燈

Epro EPL 10200 

Puls PR 6423/010-030 感應(yīng)傳感器

Epro PIC240.241C 電源

Epro PR6423/019-030 位移傳感器

Epro PR6423/10R-031 位移傳感器

Puls PR6424/006-130 位移傳感器

Murr PIC240.241C 電源

WERMA 7000-15501-8051500 電纜/插頭

mts lamp 644 300 75 LED指示燈

mts S1000 L=300m 

mts RHMS2040MS15S1B30 

VIBRO RHM1330MP101S1B1100 位移傳感器

mts RE101 VMD-RE101-022-050 

mts RFM4670D70ISIB110 

LEONI RHS 2150 MP101 位置傳感器

LEONI S0060-69-052L 

LEONI T0361-05-060 電纜

LEONI B00761-00-18（? 70 mm） 

Eltra T0935-00-060 電纜

M&S EL58H1000Z8/24L10X3MR 

Leybold 576800250300 https://shop.ms-armaturen.de/nc/de/produkte.html?cat=030050050010030 

Rexroth D65B 葉片泵

Rexroth R933002803 氣缸

HYPERTHERM R933003730 緊湊型模塊

PERMA 041802 F0815 

PERMA 26.0012.203 

PERMA A150（C） 

Rexroth 01.001.001 潤滑油杯

Rexroth R911315511+R911318505 

Multi-Contact R911316866+R911318506 

Turck 60.7003-10022 電纜

Turck RK4.5T-5/S2501 傳感器線纜

Turck BL20-2RFID-S 總線模塊

Turck BI15-M30-AP6X 電感式傳感器

Turck BL20-E-GW-EN 

Turck BS8151-0/9 

Turck TW-R50-B128-EX 

Turck RK4.5T-5-RS4.5T/S2500 電纜

Turck BI15R-W30-DAP6X-H1141 接近開關(guān)

Turck TW-R30-B128 

Turck BI15R-W30-DAN6X-H1141 

Turck BI4-M12-AN6X-H1141 

Turck RKC4T-2/TEL 電纜

Turck RK4.5T-10/S2501 傳感器線纜

Turck TN-M30-H1147 讀寫頭

Turck B8151-0/9 

Turck BI4-M12-AP6X-H1141 接近開關(guān)

Turck NI3-EG08-AP6X 接近開關(guān)

Turck RK4.5T-20/S2501 傳感器線纜

Turck BS8151-0/9 

Turck TW-R30-B128 

Turck B8151-0/9 

Turck RKC4T-2/TEL 電纜

Turck TNLR-Q80-H1147 感應(yīng)傳感器

Turck RK4.5T-5-RS 4.5T/S2500 

Turck BL20-GW-DPV1 接口模塊

Turck NI4-S12-AP6X-H1141 

Turck BI1.5-EG08-AP6X-H1341 

Turck BI4-M12-AN6X-H1141 

Turck BL20-2RFID-S 總線模塊

Turck BI15-M30-AP6X 電感式傳感器

Turck BL20-E-GW-EN 

Turck RK4.5T-10/S2501 傳感器線纜

Turck BI2-EG08-AP6X-V1131 接近開關(guān)

Turck BI15R-W30-DAP6X-H1141 接近開關(guān)

Turck BI8-M18-AP6X 電感式傳感器

Turck RK4.4T-5/TEL 

Vahle BLCDP-2M12MT-2RFID-A 

EGMO 1013-99857/0 

MGV TEG14AM73/4PLSFF1 

OMEGA PH2003-4840 電源

HYPERTHERM PR-10-2-100-M45-080-E 溫度傳感器

pekrun 220436 

Vahle PART-26265  SLIDE BEARING for Model: ASR 560-L-CCW S/N:10000450 

Lenord+Bauer BLK 200-2-01 碳刷

OMRON 2475v-250LK0300N 

PFEIFFER K8AB-PW2 380V 

IFM SNC1E1T1 分析儀配件

Tiefenbach PN3129 PN-0-1BRER14-MFRKG/US/ /V 

Novotechnik WK177S114 

Labom TRS 25 

prominent CE6120-A1058-K1010-T110-H1,0-10bar,24VDC 

Tiefenbach S2BAHM07220PVT0000S000 

moog WKC167/214 

WOODHEAD 761J-003 

WOODHEAD 1R4006A39M010 插頭

WOODHEAD 1R4000A39M020 插頭

WOODHEAD 884030K05M030 電纜

mdexx ERWPAB3002M010 超聲鎖

Novotec TAM3442-5AN00-0EA0 變壓器

Telemecanique TS100  002335 

finder L525WDL2M56 

Lanamatic AG 99.80.0.024.98 LED指示燈

Leuze cylinderZK2180-0003-0230 HUB230 EL=345MM 11560989 

Telemecanique ASM 1E/2 

Telemecanique ZCK-J11H29 限位開關(guān)

OMAL XCKJ167DSC144 

OMAL D153H004（DA008401S ） 球閥

CRYDOM DA008401S 氣動執(zhí)行器

mts MCPC4850D 控制器

mts RHM1200MP071S1B6100 位移傳感器

Princeton Lightwave RHM0840MP151S1B6100 位移傳感器

Texas Instruments PGA-016u-1550TFX 接口模塊

copley DRV8801AQRMJRQ1 電機(jī)驅(qū)動器

IFM 800-1513A 

IFM IFM PA3024 壓力傳感器

Telemecanique PN5004 壓力傳感器

Telemecanique RHK412FA76; 110VDC 感應(yīng)傳感器

Elcis RHN411M;  230VAC 感應(yīng)傳感器

M+S AF500 G97 1828 S CL R 

leine&linde BMR 250 C/3 液壓馬達(dá)

KLIMAL RHI 594 編碼器

OMAL PK34-30；more in picture 

Fife SR030402S f03-0f05 

North American H3740-100-01 接收器

Telemecanique H3333E-18-96 

GRUNDFOS XSA-V11801TF 24-240V AC/DC 

sloky A96122821P11104 

sloky O-TPK-H01-B 

sloky O-TPK-H01-R 

BALLUFF O-TPK-B02-09IP-25 

BALLUFF BMF00C4 BMF 235K-PS-C-2A-SA2-S49-00 

LANNY BES 516 3005-G-E5-C-S49 

PMA E2B40CLZ 流量控制閥

Micro-Epsilon 9404-407-45991 

Micro-Epsilon DZ135 

mts Model: DS1, diameter: M5 * 0.8, precision:> 0.25% FS, probe length: 5cm, screw length: 4cm, wire length: 50cm 

finder RP-S4000MD531P103Z02  Nr:0748 0658   Grd:2772.36m/s 

finder 60.13.9.110.0070 10A 250V~ Coil voltage 110V 

finder 90.112 10A 380VAC 

finder 60.13 10A 250V~0040 Coil voltage 230V 

Dynapar 90.83.3 10A 300VAC 

leine&linde HS35R012075A1PS 編碼器

PILZ RHA 608  part no:620903-01  serno:43683632 

Epro 837270 電子監(jiān)控繼電器

Epro PR 6423/015-010+CON021 位移傳感器

Epro PR6424/000-010+CON021 位移傳感器

LENZE PR9268/601-000 位移傳感器

M-U-T 8400stateline C  E84AVSCE1534VBO 15.0KW 

M-U-T 790-AZ-10190 2sets，BT 32310/33310 

norelem 790-AZ-00191 2 sets，BT32310/33310 

norelem 24000-200411x1000 梯形絲杠

超聲波具有以下四個基本特性[1]:一,束射特性。超聲波波長短,可以集中成一束射線;第二,吸收特性。超聲波在空氣、液體和固體中均會被吸收。空氣中的吸收烈,固體中的吸收微弱;第三,高功率。由于頻率高,超聲波的功率比聲波大得多,它不僅能使所作用的介質(zhì)產(chǎn)生急速運動,甚會破壞其分子結(jié)構(gòu);第四,聲壓作用。聲波振動使物質(zhì)分子產(chǎn)生壓縮和稀疏作用,這種由于聲波振動引起的附加壓力現(xiàn)象叫聲壓作用。超聲波在提取冶金過程中應(yīng)用的主要是功率超聲。功率超聲可以強(qiáng)化冶金過程的原因是:溶液中存在有溶解的一些氣體,在超聲波的作用下形成所謂的空化現(xiàn)象,當(dāng)這些微小的氣泡破裂時,產(chǎn)生瞬間的高溫(>5000K)高壓(>5×107Pa),形成所謂的“熱點”,對化學(xué)反應(yīng)起到非常明顯的加速作用,同時高能超聲形成的大量空化氣泡在超過一定值的聲壓下發(fā)生崩潰并產(chǎn)生激波,將已結(jié)晶長大的晶粒打碎,使晶粒得到細(xì)化。另一方面超聲波使液體出現(xiàn)湍流的力學(xué)特性,降低擴(kuò)散阻力,同時對破壞邊界層,加速傳質(zhì)、傳熱,促進(jìn)微細(xì)顆粒的彌散起到了關(guān)鍵作用[2]。超聲振動的高能量及其它的特殊效應(yīng),還可大地提高振動對凝固的作用效果[3]。超聲波在液體中傳播時,液體分子受到周期性交變聲場的作用,產(chǎn)生聲空化、聲流效應(yīng)及力學(xué)機(jī)制,引起熔體中流動場、壓力場和溫度場的變化,從而產(chǎn)生一些特殊的效果。在高溫操作中,高功率超聲波可用于熔體金屬的迅速脫氣[4]。實際上超聲波對于任何中等粘度的液體的脫氣幾乎都適用[3]。在含水系統(tǒng)中脫氣效果特別迅速,它能除去溶解的任何氣體,使水溶液中的氣體降到很低的水平。超聲波脫氣對于要求迅速和受控制的除去系統(tǒng)中氣體的場合,會得到很好的效果。根據(jù)上述機(jī)理,超聲波可改善熔融液在冷卻凝固時的流動性,能夠提供有效的結(jié)晶體,從而也可改善金屬熔體的質(zhì)量。

2超聲波在冶金中的主要應(yīng)用

2.1強(qiáng)化浸出過程

李俊[5]論述了濕法冶金過程中常見的三種浸出情況,并對超聲波用于硫酸浸出氧化銅的過程進(jìn)行了探討。在浸出過程中施加超聲影響的實踐中,引用奧羅夫(Orlov)做了帶超聲波和不帶超聲波機(jī)械攪拌硫酸浸出氧化銅的對比研究,結(jié)果表明,達(dá)到相同的浸出率時,不用超聲的浸出時間約為用超聲的浸出時間的12倍。K.SarveswaraRao等[6]作了相關(guān)的試驗研究,結(jié)果表明,超聲波對從氧化銅礦石中的氨浸有著正的效應(yīng)。在溫度298K、粒度-300～+150μm,氨濃度2.0mol/L,含固量10g/L的條件下,超聲波可使銅浸出率從70%提高到90%。與機(jī)械攪拌浸出相比,使用超聲波可使浸出時間縮短近5/6,同時也使試劑消耗減少。對于相同的顆粒礦石,超聲波不僅強(qiáng)化了浸出速率,也提高了銅的浸出率。結(jié)果還表明,在其它條件相同時,間歇式超聲波(脈沖超聲波)的效果優(yōu)于連續(xù)式超聲波。范興祥[7,8]等人研究超聲波強(qiáng)化草酸浸出氧化鋅精礦過程。在試驗條件下,用超聲波輻射浸出氧化鋅精礦同機(jī)械攪拌相比,浸出率有很大的提高。機(jī)械攪拌20min,氧化鋅精礦浸出率僅58.12%,超聲波輻射20min,浸出率則達(dá)90.24%,提高了32.12%;鋅浸出率隨輻射時間延長而提高;超聲波輻射強(qiáng)度提高,輻射時間一定時,浸出率提高,浸出率相同時,浸出時間縮短。劉彬等人[9]引入超聲處理技術(shù)強(qiáng)化鐵鹽浸出黃銅礦這一新穎研究方法。在相同浸出條件下,用超聲波處理后,銅的浸出率提高,平均提高幅度在5%～10%,不但有效地縮短浸出反應(yīng)時間,而且顯著的提高銅的浸出率。趙文煥[10]等利用超聲波進(jìn)行銀精礦中金銀的氰化浸出小型試驗和擴(kuò)大試驗,結(jié)果表明超聲波浸出法具有金銀浸出率高、浸出時間短、單耗低等優(yōu)點,在佳試驗條件下,金銀浸出率分別為97%～99%和95%～96%,浸出時間只是常規(guī)氰化浸出時間的1/2,單耗降低10kg/t。王少芬[11]等人將超聲波在硫化礦發(fā)電浸出過程中的應(yīng)用進(jìn)行了一定程度的研究。為了強(qiáng)化發(fā)電浸出過程,有效地提高輸出電流、電壓及金屬離子的浸出率,將超聲波引入到硫化礦與二氧化錳的同時發(fā)電浸出過程。在實驗條件下,每次啟動超聲裝置20min,直浸出約10h。在超聲場作用下,輸出電流和電壓都有明顯上升,采用超聲強(qiáng)化比未強(qiáng)化處理的浸出液,由于硫化礦浸出電極在超聲條件下的極化程度減弱,獲得了更大的輸出電流和輸出電壓,從而獲得了更高的浸出率。K.M.Swamy等[12]研究了在有超聲和無超聲的情況下,用尼日爾黑曲酶屬菌種浸出印度奧里薩幫紅土礦。在佳工藝參數(shù),如孢子濃度,葡萄糖用量,礦漿濃度,超聲波降解時間條件下,無超聲波時,浸出20d,鎳的浸出率為92%;用43kHz,1.5W/cm2超聲處理30min后,在孢子濃度為106個/mL和葡萄糖濃度為2%條件下浸出14d,鎳的浸出率高達(dá)95%。并且在超聲波作用下,鎳的浸出效果比鐵的浸出效果好。

2.2提高單元操作速率

嚴(yán)偉[13]等人主要介紹了超聲波在協(xié)助萃取領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用情況。在相同傳質(zhì)領(lǐng)域里,用超聲波強(qiáng)化多的是液固萃取。高頻和低頻都能強(qiáng)化萃取,但低頻時達(dá)到同樣的強(qiáng)化程度小于高頻。超聲波產(chǎn)生的脈動和控制的空化作用可以大大增加湍流強(qiáng)度及相接觸面積,從而強(qiáng)化傳質(zhì)。BatricPesic[14]等在用Kelex100溶劑萃取鎵并用超聲波處理人工合成溶液和工廠的實際溶液時發(fā)現(xiàn),超聲波的作用使鎵的萃取速率提高了15倍,所采用的超聲波頻率為20kHz,聲強(qiáng)為19W/cm2。試驗發(fā)現(xiàn),在超聲波作用下,溫度對鎵的萃取速率沒有影響,而通常的萃取過程中,溫度升高對提高萃取速率是有利的。趙洪力[15]采用自行設(shè)計的實驗裝置進(jìn)行了用超聲波技術(shù)處理含“薄膜鐵”天然硅砂的試驗,結(jié)果證明,在處理10min時,除鐵率一般可達(dá)46%～70%,與同樣條件下機(jī)械擦洗相比高出15%～45%;處理時間只需1～5min即可達(dá)到機(jī)械擦洗10～15min所達(dá)到的效果,處理時間可縮短2/3以上。Romanteen[16]等研究了在600～800℃范圍內(nèi)CO還原PbO的動力學(xué)。當(dāng)聲壓升15.8Pa,600℃時,PbO的還原速率增加了15%～25%,升800℃時還原速率增加了2倍;同時還發(fā)現(xiàn)聲波頻率<6.6kHz時對PbO的還原速率沒有影響。

2.3在復(fù)合材料制備中的應(yīng)用

馮海闊[2]等人討論了超聲波在顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備過程中的應(yīng)用。超聲波在此過程中的主要作用,是改善顆粒與合金液潤濕性及顆粒分散的均勻性。通過總結(jié)超聲分離技術(shù)的機(jī)理及研究現(xiàn)狀,提出一種很有發(fā)展?jié)摿Φ牟捎贸暦蛛x技術(shù)制備顆粒增強(qiáng)金屬基表面復(fù)合材料的新方法。王俊等[17]采用高能超聲復(fù)合法制備了致密度高、增強(qiáng)顆粒均勻分散的SiC顆粒/ZA22復(fù)合材料,其內(nèi)部沒有氣孔或顆粒偏聚等缺陷。認(rèn)為在試驗所用高能超聲處理條件下,熔液中產(chǎn)生的瞬時局部高溫、高壓的聲空化效應(yīng)與具有高的速度和加速度的聲流效應(yīng)的協(xié)同作用,是改善增強(qiáng)顆粒與基體合金潤濕性、并使顆粒在合金中均勻彌散分布的主要原因。潘進(jìn)等[18]用功率超聲波施加于金屬熔體中,可以在極短時間內(nèi)實現(xiàn)纖維與金屬的復(fù)合,制備出了高性能復(fù)合材料。液態(tài)金屬在超聲作用下能滲入顆粒預(yù)制件中或與顆粒均勻混合。超聲浸鍍可以實現(xiàn)鋼絲鍍鋅、鍍鋁。方孝春[19]結(jié)合超聲波理論和作用及高速電鍍理論,對鐵基粉末冶金件鍍鎳的傳統(tǒng)工藝與新工藝進(jìn)行了試驗對比。經(jīng)過超聲波清洗的鍍件基體與鎳層結(jié)合力明顯提高;封孔處理可降低鍍層孔隙,耐蝕性能提高;鍍層封閉劑R處理后可有效填充和封閉鍍層孔隙,阻擋腐蝕電池的產(chǎn)生,從而提高單層鍍鎳層的防護(hù)性能和品質(zhì)。

2.4細(xì)化晶粒

孟麗華[20]研究了超聲波處理時間對工業(yè)純鋁鑄錠結(jié)晶組織的影響,分析了超聲波對工業(yè)純鋁結(jié)晶組織影響的原因。研究結(jié)果表明,采用超聲波方法處理熔體后,鑄錠的細(xì)化率大幅度提高,可使整個鑄錠斷面均為微細(xì)化的等軸晶組織,過剩的超聲波振動將導(dǎo)致鑄錠細(xì)化率的下降。該實驗從某種意義上證明了超聲波振動的細(xì)化效果是來自于動態(tài)形核機(jī)制。胡松青[21]在熔融金屬的冷卻過程中導(dǎo)入超聲波獲得了較小的晶粒,并且在超聲波的作用下,形成的晶核進(jìn)入振動狀態(tài),從而加速生長過程。對碳鋼的超聲處理表明,它可使晶粒尺度從200μm減少到25～30μm,碳鋼的延展性增加30%～40%,機(jī)械強(qiáng)度提高20%～30%。對金屬鋅冷卻結(jié)晶的研究表明,超聲處理可使其臨界切變應(yīng)力強(qiáng)度提高80%,而且,在頻率為25kHz、強(qiáng)度為50W/cm2的超聲波作用下,金屬鋅的晶形由圓柱形改變成均勻的六角形。Gomes等[22]認(rèn)為,在NaOH溶液中,用超聲波處理鋁土礦可以提高微擾作用和提高礦石顆粒的溶解速率,然后再用超聲波處理溶液,可使溶液中的固體顆粒沉降分離速度加快;用超聲波處理加晶種的鋁酸鈉溶液可以提高分解速率和使晶體生長更均勻。趙忠興[23]在鑄造合金中導(dǎo)入超聲波,并通過硬脂酸和丁二腈在凝固時施加超聲波。結(jié)果認(rèn)為:其周期性的空化和攪拌作用,使合金液的溫度和成分均勻化,細(xì)化了鑄造組織,減輕了鑄造合金的宏觀偏析傾向,提高了鑄造組織的均勻性。他們還研究了超聲波對鋁合金結(jié)晶過程的影響[24],結(jié)果表明:對鋁合金液施加超聲波,以底部導(dǎo)入超聲波為好,可避免氧化夾雜的生成;超聲波施加于鋁合金液,可使其顯微組織明顯細(xì)化;超聲波在金屬液內(nèi)傳導(dǎo)過程中,其聲強(qiáng)度隨傳導(dǎo)距離的增加而衰減。

2.5超聲脫氣、去夾雜技術(shù)

用高聲強(qiáng)的超聲波處理液體可以明顯減少液體中溶解的氣體量[2]。該作用已經(jīng)被用于熔融金屬液的脫氣過程,成為超聲脫氣技術(shù)。魯曼里、艾斯瑪赫和玻依奇[25]用超聲波處理了含5%～7%鎂的鋁鎂合金,結(jié)果表明,超聲波對熔融金屬中排出氣體的作用很大。超聲彈性振動在幾分鐘內(nèi)可以使合金*去氣。白曉清[26]等研究了超聲波對流動液體中夾雜物去除效果的實驗,無超聲波作用下,夾雜物會自然上浮液體表面并且僅有少量的夾雜物粘附于容器的壁面和底部;在超聲波作用下,夾雜物因凝聚在短時間內(nèi)容易上浮液體表面或粘附于容器的壁面和底部。在1.5s和30s時,可以明顯觀察到有超聲波作用的液體更為清澈。SarukhanovR.G[27]等研究了在頻率44kHz、振幅1μm的超聲波作用下錫的結(jié)晶凈化過程,結(jié)果表明,超聲波改善了雜質(zhì)元素的分離效果,使Cu、Au、Cr、Ni在錫中的分配系數(shù)降低了25%～45%,從而達(dá)到使錫精煉的目的。

2.6超聲無損檢測(NDT)技術(shù)

陳革等[28]針對粉末冶金(PM)零件在制備過程中不可避免存在的缺陷(氣孔或裂紋),采用NDT技術(shù)對其進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明,超聲無損檢測散射波的波形可在一定程度上反映粉末冶金制品中孔隙的數(shù)量和狀態(tài)。散射波不明顯時,說明材料的孔隙很小,可能小于超聲波的波長;散射信號雜亂且增強(qiáng)時,說明材料孔隙較多。但散射波與孔隙之間的量的對應(yīng)關(guān)系,因所受影響因素眾多,只能大概反映孔隙的狀況。超聲無損檢測中聲速和材料中的孔隙率有一定的線性關(guān)系,聲速的減小代表了材料孔隙的增多,同時在一定程度上也反映了材料的性能。因此,可以用超聲無損檢測技術(shù)來評價PM材料的某些性能。從而達(dá)到對該類零件實現(xiàn)非破壞性的快速、全面檢測的目的。李軍[29]對不銹鋼復(fù)合鋼板超聲波檢測方法進(jìn)行了闡述。在檢測不銹鋼復(fù)合鋼板時,通常選用單晶直探頭局部水浸法從復(fù)板一側(cè)按照掃查靈敏度進(jìn)行檢測,一旦發(fā)現(xiàn)缺陷波的信號,先將其圈住,再用單晶直探頭的直接接觸法準(zhǔn)確劃出缺陷的邊界(確定邊界用缺陷波全波消失法),并按照生產(chǎn)合同技術(shù)要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),對缺陷是否可以修復(fù)做出準(zhǔn)確評判。

3結(jié)論

(1)超聲波對許多冶金過程確實能起到有效的強(qiáng)化作用。從實際應(yīng)用的角度來看,現(xiàn)在的超聲波設(shè)備普遍存在功率小的問題,不能*工業(yè)化生產(chǎn)的要求,盡快研究出大功率超聲波設(shè)備是解決應(yīng)用問題的當(dāng)務(wù)之急。隨著科技的進(jìn)步,可以相信在不久的將來,功率超聲在強(qiáng)化冶金過程、復(fù)合材料的制備、細(xì)化晶粒,脫氣去雜質(zhì),檢測等方面的應(yīng)用將越來越廣闊,發(fā)揮越來越重要的作用。

(2)超聲波會導(dǎo)致固體和液體出現(xiàn)“空化現(xiàn)象”。雖然對生物體來說,產(chǎn)生瞬態(tài)空化作用時,靠近爆炸氣泡附近的細(xì)胞會受到損傷,但一般說來,在人體內(nèi)大多數(shù)器官和生物流體中,損傷少量細(xì)胞不會對人體產(chǎn)生危害。

(3)超聲波在我國冶金工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展迅速,一方面得益于技術(shù)本身的不斷完善,另一方面有超聲波設(shè)備生產(chǎn)廠家的支撐,比如深圳市科工達(dá)超聲設(shè)備有限公司、深圳市時代超聲設(shè)備有限公司、寧波海曙金達(dá)超聲設(shè)備有限公司、北京超聲波明和公司等大型制造廠商,都以生產(chǎn)冶金行業(yè)超聲波設(shè)備為主。

對于大型冶金工業(yè)廠房,鋼結(jié)構(gòu)近期興建的項目較多,規(guī)模越來越大.由于大型鋼結(jié)構(gòu)廠房歷史不長,鋼結(jié)構(gòu)安裝的施工技術(shù)并非十分成熟,在大規(guī)模工程實踐過程中,廣大工程技術(shù)人員遇到諸多技術(shù)問題,急待鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)研究人員去解決;可見結(jié)合大型的工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)安裝進(jìn)行施工技術(shù)的研究是十分必要的,同時對今后的工程實踐也是極有意義的.本文將以廣東省韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)有限公司(以下簡稱“韶鋼”)大轉(zhuǎn)爐主廠房鋼結(jié)構(gòu)安裝施工為例進(jìn)行研究.

2工程概況

大轉(zhuǎn)爐工程位于韶鋼三軋廠和煉軋廠以北、熱電廠第三熱電站以東,占地面積約22萬m2,建筑面積約11萬m2;建筑工程主要包括新建的煉鋼和連鑄車間主廠房、生產(chǎn)輔助建筑.其中主廠房共九跨,由水渣跨、干渣跨、脫硫跨、加料跨、鋼水接收跨、連鑄澆鑄跨、切割跨、出坯跨組成,建筑面積70000多m2.上部采用全鋼結(jié)構(gòu),總重約1?9萬.t其中,柱子為二階或三階格構(gòu)式鋼柱,上段為工字形截面,柱腳形式均為杯口插入式柱腳.上柱為單根焊接H型鋼,截面尺寸A列1500×700,重14?5t/根,長25?895m;B列截面尺寸2750×800,重22?05t/根,長27?850m.對于E、F列非塔樓立柱和C、D、G列各柱,重量基本在36~55t之間,基本上分二段制作,分段位置設(shè)置在一階牛腿面上,分段制作的柱子均在吊裝前進(jìn)行預(yù)拼,滿足相應(yīng)質(zhì)量要求.

3吊裝方案的選定

根據(jù)實際情況,如何經(jīng)濟(jì)、高效地完成主廠房結(jié)構(gòu)的安裝是主要的問題.而這一主要問題的關(guān)鍵是吊裝機(jī)械的選用及布置.根據(jù)工程特征,主吊機(jī)械選用2臺150t履帶吊和1臺120t汽車吊,其中150t履帶吊負(fù)責(zé)加料跨、爐子跨、鋼水接收跨、連鑄跨的吊裝,120t汽車吊負(fù)責(zé)出坯跨,切割跨、脫硫跨、干渣跨、水渣跨的安裝和附屬鋼結(jié)構(gòu)的安裝,輔助機(jī)械選用2臺50吊機(jī)和1臺45t吊負(fù)責(zé)構(gòu)件倒運、拼裝.施工準(zhǔn)備涵蓋的內(nèi)容較多,基礎(chǔ)的正確交安是關(guān)鍵的一項,只有交安準(zhǔn)確才能保證結(jié)構(gòu)安裝的正確性.另外要考慮結(jié)構(gòu)制作與基礎(chǔ)施工的偏差,并考慮結(jié)構(gòu)制作的溫度影響,在基交安時一同消除.結(jié)構(gòu)安裝施工前還應(yīng)重點考慮設(shè)備的供貨、儲存、碼放等.只有合理安排組織構(gòu)件的順序,才能保證安裝的順利進(jìn)行.大轉(zhuǎn)爐工程由于施工場地較寬闊,設(shè)備單獨儲存在設(shè)備堆放場,采用二次倒運進(jìn)行安裝,保證了施工現(xiàn)場的整潔.高強(qiáng)螺栓的管理應(yīng)重點對待,應(yīng)有計劃有制度的進(jìn)行管理.現(xiàn)場儲存場地應(yīng)重點考慮,特別是在多雨潮濕的韶關(guān)地區(qū),應(yīng)特別重視.施工安全設(shè)施的準(zhǔn)備是安裝順利進(jìn)行的保證,在充分了解圖紙的前提下經(jīng)濟(jì)合理地準(zhǔn)備好如下工作.

4鋼結(jié)構(gòu)安裝施工

4.1安裝程序

4.2編制構(gòu)件吊裝順序表

按照結(jié)構(gòu)制造的安裝圖的構(gòu)件編號及結(jié)構(gòu)的安裝順序編制吊裝順序表.

4.3構(gòu)件的合理碼放管理

為便于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝,構(gòu)件進(jìn)廠后應(yīng)進(jìn)行合理的堆放.原則為:現(xiàn)場急需安裝的應(yīng)直接堆放到現(xiàn)場,按照吊裝順序先吊裝的碼放在上頭,后吊裝的碼放在下頭.不急于吊裝的構(gòu)件暫時存放在現(xiàn)場外.堆放時應(yīng)注意柱梁分開并按照軸線分類碼放.存放場地應(yīng)設(shè)專人進(jìn)行管理,并按供貨要求和供貨清單進(jìn)行清點,資料存檔.構(gòu)件堆放時H型構(gòu)件應(yīng)立放,不得平放.每個構(gòu)件的支點不得少于兩個,支點的位置宜在構(gòu)件端部1/7跨處,疊放時不得超過3層并用木方正確的分層墊好墊平,支點應(yīng)上下對齊.

4.4安裝說明

4.4.1墊鐵加工

墊鐵采用不同厚度的鋼板加工,12mm及以下鋼板采用切板機(jī)下料,較厚的鋼板采用半自動切割機(jī)切割,切割后采用角磨砂輪將毛邊磨平.

4.4.2劃線校驗

按圖對柱子進(jìn)行編號,并標(biāo)明標(biāo)高及前后方向.將柱子平放在組合平臺上,根據(jù)圖紙尺寸校驗柱子外形尺寸;檢驗柱面與斷面的垂直度.對柱子進(jìn)行外觀檢查,應(yīng)無裂紋、分層、撞傷等缺陷;節(jié)點接合面無嚴(yán)重銹蝕、油漆、油污等雜物;焊縫外觀檢查無裂紋和咬邊情況等.

4.5主要安裝方案

4.5.1鋼柱安裝

采用鋼板凳定位方法:杯口基礎(chǔ)清理后,采取水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀對基礎(chǔ)進(jìn)行標(biāo)高測量、軸線測量.用鋼卷尺對鋼柱實物進(jìn)行測量其長度(以牛腿處柱腳為準(zhǔn)).以上基礎(chǔ)標(biāo)高誤差+鋼柱實物長度誤差,得到鋼板凳的加工高度,以基礎(chǔ)的實際軸線位置作為定位銷子的位置.以上方法必須在杯口基礎(chǔ)澆灌前進(jìn)行座漿墊板埋件的施工,即土建在杯口基礎(chǔ)裝模時,制作一個錐形模件安裝于基礎(chǔ)中心.在杯口基礎(chǔ)拆模后,通過二次座漿把埋件放于杯口基礎(chǔ),通過座漿墊板調(diào)整高度與水平度及定位銷軸線位置.

4.5.2吊車梁安裝

依據(jù)吊裝柱子的中心線在每根柱子的牛腿面彈出吊車梁的中心線,在吊梁中心線上設(shè)置兩點,然后用鋼尺和彈簧稱校核并列兩根吊車梁的中心線間距(軌距).根據(jù)柱肩梁上的螺栓孔,測出兩根吊車梁對齊面的軸線,用鋼尺測出兩軸線間距是否與吊車梁的安裝長度相符.待柱子、柱間支撐安裝完畢,可將吊車梁吊裝到位,臨時固定,底部用螺栓與柱子連接,頂部用L100×8的角鋼與柱子臨時焊接,吊車梁安裝時,應(yīng)根據(jù)柱肩梁上的行車梁中心線和軸線進(jìn)行擺放.長度小于18m的吊車梁采用兩個吊點捆綁,大于18m吊車梁采用4個吊點綁扎,36m吊車梁利用150t或80t吊機(jī)吊裝就位.

4.5.3屋架安裝

1)屋架扶直與就位

屋架扶直時起重機(jī)的吊鉤應(yīng)對準(zhǔn)屋架中心,左右兩邊的纜風(fēng)繩應(yīng)對稱,吊索與水平的夾角要在45°.吊索應(yīng)使其受力均勻,以避免屋架在扶直過程中產(chǎn)生扭曲應(yīng)力.鋼屋架扶直后,應(yīng)在兩側(cè)采用鋼管或毛竹對夾屋架腹桿進(jìn)行臨時加固,以增強(qiáng)屋架縱向剛度,保證其吊裝過程不變形.緊接進(jìn)行吊裝就位.在吊裝時考慮到屋架的安裝順序和兩端方向,用安裝螺栓與廠房柱連接,以保持屋架的穩(wěn)定.屋架的綁扎點選在上弦的節(jié)點處,且采用4個吊點左右對稱,高于屋架的重心,使屋架起吊后能基本保持水平,不搖晃不傾翻.在屋架的兩端拉設(shè)穩(wěn)繩,吊裝時由兩名工人拉緊熘繩,以便于控制屋架轉(zhuǎn)動.

2)屋架的吊裝就位和臨時固定

在屋架吊裝前使用經(jīng)緯儀和卡尺在柱頂測出定位軸線,檢查相應(yīng)柱頭的間距和屋架的幾何尺寸.屋架吊起離地面300mm左右時,將屋架轉(zhuǎn)吊裝位置的下方,再將屋架提升到柱上方500mm左右,然后將屋架緩緩降安裝位置進(jìn)行對位作業(yè).吊機(jī)選用150t或80t履帶吊.一榀屋架的臨時固定應(yīng)準(zhǔn)確可靠,采用每側(cè)兩根直徑11mm的鋼絲繩從兩邊拉牢的方法進(jìn)行.第二榀屋架的臨時固定用工具式水平支撐與一榀屋架連接,以后各屋架與前一榀屋架采用相同方法連接.每榀屋架一邊少有兩個工具式水平支撐.后續(xù)各屋架的位置和垂直度通過這些工具式支撐進(jìn)行調(diào)整.每相鄰兩榀屋架吊裝就位,經(jīng)校正滿足設(shè)計和規(guī)范要求并與柱頂按設(shè)計要求固定后,及時將屋架支撐系統(tǒng)桿件安裝到位,使之成為一個相對獨立的單元,取下工具式支撐,安裝屋面檀條.

3)屋架固定

屋架兩端與廠房柱的固定,上弦采用支托板焊接加久螺栓的連接方法,下弦采用焊接的方法.支托板與屋架上弦端板的頂緊面必須保證有2/3以上接觸面.安裝螺栓孔不能任意用氣割擴(kuò)孔,久性螺栓不得墊2個以上的墊圈,螺栓外露絲扣長度不少于2~3扣.[1]

4.5.4高強(qiáng)螺栓的保管與緊固

1)高強(qiáng)螺栓的保管:高強(qiáng)螺栓在使用時應(yīng)輕裝、輕卸,防止損壞螺紋.高強(qiáng)螺栓應(yīng)按包裝箱上注明的批號、規(guī)格分類保管,室內(nèi)存放.堆放不宜過高.使用時應(yīng)防止生銹和污染臟物.高強(qiáng)螺栓在安裝使用前嚴(yán)禁任意開箱.當(dāng)天剩余的螺栓必須妥善保管,不得亂扔、亂放.安裝時不得將螺栓強(qiáng)行打入,防止損壞螺紋,扭矩系數(shù)發(fā)生變化.

2)高強(qiáng)螺栓的緊固:本工程所有柱、梁及支撐連接采用中國標(biāo)準(zhǔn)的鋼結(jié)構(gòu)用10.9級扭剪型高強(qiáng)螺栓,單軌吊車梁的連接采用普通螺栓.扭剪型高強(qiáng)螺栓的擰緊一般節(jié)點分為初擰、終擰.對于大型節(jié)點應(yīng)分為初擰、復(fù)擰、終擰.初擰及復(fù)擰后的高強(qiáng)螺栓在螺母上涂黃色油漆然后用扳手進(jìn)行終擰打掉梅花頭.要求外露一個絲牙.高強(qiáng)螺栓在初擰、復(fù)擰和終擰時,應(yīng)按照由中央順序向兩側(cè)對稱施擰.初擰、復(fù)擰及終擰應(yīng)在同內(nèi)完成.[2]

5施工設(shè)施

5.1結(jié)構(gòu)安裝設(shè)施

結(jié)構(gòu)安裝時人員上下采用鋼爬梯,鋼柱安裝前在地面提前安裝臨時爬梯.直爬梯制作考慮標(biāo)準(zhǔn)化,每節(jié)爬梯長度5m,寬度400mm,用-40×4扁鋼和Φ12圓鋼制作,圓鋼和扁鋼打孔塞焊,踏步高度300mm,爬梯之間連接可使用螺栓連接,即在爬梯兩端的扁鋼上分別打兩個Φ18mm的孔,用M16螺栓把兩節(jié)爬梯連接起來.爬梯安裝在柱子的小面上,以免影響鋼梁的安裝.爬梯與鋼柱固定方法:爬梯上端以柱箍形式與鋼柱固定,柱箍用∠63×6角鋼和Φ16對拉螺栓制作,柱箍與鋼柱之間夾墊4mm厚橡膠墊,爬梯與柱箍用螺栓連接,爬梯與鋼柱間留出100mm距離爬梯詳圖及安裝方法附圖.為了方便人員的上下,廠房的正式樓梯應(yīng)及時進(jìn)行安裝.

5.2構(gòu)件安裝平臺

鋼梁及支撐安裝時,在節(jié)點位置應(yīng)搭設(shè)操作平臺,在每個梁柱結(jié)點處和兩柱相接處均需安裝操作平臺,操作平臺由柱箍、腳手板和防護(hù)欄桿組成,柱箍用∠63×6角鋼和Φ20對拉螺栓制作,柱箍與鋼柱之間夾墊4mm厚橡膠墊,角鋼及螺栓的長度應(yīng)根據(jù)鋼柱截面尺寸加工,角鋼應(yīng)從柱邊伸出800mm,以便于鋪設(shè)腳手板和留出人員上下空隙.每個操作平臺設(shè)兩組柱箍、4塊腳手板,四面安裝圍護(hù)欄桿,腳手板與柱箍的角鋼綁扎牢固,與鋼柱留出500mm空隙,便于施工人員上下并按規(guī)程搭設(shè)安全防護(hù)圍欄,操作平臺應(yīng)在鋼柱安裝前進(jìn)行安裝.

5.3人員水平行走

安裝人員在各層水平行走時,應(yīng)在通道中通行.通道采用腳手板鋪設(shè),利用腳手管搭設(shè)水平防護(hù)欄桿.

6安全設(shè)施

6.1防人員墜落設(shè)施

防人員墜落主要從以下幾個方面考慮:1)人員爬鋼梯時,采用墜落自鎖裝置,解決鋼爬梯無保護(hù)的問題.自鎖裝置使用時應(yīng)注意不能裝反.人員爬行時,自鎖裝置應(yīng)始終在人員的上方.2)安裝鋼梁及支撐時,由于通道暫不能搭設(shè),因此安裝同鋼柱連接的鋼梁時,人員站在操作平臺上,安全帶掛在防護(hù)欄桿上.安裝同主梁連接的鋼梁及支撐時,主鋼梁部位掛安全防護(hù)繩,人員將安全帶掛在防護(hù)繩上行走.當(dāng)主梁安裝完成后應(yīng)及時掛設(shè)安全網(wǎng),并在結(jié)構(gòu)外側(cè)搭設(shè)挑網(wǎng).

6.2防物體墜落設(shè)施

安裝使用的工具,如扭矩扳手、過沖、扳手、撬棍、角磨機(jī)等應(yīng)采用安全保護(hù)繩,防止墜落.使用的螺栓墊片等應(yīng)放入工具袋.

7施工體會

1)基礎(chǔ)的正確交安是關(guān)鍵的一項,只有交安準(zhǔn)確才能保證結(jié)構(gòu)安裝的正確性.

2)安裝鋼柱時采用鋼板凳定位銷法與常規(guī)的預(yù)埋件、墊板安裝法對比,具有簡便易行、降低人工、機(jī)械成本以及工人的勞動強(qiáng)度、提高安全系數(shù)和工作效率等優(yōu)點.

3)結(jié)構(gòu)安裝施工前還應(yīng)重點考慮設(shè)備的供貨、儲存、碼放等,只有合理安排組織構(gòu)件的順序,才能保證安裝的順利進(jìn)行.

4)對于高強(qiáng)螺栓施工,初擰順序及緊固力大小對螺栓緊固的均勻性有很大影響.通過對稱初擰使構(gòu)件連接板層密貼程度提高,保證各螺栓均勻受力,摩擦面性能得到充分利用,節(jié)點承載力提高.

5)施工安全設(shè)施的準(zhǔn)備是安裝順利進(jìn)行的保證.

oskar kurth 06090-08X30 安裝附件

ARON 620000050.700 扳手

Leuze AD3L03CZL14 手柄閥

Herion ODSLR96B M/C6.01-2000-S12 PART.50106734 SER.01521020243 

Purex S6SD0019G020001500 

Lahti Precision 300595 

norelem BC5-5000kg-C3-A 負(fù)荷傳感器

lesjofors "Tappet, Exzenter, Excentr 4435-04" 

Megatron 4486 40N 1034214 14/10/14 氣彈簧

MOTOVARIO SPR18-S-100 位移傳感器

norelem NMRV 050 9701033 

norelem NLM 29042-11810 減速機(jī)插座

Mayser NLM 29024-18 管接頭熱敏電阻

NITROGAS 3901722 感應(yīng)傳感器

NITROGAS KP-500-50 

NITROGAS XQ-200 輪緣

NITROGAS GR-1500 輪緣

mts XC-250 輪緣

mts LHV0200MD701S1G1100 

mts LHMRR40-M01202RO 

BIHLER LHMRR40M06002RO 

LEMO W406F-1H2D-F327-0 907-74-0711.5"A" 伺服電機(jī)

Profil SRN.M04.GLL.7GZ REDEL SP 

Luedecke YSB0617S148 00 

BALLUFF ESDM38NA 銅制管接頭

OTT-JAKOB BESM18MI-POC50B-S04K 接近開關(guān)

OTT (HSK A63)95.600.073.9.2 拉力計用測頭

Telemecanique 95.102.456.9.2 適配器

Comat Releco GmbH XSV-V11801TF 

BALLUFF C5-M10DX   DC24V 1.3W 中間繼電器

BALLUFF m.Anschlusskabel aus Polyurethan, IP67 f.Geh?use S4   Nr.: BCC M415-0000-1A-004-PX0334-050 5m 

Sensopart # PNP 10-30VDC mit Stecker, Schaltabstand 8mm # Nr.:BES01HY   Fa. BALLUFF       BES 516-360-S 4-C 

LARIUS 978-08210，18/30 L 2/250-MSC 

Di-soric 40039 密封圈

P+F IP10PSOK-IBS 10-35vdc 200Ma 

COMINTEC RVI50N-09BK0A3TN-01000 編碼器

Megatron 0.38DSF/ML A2S1 

IFM XKZA15  4K7-TC+ 

Rexroth TW2000 溫度傳感器

Rexroth 4WRKE 25 E350L-33/6EG24EK31/A1D3 MNR:R900731922 流量控制閥

Phoenix FAW-INDRV-MPB-04VRS-D5-1-SNC-NN(R911312229) 

Turck I/O Module  ILB PB 24 DI 8 DIO8 

m-system NI10U-M12-AN6X-H1141 接近開關(guān)

SICK W2YV-AAA-R2 隔離信號調(diào)理器

IFM E3Z-LL81-M3J03 

Murr OU5044 OUF-DPKG/US 感應(yīng)傳感器

Telemecanique 7000-29021 電纜/插頭

P+G XCSDMP79010 感應(yīng)傳感器

lechler SLS320/500/L/50/1  KX53566 

finder 600.130.AC 噴嘴

PR electronics CFS stretch film packing machine finder relay seat 93.01.7.024 繼電器底座

Leuze 2231D 11-PIN 

IXYS type AMS 304i 120; protection class IP 65; measuring range: 0,2 - 120 m 

mpfiltri MEO 450-12DA(E) 

Oehlbach MPF1841AG7PI0NB2R 過濾器

Murtfeldt Type:DVI-D 2000  Code:29177 

ASM T-DUPLEX 12B-20 導(dǎo)鏈器

Nadella CLMD2-AJ1A12P021000 

Nadella RKU55 輸送機(jī)用輥子

Nadella C4RCL3510152 

Nadella LUBM065CS 附件

Nadella RKUR55 輸送機(jī)用輥子

Turck LUBM065CD 附件

Turck P1-Li-Q25L D60MH 

Turck FCS-GL1/2A2-NA-H1141/A 流量傳感器

Martor MK96-VP01 信號放大器

Pro-Hub SECUMAX 350 No. 350001 

Pro-Hub 117540 D78 x 165 mmD7 

Pro-Hub 5362  114.2.12 PZB 

Pro-Hub 120557  2-time 

Nozag 4960  SY 60 TF 

CAPTRON TR 24 / 5 / 535 

WENGLOR CH3-151P-H/TG-SR 

Mecatraction EW98PC3 光電開關(guān)

mts 51661-4J 扁插頭套

mts RHS0855MP101S2B6102 

Vahle RHM1000MR021A01 位移傳感器

Vahle KSW 4/40-2 HS 40A 600V 

Rexroth KDS2/40(168073) 

Epro R162119420 滾珠軸承

Leuze PR9268/204-000 振動傳感器

Leuze KDS M2.D5Y.0403N 

Leuze BIN CCL-106-100-Z001 

Leuze ELCL-IM16-0002 

Leuze KDS DN M12-5A-M12-5A-P3-020 

Magnescale KDS DN M12-5A-M12-5A-P3-050 

Phoenix SONY097928687 DK25PLR5 IP64 

IFM MCR-CP-1/I-I-00 

Protempo IF5538 IFB3002-BPKG/US-100-DPS 

Magnet-Schultz SPRING,GAS-28-350-800-GA40-GA40-500N，K.327.034003 

LENZE MSM 2423491 =24V  CHUZ050E43A03 ED 電磁鐵

LENZE GST04-2W VAR 1A  15821619 減速電機(jī)

norelem GSS04-2W HAR 1B 電機(jī)

norelem 95057-03514 NLM 

foerster 03155-16 NLM 

MOTOVARIO SIGMATEST 2.069 with 14mm Probe Kit , 9069305 

MOTOVARIO NMRV 075 EO 5641535 

Mahr 5561986 NRV 075 

Mahr 5003084 聯(lián)軸器用軸套

LAHTI 5003060 聯(lián)軸器用軸套

LAHTI 250×180V=3.8L  ELEVATOR BUCKET 

norelem 250×180V=3.8L  NYLATRON ELEVATOR BUCKET 

LAUMAS 23000-170-17 聯(lián)軸器

MEROBEL TPS420 Out=4-20mA 0-4000kg 力傳感器

PMA 313-920.00 電磁制動器

BALLUFF KS VARIO BK DP/V1;KSVC-101-00111-U00 接口模塊

IFM BTL5-A11-M0220-P-S32 位移傳感器

IFM OI5003 光電傳感器

mts 01D100-01D LF3KG 感應(yīng)傳感器

Turck RHM0120MD601A01 位移傳感器

WERMA IM35-11EX-HI/24VDC 信號放大器

WERMA 64420075 

Telemecanique 64410075 

Nadella XS4P30PA340,24V,PNP 

Hengstler FR32-1-AS 軸承

IFM 0868165 編碼器

Eltako M IS5001 DC 3 Wire PNP Switch 10-36V 

Matuschek MFZ12DDX-8:230VUC 

SICK SPATZ/M600LW/M06SWH005 

durgo Reflector 6-ECKIG, SCHLüSSELW. 48mm    1000132 

Phoenix REL-VALVE GT77 R3/4 LIIT 20 5 BAR 

finder C-RC 6/M5 DIN 

finder 4C.52.9.024.0050 繼電器

prominent 59.54.9.024.0050 繼電器

OMRON ULface1000NA11P112L0012EN 

OMRON E2E-X18ME1-Z 感應(yīng)傳感器

OMRON MY2N-GS_220/240VAC 

molex MY4NJ DC24V 繼電器

molex 43045-0600/MF300-RD-06-T 

mpfiltri 43045-1000/MF300-RD-10-T 

MP Filtri MR630 2A25A 

Oriental HP3202A10ANP01 

proceq 5Ik40GN-CW2E+5GN7.5S 

moog ProceqEquotip3 

VIBRO D633-592B(R01KO1D0NSS2) 油壓傳動閥

prominent EC240  922-240-000-331 L=30m 

POCLAIN Specifications Tank2  Dosing pump for H2SO4 計量泵

POCLAIN MS05-1-113-A05-2A50-7M00,,,,,,123823 電機(jī)

baumer 109226MS18-9-121-A18-1120 

Meech 11161696.BAUM ITD 70 A 4Y 9 2500 H BI D2SR12 S65 感應(yīng)傳感器

Meech 915 Shockless bar , Total Length:490mm , Cable Length:5000mm 靜電棒

Meech 915 Shockless bar , Total Length:80mm , Cable Length:3000mm 交流靜電棒

Mayser 915 Shockless bar , Total Length:310mm , Cable Length:3000mm 

ODU 90126747 connecting bar 2000x100x175 

Hengstler 656 163 845 150 033 

Landefeld AC36/0017ER.41SBB 編碼器

Landefeld RN 3814 MS 管接頭

IFM RN1214MS 管接頭

Puls TN2531 溫度傳感器

Herkules CS5.241 電源2

Herkules φ312（Grinder model ：WS450*5250） 

NEGELE BRUG KNER TYP LRSG MK6 Taper 60 degrees  701S 127006 MAX:4600 daN（Grinder model ：WS450*5250） 

CROUZET NCS-11/PNP/H/KF/M12 液位傳感器

CROUZET GN84134020 同步無蓋

ASM GN84134021 繼電器

Murr PTAM27-1-120-U2-CW-T0.1-KAB10M 角度傳感器

Vahle 8000-54513-3731500 接口模塊

moog H07V-K 6,0/YE/GN 

PETERHIRT P80HXBP5NEX2-G 流量控制閥

PETERHIRT T102 位移傳感器

PETERHIRT T501 位移傳感器

M+S T101 位移傳感器

LED2WORK MR 315 SHU/4 電機(jī)

LEONI 113310-01 照明燈

LEONI B01701-24 夾具

LEONI B00900-29-02-CZ 夾具

MMF B01700-88 夾具

ASM KST94C-9N 振動傳感器

Vahle CLMD2-AJXX 

leine&linde SK-DSW2/40VP-30-14-FN 

Pister 684502951 編碼器

LORENZ BK3S-G1/2-1123-L 球閥

OMAL Dual range torque DR-2208-500 / 50Nm (Measuring speed) 

OMAL DA120 F05-F07；P.max=8.4dar；T.MAX=+80℃ 

OMAL DA480 F07-F10；P.max=8.4dar；T.MAX=+80℃ 

OMAL DA120 F05-F07；P.max=8.4dar；T.MAX=+80℃ 

W+S DA480 F07-F10；P.max=8.4dar；T.MAX=+80℃ 

WERMA FWS-15-842015    Wire 0.75*1500M 鋼絲

VIBRO-METER 44211055 報警指示燈

Oerlikon CP237 P/N 143-237-000-011 

power control SCROLLVAC SC 15 D-NR.133003 

Magnet-Schultz SQ1208-3F-400-500 

AMO GRFY060F20B01 

KEB WMK-202.5-0360-X-6-S02 光柵尺

copley 18.F5.A1G -340F 逆變器

Phoenix XTL-230-36 伺服控制器

LTA PLC-RSC-230UC/2AU/SEN 

MVS DF200 ERSATZFILTER FüR please see the picture 防塵過濾器

Magtrol PL0002 Prüflehre Kunststoff 1,1 – 2,0 mm 

ME 415-307-000-411，TMB 307/411 10Nm 

Epro K3D300   Fx:300KN  Fy:300KN  Fz:300KN 

Ansell Monitor module MMS6410 

Ansell hyflex  11-624 手套

METU hyflex  11-435 手套

METU B04A-1015 

METU B04A-1010 

METU B06A-1015 

METU B06A-1018 

METU B06A-1016 

超聲波具有以下四個基本特性[1]:一,束射特性。超聲波波長短,可以集中成一束射線;第二,吸收特性。超聲波在空氣、液體和固體中均會被吸收。空氣中的吸收烈,固體中的吸收微弱;第三,高功率。由于頻率高,超聲波的功率比聲波大得多,它不僅能使所作用的介質(zhì)產(chǎn)生急速運動,甚會破壞其分子結(jié)構(gòu);第四,聲壓作用。聲波振動使物質(zhì)分子產(chǎn)生壓縮和稀疏作用,這種由于聲波振動引起的附加壓力現(xiàn)象叫聲壓作用。超聲波在提取冶金過程中應(yīng)用的主要是功率超聲。功率超聲可以強(qiáng)化冶金過程的原因是:溶液中存在有溶解的一些氣體,在超聲波的作用下形成所謂的空化現(xiàn)象,當(dāng)這些微小的氣泡破裂時,產(chǎn)生瞬間的高溫(>5000K)高壓(>5×107Pa),形成所謂的“熱點”,對化學(xué)反應(yīng)起到非常明顯的加速作用,同時高能超聲形成的大量空化氣泡在超過一定值的聲壓下發(fā)生崩潰并產(chǎn)生激波,將已結(jié)晶長大的晶粒打碎,使晶粒得到細(xì)化。另一方面超聲波使液體出現(xiàn)湍流的力學(xué)特性,降低擴(kuò)散阻力,同時對破壞邊界層,加速傳質(zhì)、傳熱,促進(jìn)微細(xì)顆粒的彌散起到了關(guān)鍵作用[2]。超聲振動的高能量及其它的特殊效應(yīng),還可大地提高振動對凝固的作用效果[3]。超聲波在液體中傳播時,液體分子受到周期性交變聲場的作用,產(chǎn)生聲空化、聲流效應(yīng)及力學(xué)機(jī)制,引起熔體中流動場、壓力場和溫度場的變化,從而產(chǎn)生一些特殊的效果。在高溫操作中,高功率超聲波可用于熔體金屬的迅速脫氣[4]。實際上超聲波對于任何中等粘度的液體的脫氣幾乎都適用[3]。在含水系統(tǒng)中脫氣效果特別迅速,它能除去溶解的任何氣體,使水溶液中的氣體降到很低的水平。超聲波脫氣對于要求迅速和受控制的除去系統(tǒng)中氣體的場合,會得到很好的效果。根據(jù)上述機(jī)理,超聲波可改善熔融液在冷卻凝固時的流動性,能夠提供有效的結(jié)晶體,從而也可改善金屬熔體的質(zhì)量。

2超聲波在冶金中的主要應(yīng)用

2.1強(qiáng)化浸出過程

李俊[5]論述了濕法冶金過程中常見的三種浸出情況,并對超聲波用于硫酸浸出氧化銅的過程進(jìn)行了探討。在浸出過程中施加超聲影響的實踐中,引用奧羅夫(Orlov)做了帶超聲波和不帶超聲波機(jī)械攪拌硫酸浸出氧化銅的對比研究,結(jié)果表明,達(dá)到相同的浸出率時,不用超聲的浸出時間約為用超聲的浸出時間的12倍。K.SarveswaraRao等[6]作了相關(guān)的試驗研究,結(jié)果表明,超聲波對從氧化銅礦石中的氨浸有著正的效應(yīng)。在溫度298K、粒度-300～+150μm,氨濃度2.0mol/L,含固量10g/L的條件下,超聲波可使銅浸出率從70%提高到90%。與機(jī)械攪拌浸出相比,使用超聲波可使浸出時間縮短近5/6,同時也使試劑消耗減少。對于相同的顆粒礦石,超聲波不僅強(qiáng)化了浸出速率,也提高了銅的浸出率。結(jié)果還表明,在其它條件相同時,間歇式超聲波(脈沖超聲波)的效果優(yōu)于連續(xù)式超聲波。范興祥[7,8]等人研究超聲波強(qiáng)化草酸浸出氧化鋅精礦過程。在試驗條件下,用超聲波輻射浸出氧化鋅精礦同機(jī)械攪拌相比,浸出率有很大的提高。機(jī)械攪拌20min,氧化鋅精礦浸出率僅58.12%,超聲波輻射20min,浸出率則達(dá)90.24%,提高了32.12%;鋅浸出率隨輻射時間延長而提高;超聲波輻射強(qiáng)度提高,輻射時間一定時,浸出率提高,浸出率相同時,浸出時間縮短。劉彬等人[9]引入超聲處理技術(shù)強(qiáng)化鐵鹽浸出黃銅礦這一新穎研究方法。在相同浸出條件下,用超聲波處理后,銅的浸出率提高,平均提高幅度在5%～10%,不但有效地縮短浸出反應(yīng)時間,而且顯著的提高銅的浸出率。趙文煥[10]等利用超聲波進(jìn)行銀精礦中金銀的氰化浸出小型試驗和擴(kuò)大試驗,結(jié)果表明超聲波浸出法具有金銀浸出率高、浸出時間短、單耗低等優(yōu)點,在佳試驗條件下,金銀浸出率分別為97%～99%和95%～96%,浸出時間只是常規(guī)氰化浸出時間的1/2,單耗降低10kg/t。王少芬[11]等人將超聲波在硫化礦發(fā)電浸出過程中的應(yīng)用進(jìn)行了一定程度的研究。為了強(qiáng)化發(fā)電浸出過程,有效地提高輸出電流、電壓及金屬離子的浸出率,將超聲波引入到硫化礦與二氧化錳的同時發(fā)電浸出過程。在實驗條件下,每次啟動超聲裝置20min,直浸出約10h。在超聲場作用下,輸出電流和電壓都有明顯上升,采用超聲強(qiáng)化比未強(qiáng)化處理的浸出液,由于硫化礦浸出電極在超聲條件下的極化程度減弱,獲得了更大的輸出電流和輸出電壓,從而獲得了更高的浸出率。K.M.Swamy等[12]研究了在有超聲和無超聲的情況下,用尼日爾黑曲酶屬菌種浸出印度奧里薩幫紅土礦。在佳工藝參數(shù),如孢子濃度,葡萄糖用量,礦漿濃度,超聲波降解時間條件下,無超聲波時,浸出20d,鎳的浸出率為92%;用43kHz,1.5W/cm2超聲處理30min后,在孢子濃度為106個/mL和葡萄糖濃度為2%條件下浸出14d,鎳的浸出率高達(dá)95%。并且在超聲波作用下,鎳的浸出效果比鐵的浸出效果好。

2.2提高單元操作速率

嚴(yán)偉[13]等人主要介紹了超聲波在協(xié)助萃取領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用情況。在相同傳質(zhì)領(lǐng)域里,用超聲波強(qiáng)化多的是液固萃取。高頻和低頻都能強(qiáng)化萃取,但低頻時達(dá)到同樣的強(qiáng)化程度小于高頻。超聲波產(chǎn)生的脈動和控制的空化作用可以大大增加湍流強(qiáng)度及相接觸面積,從而強(qiáng)化傳質(zhì)。BatricPesic[14]等在用Kelex100溶劑萃取鎵并用超聲波處理人工合成溶液和工廠的實際溶液時發(fā)現(xiàn),超聲波的作用使鎵的萃取速率提高了15倍,所采用的超聲波頻率為20kHz,聲強(qiáng)為19W/cm2。試驗發(fā)現(xiàn),在超聲波作用下,溫度對鎵的萃取速率沒有影響,而通常的萃取過程中,溫度升高對提高萃取速率是有利的。趙洪力[15]采用自行設(shè)計的實驗裝置進(jìn)行了用超聲波技術(shù)處理含“薄膜鐵”天然硅砂的試驗,結(jié)果證明,在處理10min時,除鐵率一般可達(dá)46%～70%,與同樣條件下機(jī)械擦洗相比高出15%～45%;處理時間只需1～5min即可達(dá)到機(jī)械擦洗10～15min所達(dá)到的效果,處理時間可縮短2/3以上。Romanteen[16]等研究了在600～800℃范圍內(nèi)CO還原PbO的動力學(xué)。當(dāng)聲壓升15.8Pa,600℃時,PbO的還原速率增加了15%～25%,升800℃時還原速率增加了2倍;同時還發(fā)現(xiàn)聲波頻率<6.6kHz時對PbO的還原速率沒有影響。

2.3在復(fù)合材料制備中的應(yīng)用

馮海闊[2]等人討論了超聲波在顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備過程中的應(yīng)用。超聲波在此過程中的主要作用,是改善顆粒與合金液潤濕性及顆粒分散的均勻性。通過總結(jié)超聲分離技術(shù)的機(jī)理及研究現(xiàn)狀,提出一種很有發(fā)展?jié)摿Φ牟捎贸暦蛛x技術(shù)制備顆粒增強(qiáng)金屬基表面復(fù)合材料的新方法。王俊等[17]采用高能超聲復(fù)合法制備了致密度高、增強(qiáng)顆粒均勻分散的SiC顆粒/ZA22復(fù)合材料,其內(nèi)部沒有氣孔或顆粒偏聚等缺陷。認(rèn)為在試驗所用高能超聲處理條件下,熔液中產(chǎn)生的瞬時局部高溫、高壓的聲空化效應(yīng)與具有高的速度和加速度的聲流效應(yīng)的協(xié)同作用,是改善增強(qiáng)顆粒與基體合金潤濕性、并使顆粒在合金中均勻彌散分布的主要原因。潘進(jìn)等[18]用功率超聲波施加于金屬熔體中,可以在極短時間內(nèi)實現(xiàn)纖維與金屬的復(fù)合,制備出了高性能復(fù)合材料。液態(tài)金屬在超聲作用下能滲入顆粒預(yù)制件中或與顆粒均勻混合。超聲浸鍍可以實現(xiàn)鋼絲鍍鋅、鍍鋁。方孝春[19]結(jié)合超聲波理論和作用及高速電鍍理論,對鐵基粉末冶金件鍍鎳的傳統(tǒng)工藝與新工藝進(jìn)行了試驗對比。經(jīng)過超聲波清洗的鍍件基體與鎳層結(jié)合力明顯提高;封孔處理可降低鍍層孔隙,耐蝕性能提高;鍍層封閉劑R處理后可有效填充和封閉鍍層孔隙,阻擋腐蝕電池的產(chǎn)生,從而提高單層鍍鎳層的防護(hù)性能和品質(zhì)。

2.4細(xì)化晶粒

孟麗華[20]研究了超聲波處理時間對工業(yè)純鋁鑄錠結(jié)晶組織的影響,分析了超聲波對工業(yè)純鋁結(jié)晶組織影響的原因。研究結(jié)果表明,采用超聲波方法處理熔體后,鑄錠的細(xì)化率大幅度提高,可使整個鑄錠斷面均為微細(xì)化的等軸晶組織,過剩的超聲波振動將導(dǎo)致鑄錠細(xì)化率的下降。該實驗從某種意義上證明了超聲波振動的細(xì)化效果是來自于動態(tài)形核機(jī)制。胡松青[21]在熔融金屬的冷卻過程中導(dǎo)入超聲波獲得了較小的晶粒,并且在超聲波的作用下,形成的晶核進(jìn)入振動狀態(tài),從而加速生長過程。對碳鋼的超聲處理表明,它可使晶粒尺度從200μm減少到25～30μm,碳鋼的延展性增加30%～40%,機(jī)械強(qiáng)度提高20%～30%。對金屬鋅冷卻結(jié)晶的研究表明,超聲處理可使其臨界切變應(yīng)力強(qiáng)度提高80%,而且,在頻率為25kHz、強(qiáng)度為50W/cm2的超聲波作用下,金屬鋅的晶形由圓柱形改變成均勻的六角形。Gomes等[22]認(rèn)為,在NaOH溶液中,用超聲波處理鋁土礦可以提高微擾作用和提高礦石顆粒的溶解速率,然后再用超聲波處理溶液,可使溶液中的固體顆粒沉降分離速度加快;用超聲波處理加晶種的鋁酸鈉溶液可以提高分解速率和使晶體生長更均勻。趙忠興[23]在鑄造合金中導(dǎo)入超聲波,并通過硬脂酸和丁二腈在凝固時施加超聲波。結(jié)果認(rèn)為:其周期性的空化和攪拌作用,使合金液的溫度和成分均勻化,細(xì)化了鑄造組織,減輕了鑄造合金的宏觀偏析傾向,提高了鑄造組織的均勻性。他們還研究了超聲波對鋁合金結(jié)晶過程的影響[24],結(jié)果表明:對鋁合金液施加超聲波,以底部導(dǎo)入超聲波為好,可避免氧化夾雜的生成;超聲波施加于鋁合金液,可使其顯微組織明顯細(xì)化;超聲波在金屬液內(nèi)傳導(dǎo)過程中,其聲強(qiáng)度隨傳導(dǎo)距離的增加而衰減。

2.5超聲脫氣、去夾雜技術(shù)

用高聲強(qiáng)的超聲波處理液體可以明顯減少液體中溶解的氣體量[2]。該作用已經(jīng)被用于熔融金屬液的脫氣過程,成為超聲脫氣技術(shù)。魯曼里、艾斯瑪赫和玻依奇[25]用超聲波處理了含5%～7%鎂的鋁鎂合金,結(jié)果表明,超聲波對熔融金屬中排出氣體的作用很大。超聲彈性振動在幾分鐘內(nèi)可以使合金*去氣。白曉清[26]等研究了超聲波對流動液體中夾雜物去除效果的實驗,無超聲波作用下,夾雜物會自然上浮液體表面并且僅有少量的夾雜物粘附于容器的壁面和底部;在超聲波作用下,夾雜物因凝聚在短時間內(nèi)容易上浮液體表面或粘附于容器的壁面和底部。在1.5s和30s時,可以明顯觀察到有超聲波作用的液體更為清澈。SarukhanovR.G[27]等研究了在頻率44kHz、振幅1μm的超聲波作用下錫的結(jié)晶凈化過程,結(jié)果表明,超聲波改善了雜質(zhì)元素的分離效果,使Cu、Au、Cr、Ni在錫中的分配系數(shù)降低了25%～45%,從而達(dá)到使錫精煉的目的。

2.6超聲無損檢測(NDT)技術(shù)

陳革等[28]針對粉末冶金(PM)零件在制備過程中不可避免存在的缺陷(氣孔或裂紋),采用NDT技術(shù)對其進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明,超聲無損檢測散射波的波形可在一定程度上反映粉末冶金制品中孔隙的數(shù)量和狀態(tài)。散射波不明顯時,說明材料的孔隙很小,可能小于超聲波的波長;散射信號雜亂且增強(qiáng)時,說明材料孔隙較多。但散射波與孔隙之間的量的對應(yīng)關(guān)系,因所受影響因素眾多,只能大概反映孔隙的狀況。超聲無損檢測中聲速和材料中的孔隙率有一定的線性關(guān)系,聲速的減小代表了材料孔隙的增多,同時在一定程度上也反映了材料的性能。因此,可以用超聲無損檢測技術(shù)來評價PM材料的某些性能。從而達(dá)到對該類零件實現(xiàn)非破壞性的快速、全面檢測的目的。李軍[29]對不銹鋼復(fù)合鋼板超聲波檢測方法進(jìn)行了闡述。在檢測不銹鋼復(fù)合鋼板時,通常選用單晶直探頭局部水浸法從復(fù)板一側(cè)按照掃查靈敏度進(jìn)行檢測,一旦發(fā)現(xiàn)缺陷波的信號,先將其圈住,再用單晶直探頭的直接接觸法準(zhǔn)確劃出缺陷的邊界(確定邊界用缺陷波全波消失法),并按照生產(chǎn)合同技術(shù)要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),對缺陷是否可以修復(fù)做出準(zhǔn)確評判。

3結(jié)論

(1)超聲波對許多冶金過程確實能起到有效的強(qiáng)化作用。從實際應(yīng)用的角度來看,現(xiàn)在的超聲波設(shè)備普遍存在功率小的問題,不能*工業(yè)化生產(chǎn)的要求,盡快研究出大功率超聲波設(shè)備是解決應(yīng)用問題的當(dāng)務(wù)之急。隨著科技的進(jìn)步,可以相信在不久的將來,功率超聲在強(qiáng)化冶金過程、復(fù)合材料的制備、細(xì)化晶粒,脫氣去雜質(zhì),檢測等方面的應(yīng)用將越來越廣闊,發(fā)揮越來越重要的作用。

(2)超聲波會導(dǎo)致固體和液體出現(xiàn)“空化現(xiàn)象”。雖然對生物體來說,產(chǎn)生瞬態(tài)空化作用時,靠近爆炸氣泡附近的細(xì)胞會受到損傷,但一般說來,在人體內(nèi)大多數(shù)器官和生物流體中,損傷少量細(xì)胞不會對人體產(chǎn)生危害。

(3)超聲波在我國冶金工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展迅速,一方面得益于技術(shù)本身的不斷完善,另一方面有超聲波設(shè)備生產(chǎn)廠家的支撐,比如深圳市科工達(dá)超聲設(shè)備有限公司、深圳市時代超聲設(shè)備有限公司、寧波海曙金達(dá)超聲設(shè)備有限公司、北京超聲波明和公司等大型制造廠商,都以生產(chǎn)冶金行業(yè)超聲波設(shè)備為主。

對于大型冶金工業(yè)廠房,鋼結(jié)構(gòu)近期興建的項目較多,規(guī)模越來越大.由于大型鋼結(jié)構(gòu)廠房歷史不長,鋼結(jié)構(gòu)安裝的施工技術(shù)并非十分成熟,在大規(guī)模工程實踐過程中,廣大工程技術(shù)人員遇到諸多技術(shù)問題,急待鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)研究人員去解決;可見結(jié)合大型的工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)安裝進(jìn)行施工技術(shù)的研究是十分必要的,同時對今后的工程實踐也是極有意義的.本文將以廣東省韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)有限公司(以下簡稱“韶鋼”)大轉(zhuǎn)爐主廠房鋼結(jié)構(gòu)安裝施工為例進(jìn)行研究.

2工程概況

大轉(zhuǎn)爐工程位于韶鋼三軋廠和煉軋廠以北、熱電廠第三熱電站以東,占地面積約22萬m2,建筑面積約11萬m2;建筑工程主要包括新建的煉鋼和連鑄車間主廠房、生產(chǎn)輔助建筑.其中主廠房共九跨,由水渣跨、干渣跨、脫硫跨、加料跨、鋼水接收跨、連鑄澆鑄跨、切割跨、出坯跨組成,建筑面積70000多m2.上部采用全鋼結(jié)構(gòu),總重約1?9萬.t其中,柱子為二階或三階格構(gòu)式鋼柱,上段為工字形截面,柱腳形式均為杯口插入式柱腳.上柱為單根焊接H型鋼,截面尺寸A列1500×700,重14?5t/根,長25?895m;B列截面尺寸2750×800,重22?05t/根,長27?850m.對于E、F列非塔樓立柱和C、D、G列各柱,重量基本在36~55t之間,基本上分二段制作,分段位置設(shè)置在一階牛腿面上,分段制作的柱子均在吊裝前進(jìn)行預(yù)拼,滿足相應(yīng)質(zhì)量要求.

3吊裝方案的選定

根據(jù)實際情況,如何經(jīng)濟(jì)、高效地完成主廠房結(jié)構(gòu)的安裝是主要的問題.而這一主要問題的關(guān)鍵是吊裝機(jī)械的選用及布置.根據(jù)工程特征,主吊機(jī)械選用2臺150t履帶吊和1臺120t汽車吊,其中150t履帶吊負(fù)責(zé)加料跨、爐子跨、鋼水接收跨、連鑄跨的吊裝,120t汽車吊負(fù)責(zé)出坯跨,切割跨、脫硫跨、干渣跨、水渣跨的安裝和附屬鋼結(jié)構(gòu)的安裝,輔助機(jī)械選用2臺50吊機(jī)和1臺45t吊負(fù)責(zé)構(gòu)件倒運、拼裝.施工準(zhǔn)備涵蓋的內(nèi)容較多,基礎(chǔ)的正確交安是關(guān)鍵的一項,只有交安準(zhǔn)確才能保證結(jié)構(gòu)安裝的正確性.另外要考慮結(jié)構(gòu)制作與基礎(chǔ)施工的偏差,并考慮結(jié)構(gòu)制作的溫度影響,在基交安時一同消除.結(jié)構(gòu)安裝施工前還應(yīng)重點考慮設(shè)備的供貨、儲存、碼放等.只有合理安排組織構(gòu)件的順序,才能保證安裝的順利進(jìn)行.大轉(zhuǎn)爐工程由于施工場地較寬闊,設(shè)備單獨儲存在設(shè)備堆放場,采用二次倒運進(jìn)行安裝,保證了施工現(xiàn)場的整潔.高強(qiáng)螺栓的管理應(yīng)重點對待,應(yīng)有計劃有制度的進(jìn)行管理.現(xiàn)場儲存場地應(yīng)重點考慮,特別是在多雨潮濕的韶關(guān)地區(qū),應(yīng)特別重視.施工安全設(shè)施的準(zhǔn)備是安裝順利進(jìn)行的保證,在充分了解圖紙的前提下經(jīng)濟(jì)合理地準(zhǔn)備好如下工作.

4鋼結(jié)構(gòu)安裝施工

4.1安裝程序

4.2編制構(gòu)件吊裝順序表

按照結(jié)構(gòu)制造的安裝圖的構(gòu)件編號及結(jié)構(gòu)的安裝順序編制吊裝順序表.

4.3構(gòu)件的合理碼放管理

為便于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝,構(gòu)件進(jìn)廠后應(yīng)進(jìn)行合理的堆放.原則為:現(xiàn)場急需安裝的應(yīng)直接堆放到現(xiàn)場,按照吊裝順序先吊裝的碼放在上頭,后吊裝的碼放在下頭.不急于吊裝的構(gòu)件暫時存放在現(xiàn)場外.堆放時應(yīng)注意柱梁分開并按照軸線分類碼放.存放場地應(yīng)設(shè)專人進(jìn)行管理,并按供貨要求和供貨清單進(jìn)行清點,資料存檔.構(gòu)件堆放時H型構(gòu)件應(yīng)立放,不得平放.每個構(gòu)件的支點不得少于兩個,支點的位置宜在構(gòu)件端部1/7跨處,疊放時不得超過3層并用木方正確的分層墊好墊平,支點應(yīng)上下對齊.

4.4安裝說明

4.4.1墊鐵加工

墊鐵采用不同厚度的鋼板加工,12mm及以下鋼板采用切板機(jī)下料,較厚的鋼板采用半自動切割機(jī)切割,切割后采用角磨砂輪將毛邊磨平.

4.4.2劃線校驗

按圖對柱子進(jìn)行編號,并標(biāo)明標(biāo)高及前后方向.將柱子平放在組合平臺上,根據(jù)圖紙尺寸校驗柱子外形尺寸;檢驗柱面與斷面的垂直度.對柱子進(jìn)行外觀檢查,應(yīng)無裂紋、分層、撞傷等缺陷;節(jié)點接合面無嚴(yán)重銹蝕、油漆、油污等雜物;焊縫外觀檢查無裂紋和咬邊情況等.

4.5主要安裝方案

4.5.1鋼柱安裝

采用鋼板凳定位方法:杯口基礎(chǔ)清理后,采取水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀對基礎(chǔ)進(jìn)行標(biāo)高測量、軸線測量.用鋼卷尺對鋼柱實物進(jìn)行測量其長度(以牛腿處柱腳為準(zhǔn)).以上基礎(chǔ)標(biāo)高誤差+鋼柱實物長度誤差,得到鋼板凳的加工高度,以基礎(chǔ)的實際軸線位置作為定位銷子的位置.以上方法必須在杯口基礎(chǔ)澆灌前進(jìn)行座漿墊板埋件的施工,即土建在杯口基礎(chǔ)裝模時,制作一個錐形模件安裝于基礎(chǔ)中心.在杯口基礎(chǔ)拆模后,通過二次座漿把埋件放于杯口基礎(chǔ),通過座漿墊板調(diào)整高度與水平度及定位銷軸線位置.

4.5.2吊車梁安裝

依據(jù)吊裝柱子的中心線在每根柱子的牛腿面彈出吊車梁的中心線,在吊梁中心線上設(shè)置兩點,然后用鋼尺和彈簧稱校核并列兩根吊車梁的中心線間距(軌距).根據(jù)柱肩梁上的螺栓孔,測出兩根吊車梁對齊面的軸線,用鋼尺測出兩軸線間距是否與吊車梁的安裝長度相符.待柱子、柱間支撐安裝完畢,可將吊車梁吊裝到位,臨時固定,底部用螺栓與柱子連接,頂部用L100×8的角鋼與柱子臨時焊接,吊車梁安裝時,應(yīng)根據(jù)柱肩梁上的行車梁中心線和軸線進(jìn)行擺放.長度小于18m的吊車梁采用兩個吊點捆綁,大于18m吊車梁采用4個吊點綁扎,36m吊車梁利用150t或80t吊機(jī)吊裝就位.

4.5.3屋架安裝

1)屋架扶直與就位

屋架扶直時起重機(jī)的吊鉤應(yīng)對準(zhǔn)屋架中心,左右兩邊的纜風(fēng)繩應(yīng)對稱,吊索與水平的夾角要在45°.吊索應(yīng)使其受力均勻,以避免屋架在扶直過程中產(chǎn)生扭曲應(yīng)力.鋼屋架扶直后,應(yīng)在兩側(cè)采用鋼管或毛竹對夾屋架腹桿進(jìn)行臨時加固,以增強(qiáng)屋架縱向剛度,保證其吊裝過程不變形.緊接進(jìn)行吊裝就位.在吊裝時考慮到屋架的安裝順序和兩端方向,用安裝螺栓與廠房柱連接,以保持屋架的穩(wěn)定.屋架的綁扎點選在上弦的節(jié)點處,且采用4個吊點左右對稱,高于屋架的重心,使屋架起吊后能基本保持水平,不搖晃不傾翻.在屋架的兩端拉設(shè)穩(wěn)繩,吊裝時由兩名工人拉緊熘繩,以便于控制屋架轉(zhuǎn)動.

2)屋架的吊裝就位和臨時固定

在屋架吊裝前使用經(jīng)緯儀和卡尺在柱頂測出定位軸線,檢查相應(yīng)柱頭的間距和屋架的幾何尺寸.屋架吊起離地面300mm左右時,將屋架轉(zhuǎn)吊裝位置的下方,再將屋架提升到柱上方500mm左右,然后將屋架緩緩降安裝位置進(jìn)行對位作業(yè).吊機(jī)選用150t或80t履帶吊.一榀屋架的臨時固定應(yīng)準(zhǔn)確可靠,采用每側(cè)兩根直徑11mm的鋼絲繩從兩邊拉牢的方法進(jìn)行.第二榀屋架的臨時固定用工具式水平支撐與一榀屋架連接,以后各屋架與前一榀屋架采用相同方法連接.每榀屋架一邊少有兩個工具式水平支撐.后續(xù)各屋架的位置和垂直度通過這些工具式支撐進(jìn)行調(diào)整.每相鄰兩榀屋架吊裝就位,經(jīng)校正滿足設(shè)計和規(guī)范要求并與柱頂按設(shè)計要求固定后,及時將屋架支撐系統(tǒng)桿件安裝到位,使之成為一個相對獨立的單元,取下工具式支撐,安裝屋面檀條.

3)屋架固定

屋架兩端與廠房柱的固定,上弦采用支托板焊接加久螺栓的連接方法,下弦采用焊接的方法.支托板與屋架上弦端板的頂緊面必須保證有2/3以上接觸面.安裝螺栓孔不能任意用氣割擴(kuò)孔,久性螺栓不得墊2個以上的墊圈,螺栓外露絲扣長度不少于2~3扣.[1]

4.5.4高強(qiáng)螺栓的保管與緊固

1)高強(qiáng)螺栓的保管:高強(qiáng)螺栓在使用時應(yīng)輕裝、輕卸,防止損壞螺紋.高強(qiáng)螺栓應(yīng)按包裝箱上注明的批號、規(guī)格分類保管,室內(nèi)存放.堆放不宜過高.使用時應(yīng)防止生銹和污染臟物.高強(qiáng)螺栓在安裝使用前嚴(yán)禁任意開箱.當(dāng)天剩余的螺栓必須妥善保管,不得亂扔、亂放.安裝時不得將螺栓強(qiáng)行打入,防止損壞螺紋,扭矩系數(shù)發(fā)生變化.

2)高強(qiáng)螺栓的緊固:本工程所有柱、梁及支撐連接采用中國標(biāo)準(zhǔn)的鋼結(jié)構(gòu)用10.9級扭剪型高強(qiáng)螺栓,單軌吊車梁的連接采用普通螺栓.扭剪型高強(qiáng)螺栓的擰緊一般節(jié)點分為初擰、終擰.對于大型節(jié)點應(yīng)分為初擰、復(fù)擰、終擰.初擰及復(fù)擰后的高強(qiáng)螺栓在螺母上涂黃色油漆然后用扳手進(jìn)行終擰打掉梅花頭.要求外露一個絲牙.高強(qiáng)螺栓在初擰、復(fù)擰和終擰時,應(yīng)按照由中央順序向兩側(cè)對稱施擰.初擰、復(fù)擰及終擰應(yīng)在同內(nèi)完成.[2]

5施工設(shè)施

5.1結(jié)構(gòu)安裝設(shè)施

結(jié)構(gòu)安裝時人員上下采用鋼爬梯,鋼柱安裝前在地面提前安裝臨時爬梯.直爬梯制作考慮標(biāo)準(zhǔn)化,每節(jié)爬梯長度5m,寬度400mm,用-40×4扁鋼和Φ12圓鋼制作,圓鋼和扁鋼打孔塞焊,踏步高度300mm,爬梯之間連接可使用螺栓連接,即在爬梯兩端的扁鋼上分別打兩個Φ18mm的孔,用M16螺栓把兩節(jié)爬梯連接起來.爬梯安裝在柱子的小面上,以免影響鋼梁的安裝.爬梯與鋼柱固定方法:爬梯上端以柱箍形式與鋼柱固定,柱箍用∠63×6角鋼和Φ16對拉螺栓制作,柱箍與鋼柱之間夾墊4mm厚橡膠墊,爬梯與柱箍用螺栓連接,爬梯與鋼柱間留出100mm距離爬梯詳圖及安裝方法附圖.為了方便人員的上下,廠房的正式樓梯應(yīng)及時進(jìn)行安裝.

5.2構(gòu)件安裝平臺

鋼梁及支撐安裝時,在節(jié)點位置應(yīng)搭設(shè)操作平臺,在每個梁柱結(jié)點處和兩柱相接處均需安裝操作平臺,操作平臺由柱箍、腳手板和防護(hù)欄桿組成,柱箍用∠63×6角鋼和Φ20對拉螺栓制作,柱箍與鋼柱之間夾墊4mm厚橡膠墊,角鋼及螺栓的長度應(yīng)根據(jù)鋼柱截面尺寸加工,角鋼應(yīng)從柱邊伸出800mm,以便于鋪設(shè)腳手板和留出人員上下空隙.每個操作平臺設(shè)兩組柱箍、4塊腳手板,四面安裝圍護(hù)欄桿,腳手板與柱箍的角鋼綁扎牢固,與鋼柱留出500mm空隙,便于施工人員上下并按規(guī)程搭設(shè)安全防護(hù)圍欄,操作平臺應(yīng)在鋼柱安裝前進(jìn)行安裝.

5.3人員水平行走

安裝人員在各層水平行走時,應(yīng)在通道中通行.通道采用腳手板鋪設(shè),利用腳手管搭設(shè)水平防護(hù)欄桿.

6安全設(shè)施

6.1防人員墜落設(shè)施

防人員墜落主要從以下幾個方面考慮:1)人員爬鋼梯時,采用墜落自鎖裝置,解決鋼爬梯無保護(hù)的問題.自鎖裝置使用時應(yīng)注意不能裝反.人員爬行時,自鎖裝置應(yīng)始終在人員的上方.2)安裝鋼梁及支撐時,由于通道暫不能搭設(shè),因此安裝同鋼柱連接的鋼梁時,人員站在操作平臺上,安全帶掛在防護(hù)欄桿上.安裝同主梁連接的鋼梁及支撐時,主鋼梁部位掛安全防護(hù)繩,人員將安全帶掛在防護(hù)繩上行走.當(dāng)主梁安裝完成后應(yīng)及時掛設(shè)安全網(wǎng),并在結(jié)構(gòu)外側(cè)搭設(shè)挑網(wǎng).

6.2防物體墜落設(shè)施

安裝使用的工具,如扭矩扳手、過沖、扳手、撬棍、角磨機(jī)等應(yīng)采用安全保護(hù)繩,防止墜落.使用的螺栓墊片等應(yīng)放入工具袋.

7施工體會

1)基礎(chǔ)的正確交安是關(guān)鍵的一項,只有交安準(zhǔn)確才能保證結(jié)構(gòu)安裝的正確性.

2)安裝鋼柱時采用鋼板凳定位銷法與常規(guī)的預(yù)埋件、墊板安裝法對比,具有簡便易行、降低人工、機(jī)械成本以及工人的勞動強(qiáng)度、提高安全系數(shù)和工作效率等優(yōu)點.

3)結(jié)構(gòu)安裝施工前還應(yīng)重點考慮設(shè)備的供貨、儲存、碼放等,只有合理安排組織構(gòu)件的順序,才能保證安裝的順利進(jìn)行.

4)對于高強(qiáng)螺栓施工,初擰順序及緊固力大小對螺栓緊固的均勻性有很大影響.通過對稱初擰使構(gòu)件連接板層密貼程度提高,保證各螺栓均勻受力,摩擦面性能得到充分利用,節(jié)點承載力提高.

5)施工安全設(shè)施的準(zhǔn)備是安裝順利進(jìn)行的保證.

Megatron B04A-1014 

pentronic MAB25 12HS 5SER 

Maximator 7917005 溫度傳感器

VIBRO S35-02 

Gems 111-402-000-012-1-1-105-000-050-2-050-05 

BD sensor 3800-C08-A 壓力傳感器

OMAL 18.601 G-6001-R-1-5-100-300-1-000 

PERMA DA480411S 氣動執(zhí)行器

PERMA A250 26.001.250 軟管

BALLUFF A511 26.0011.511 減速器

Novotechnik BES516-327-G-S4-C 接近開關(guān)

Sensopart TP1-1500-101-423-101 位移傳感器

finder FT 55-R-PS-L4 Without kable 

Rexroth 48VAC  16A 250V46.61.8.048.0020 

Rexroth R900427777  2FRM16-3X/160LV 流量控制閥

Rexroth R900420286 2FRM10-3X/50L 流量控制閥

finder R900344549  M-SR10KE05-1X/ 流量控制閥

BALLUFF 62.33.9.024.0040 繼電器

BALLUFF BTL5E10M2500KK10 

BALLUFF BTL5E10M0150KK10 

LESER BTL5E17M0160KK10 

Turck 4592.2494  DN25 安全閥

Leuze Ni8-S18-AN6X   NPN 

Turck 50112891 接口模塊

Hellermann BL20-PF-24VDC-D 接口模塊

Lessmann 151-00366 

Cincinnati Fan 545.2J0.19 

LTN 101495-007 

Vahle SC080-05/05-N63  SN.206367133 

BALLUFF SA-KSW4/40/THS28-60 NO.0600096/00 

BALLUFF BOW A-0808-NS-C-S49 光電傳感器

BALLUFF BES M12ME-POC40B-S04G-003 接近開關(guān)

M+S BES 517-398-N0-C 

AMPHENOL FE 100 CB/3 

Nadella C146 P16  001 G8 連接器

Leuze FR32EU-AS 

ME 1207E035543 

ME GSV-1A8 圓形連接器

Nordson K6D110-4KN/250Nm 力矩傳感器

Nadella 1009070C 調(diào)節(jié)器

PIAB AX3.5 7 15 軸承

Murrplastik PN.0101152 

Murrplastik BZS 600K 標(biāo)簽

Murrplastik KS 4/18  white 標(biāo)簽

ansaldo KSS 20*9 標(biāo)簽

ansaldo BMB 5.610.0 

PULSOTRONIC 211QSI0576B(4.FI60A） 

National Instruments KJ2-M8MB40-ANU 接近開關(guān)

National Instruments 960680-100 硬件

Bondioli 779676-01（USB-6211） 數(shù)據(jù)采集模塊

Releco HPLPA119DDDG3G3B 齒輪泵

Peter C9-A41X / DC 24V RELAY 

Peter P501F 

baumer P102F 

promesstec GmbH ME280.010A13A 感應(yīng)傳感器

IMAV LMK809-396-6000-E-C-1-1-3-2-008-000 

IMAV UP-10S-PAB+TT 轉(zhuǎn)向板

magneta RZ-10S-A+B 止回閥

Meilhaus 14.422.01.042 

keithley 9001037-1 電纜

Meilhaus KUSB-488B 接口模塊

mts 9001037-2 電纜

Weidmuller-Z RHM0360MH10AS1G1100 位移傳感器

prosoft DRM 270024LT 繼電器

FT MVI69-MCM 接口模塊

moog FT4-8AEXSBLEA-5 流量測量渦輪

Tiefenbach D634-514A R40K02F0VSP2 

Tiefenbach M9/2 磁鐵

NUOVA WK178L234 L2M, ART.NR.6-045718 磁性傳感器

WERMA G14 13.5G/S/L/DN3/4X1 

WERMA 97584911 

WERMA 68113955 

PFEIFFER 68123955 

Epro AVC025PA NO.PFA48204 24VDC3 

Rechner TSIPR6423/010-010 

MIKRO MESS KXA-5-1-P-A498500 

Rexroth P-REGLER-REGULATOR 

BERNSTEIN FLS_R1853_431_16+R1805_451_31_3020(40/56*52.5/40) 

Turck 606.1100.005 F1-U1Z 腳踏開關(guān)

Turck NI20-M30-AD4X DC24V 接近開關(guān)

BALLUFF NI100U-K90SR-VP4X2 感應(yīng)傳感器

moog BTL5-E11-M250-K-S32 位移傳感器

moog D662Z4109 D02HBBF5NSX4-0 

AB D633-334AR08K01MINSP2 

MAEDLER AB 1747 L541 

DOLD AT5-Z=45-225/5-16PU-ZAHNRIEMEN 

PFEIFFER OA5670.48/3214L1/61 DC24V 安全繼電器

IFM PT130065-T 位置指示器

NATIONAL PN3003 壓力傳感器

LENZE 777357-01 

Turck E82EV751  4B903 

Turck BI6U-MT12-AP6X-H1141 接近開關(guān)

Penny+Giles BI10U-MT30-AN6X-H1141 接近開關(guān)

Turck HLP190/FS1/0125/5K 電位器

M+S NI10-G18SK-AN6X 接近開關(guān)

Maximator MR200  C/4 

Meinhart P090005 擴(kuò)展單元

Turck SIF1*50  100m 

Turck 6901045 M1-Q25L 安裝支架

Contrinex 6901044  P3-LI-Q25L 定位磁塊

ZF DW-AD-613-M30-299 接近開關(guān)

lion GE5060 F47/154   ; 4161111063 

lechler LRD5100C 標(biāo)簽傳感器

GRUNDFOS 600.130.5602 

Maschinenfabrik ALBERT MTR 10-12/12 A-W-I-HUUV  3*220-240/380-415V  50Hz  Nr.96C20055 

optris S6T5/10   64522 

Prelectronics PI450 工業(yè)相機(jī)

BALLUFF TRIP AMPLIFIER 2231  please see the picture 

himmel BIS M-135-07/L-HT 讀數(shù)頭

LAPPORT K75-MB/2+M12K V5 P-603659/1 電機(jī)

LAPPORT 100318 油石

Turck 100336 油石

IFM Bi10-M30-AZ3X 接近開關(guān)

Epro O5H500 感應(yīng)傳感器

XECRO A6140 速度計

Meister FLE20-PO-A8 8217 

KUEBLER NV-08 G1/4" IG.MS 

Epro 8.5853.4220.G323.S019.EX 編碼器

finder PR6426/010-110+CON021/916-200 位移傳感器

Nadella 7s.16.9.024.0420 自動控制器

posishop AXZ82035.4 滾珠軸承

posishop FC7520D/AA 壓接可拆卸

posishop SD25M00GEZ/AA 可拆卸觸點連接器

MERZ SD25F00GE0/AA 可拆卸觸點連接器

Datasensor V251162.0420-SO11-SO15，order code：0757040224 

Datasensor S50-PA-5-F01-PP 接近開關(guān)

Turck S50-PA-5-G00-XG 接近開關(guān)

CEMP SDPB-40A-0009,Pt100 接口模塊

KEB H042F 

Laipple NMS30 

Megatron NMS30HU-IEC50/56 

Turck MMR108    1511 

Michell BL67-1RS232 接口模塊

Michell SF52-TX-2-X-D1-N-F1 溫度變送器

Alcatel EASIDEW EA2-TX-100-HD 發(fā)射機(jī)

Procentec ATH1603M 

SIEMENS ProfiTrace38022 總線模塊

PR electronics 4AM5742-5AT10-0FA0 變壓器

poeppelmann 010012151 

poeppelmann GPN 620 U 2B A=23MM /B=6MM /C 

poeppelmann GPN1010 SW17 M10 /SW17 /BLACK 

poeppelmann GPN340/340SW2,5 A=10MM /C=2.8MM 

BOSCH GPN1010 SW10 M6 /SW10 /BLACK 

Mayser Sapphire endoscope sleeve "Type BOSCH" OWS 7,5x3 , clear polished surface 套筒

Multi-Contact 3700978 

Maxitrol ME-WZ11/3818.302  φ8 

MEDAV R400ZM-Rp 3/8” 

Leuze TYPE:KS03 JWF ORDER:104255 BORNE NO 

PIAB Msi-sr5b 

PAINTSYS PCL.X2BV.S.08D.SV 真空發(fā)生器

LENZE 800320 自動噴涂設(shè)備用鴕鳥毛擦凈輥

Phoenix MC8 09H41-R80P1-B14N-8T5800N-R08U 

Phoenix 2904010 

LAVAIR 2972673 接口模塊

elte UVE35 230 V AC 紫外線燈

IMAV PE4 14/2N 

FENWAL MGZ-06S-AA/10-BB/10-05 流量控制閥

LENZE CPD7054 

BALLUFF EVF9326-EV INPUT:3/PEAC400-480V 205A 17KVA 50/60HZ OUTPUT:3/PEACO-480V 22A 18.5KVA 0-600HZ 逆變器

BALLUFF BIW1-E310-M0200-P1-S1150~250  LVDT 

超聲波具有以下四個基本特性[1]:一,束射特性。超聲波波長短,可以集中成一束射線;第二,吸收特性。超聲波在空氣、液體和固體中均會被吸收。空氣中的吸收烈,固體中的吸收微弱;第三,高功率。由于頻率高,超聲波的功率比聲波大得多,它不僅能使所作用的介質(zhì)產(chǎn)生急速運動,甚會破壞其分子結(jié)構(gòu);第四,聲壓作用。聲波振動使物質(zhì)分子產(chǎn)生壓縮和稀疏作用,這種由于聲波振動引起的附加壓力現(xiàn)象叫聲壓作用。超聲波在提取冶金過程中應(yīng)用的主要是功率超聲。功率超聲可以強(qiáng)化冶金過程的原因是:溶液中存在有溶解的一些氣體,在超聲波的作用下形成所謂的空化現(xiàn)象,當(dāng)這些微小的氣泡破裂時,產(chǎn)生瞬間的高溫(>5000K)高壓(>5×107Pa),形成所謂的“熱點”,對化學(xué)反應(yīng)起到非常明顯的加速作用,同時高能超聲形成的大量空化氣泡在超過一定值的聲壓下發(fā)生崩潰并產(chǎn)生激波,將已結(jié)晶長大的晶粒打碎,使晶粒得到細(xì)化。另一方面超聲波使液體出現(xiàn)湍流的力學(xué)特性,降低擴(kuò)散阻力,同時對破壞邊界層,加速傳質(zhì)、傳熱,促進(jìn)微細(xì)顆粒的彌散起到了關(guān)鍵作用[2]。超聲振動的高能量及其它的特殊效應(yīng),還可大地提高振動對凝固的作用效果[3]。超聲波在液體中傳播時,液體分子受到周期性交變聲場的作用,產(chǎn)生聲空化、聲流效應(yīng)及力學(xué)機(jī)制,引起熔體中流動場、壓力場和溫度場的變化,從而產(chǎn)生一些特殊的效果。在高溫操作中,高功率超聲波可用于熔體金屬的迅速脫氣[4]。實際上超聲波對于任何中等粘度的液體的脫氣幾乎都適用[3]。在含水系統(tǒng)中脫氣效果特別迅速,它能除去溶解的任何氣體,使水溶液中的氣體降到很低的水平。超聲波脫氣對于要求迅速和受控制的除去系統(tǒng)中氣體的場合,會得到很好的效果。根據(jù)上述機(jī)理,超聲波可改善熔融液在冷卻凝固時的流動性,能夠提供有效的結(jié)晶體,從而也可改善金屬熔體的質(zhì)量。

2超聲波在冶金中的主要應(yīng)用

2.1強(qiáng)化浸出過程

李俊[5]論述了濕法冶金過程中常見的三種浸出情況,并對超聲波用于硫酸浸出氧化銅的過程進(jìn)行了探討。在浸出過程中施加超聲影響的實踐中,引用奧羅夫(Orlov)做了帶超聲波和不帶超聲波機(jī)械攪拌硫酸浸出氧化銅的對比研究,結(jié)果表明,達(dá)到相同的浸出率時,不用超聲的浸出時間約為用超聲的浸出時間的12倍。K.SarveswaraRao等[6]作了相關(guān)的試驗研究,結(jié)果表明,超聲波對從氧化銅礦石中的氨浸有著正的效應(yīng)。在溫度298K、粒度-300～+150μm,氨濃度2.0mol/L,含固量10g/L的條件下,超聲波可使銅浸出率從70%提高到90%。與機(jī)械攪拌浸出相比,使用超聲波可使浸出時間縮短近5/6,同時也使試劑消耗減少。對于相同的顆粒礦石,超聲波不僅強(qiáng)化了浸出速率,也提高了銅的浸出率。結(jié)果還表明,在其它條件相同時,間歇式超聲波(脈沖超聲波)的效果優(yōu)于連續(xù)式超聲波。范興祥[7,8]等人研究超聲波強(qiáng)化草酸浸出氧化鋅精礦過程。在試驗條件下,用超聲波輻射浸出氧化鋅精礦同機(jī)械攪拌相比,浸出率有很大的提高。機(jī)械攪拌20min,氧化鋅精礦浸出率僅58.12%,超聲波輻射20min,浸出率則達(dá)90.24%,提高了32.12%;鋅浸出率隨輻射時間延長而提高;超聲波輻射強(qiáng)度提高,輻射時間一定時,浸出率提高,浸出率相同時,浸出時間縮短。劉彬等人[9]引入超聲處理技術(shù)強(qiáng)化鐵鹽浸出黃銅礦這一新穎研究方法。在相同浸出條件下,用超聲波處理后,銅的浸出率提高,平均提高幅度在5%～10%,不但有效地縮短浸出反應(yīng)時間,而且顯著的提高銅的浸出率。趙文煥[10]等利用超聲波進(jìn)行銀精礦中金銀的氰化浸出小型試驗和擴(kuò)大試驗,結(jié)果表明超聲波浸出法具有金銀浸出率高、浸出時間短、單耗低等優(yōu)點,在佳試驗條件下,金銀浸出率分別為97%～99%和95%～96%,浸出時間只是常規(guī)氰化浸出時間的1/2,單耗降低10kg/t。王少芬[11]等人將超聲波在硫化礦發(fā)電浸出過程中的應(yīng)用進(jìn)行了一定程度的研究。為了強(qiáng)化發(fā)電浸出過程,有效地提高輸出電流、電壓及金屬離子的浸出率,將超聲波引入到硫化礦與二氧化錳的同時發(fā)電浸出過程。在實驗條件下,每次啟動超聲裝置20min,直浸出約10h。在超聲場作用下,輸出電流和電壓都有明顯上升,采用超聲強(qiáng)化比未強(qiáng)化處理的浸出液,由于硫化礦浸出電極在超聲條件下的極化程度減弱,獲得了更大的輸出電流和輸出電壓,從而獲得了更高的浸出率。K.M.Swamy等[12]研究了在有超聲和無超聲的情況下,用尼日爾黑曲酶屬菌種浸出印度奧里薩幫紅土礦。在佳工藝參數(shù),如孢子濃度,葡萄糖用量,礦漿濃度,超聲波降解時間條件下,無超聲波時,浸出20d,鎳的浸出率為92%;用43kHz,1.5W/cm2超聲處理30min后,在孢子濃度為106個/mL和葡萄糖濃度為2%條件下浸出14d,鎳的浸出率高達(dá)95%。并且在超聲波作用下,鎳的浸出效果比鐵的浸出效果好。

2.2提高單元操作速率

嚴(yán)偉[13]等人主要介紹了超聲波在協(xié)助萃取領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用情況。在相同傳質(zhì)領(lǐng)域里,用超聲波強(qiáng)化多的是液固萃取。高頻和低頻都能強(qiáng)化萃取,但低頻時達(dá)到同樣的強(qiáng)化程度小于高頻。超聲波產(chǎn)生的脈動和控制的空化作用可以大大增加湍流強(qiáng)度及相接觸面積,從而強(qiáng)化傳質(zhì)。BatricPesic[14]等在用Kelex100溶劑萃取鎵并用超聲波處理人工合成溶液和工廠的實際溶液時發(fā)現(xiàn),超聲波的作用使鎵的萃取速率提高了15倍,所采用的超聲波頻率為20kHz,聲強(qiáng)為19W/cm2。試驗發(fā)現(xiàn),在超聲波作用下,溫度對鎵的萃取速率沒有影響,而通常的萃取過程中,溫度升高對提高萃取速率是有利的。趙洪力[15]采用自行設(shè)計的實驗裝置進(jìn)行了用超聲波技術(shù)處理含“薄膜鐵”天然硅砂的試驗,結(jié)果證明,在處理10min時,除鐵率一般可達(dá)46%～70%,與同樣條件下機(jī)械擦洗相比高出15%～45%;處理時間只需1～5min即可達(dá)到機(jī)械擦洗10～15min所達(dá)到的效果,處理時間可縮短2/3以上。Romanteen[16]等研究了在600～800℃范圍內(nèi)CO還原PbO的動力學(xué)。當(dāng)聲壓升15.8Pa,600℃時,PbO的還原速率增加了15%～25%,升800℃時還原速率增加了2倍;同時還發(fā)現(xiàn)聲波頻率<6.6kHz時對PbO的還原速率沒有影響。

2.3在復(fù)合材料制備中的應(yīng)用

馮海闊[2]等人討論了超聲波在顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備過程中的應(yīng)用。超聲波在此過程中的主要作用,是改善顆粒與合金液潤濕性及顆粒分散的均勻性。通過總結(jié)超聲分離技術(shù)的機(jī)理及研究現(xiàn)狀,提出一種很有發(fā)展?jié)摿Φ牟捎贸暦蛛x技術(shù)制備顆粒增強(qiáng)金屬基表面復(fù)合材料的新方法。王俊等[17]采用高能超聲復(fù)合法制備了致密度高、增強(qiáng)顆粒均勻分散的SiC顆粒/ZA22復(fù)合材料,其內(nèi)部沒有氣孔或顆粒偏聚等缺陷。認(rèn)為在試驗所用高能超聲處理條件下,熔液中產(chǎn)生的瞬時局部高溫、高壓的聲空化效應(yīng)與具有高的速度和加速度的聲流效應(yīng)的協(xié)同作用,是改善增強(qiáng)顆粒與基體合金潤濕性、并使顆粒在合金中均勻彌散分布的主要原因。潘進(jìn)等[18]用功率超聲波施加于金屬熔體中,可以在極短時間內(nèi)實現(xiàn)纖維與金屬的復(fù)合,制備出了高性能復(fù)合材料。液態(tài)金屬在超聲作用下能滲入顆粒預(yù)制件中或與顆粒均勻混合。超聲浸鍍可以實現(xiàn)鋼絲鍍鋅、鍍鋁。方孝春[19]結(jié)合超聲波理論和作用及高速電鍍理論,對鐵基粉末冶金件鍍鎳的傳統(tǒng)工藝與新工藝進(jìn)行了試驗對比。經(jīng)過超聲波清洗的鍍件基體與鎳層結(jié)合力明顯提高;封孔處理可降低鍍層孔隙,耐蝕性能提高;鍍層封閉劑R處理后可有效填充和封閉鍍層孔隙,阻擋腐蝕電池的產(chǎn)生,從而提高單層鍍鎳層的防護(hù)性能和品質(zhì)。

2.4細(xì)化晶粒

孟麗華[20]研究了超聲波處理時間對工業(yè)純鋁鑄錠結(jié)晶組織的影響,分析了超聲波對工業(yè)純鋁結(jié)晶組織影響的原因。研究結(jié)果表明,采用超聲波方法處理熔體后,鑄錠的細(xì)化率大幅度提高,可使整個鑄錠斷面均為微細(xì)化的等軸晶組織,過剩的超聲波振動將導(dǎo)致鑄錠細(xì)化率的下降。該實驗從某種意義上證明了超聲波振動的細(xì)化效果是來自于動態(tài)形核機(jī)制。胡松青[21]在熔融金屬的冷卻過程中導(dǎo)入超聲波獲得了較小的晶粒,并且在超聲波的作用下,形成的晶核進(jìn)入振動狀態(tài),從而加速生長過程。對碳鋼的超聲處理表明,它可使晶粒尺度從200μm減少到25～30μm,碳鋼的延展性增加30%～40%,機(jī)械強(qiáng)度提高20%～30%。對金屬鋅冷卻結(jié)晶的研究表明,超聲處理可使其臨界切變應(yīng)力強(qiáng)度提高80%,而且,在頻率為25kHz、強(qiáng)度為50W/cm2的超聲波作用下,金屬鋅的晶形由圓柱形改變成均勻的六角形。Gomes等[22]認(rèn)為,在NaOH溶液中,用超聲波處理鋁土礦可以提高微擾作用和提高礦石顆粒的溶解速率,然后再用超聲波處理溶液,可使溶液中的固體顆粒沉降分離速度加快;用超聲波處理加晶種的鋁酸鈉溶液可以提高分解速率和使晶體生長更均勻。趙忠興[23]在鑄造合金中導(dǎo)入超聲波,并通過硬脂酸和丁二腈在凝固時施加超聲波。結(jié)果認(rèn)為:其周期性的空化和攪拌作用,使合金液的溫度和成分均勻化,細(xì)化了鑄造組織,減輕了鑄造合金的宏觀偏析傾向,提高了鑄造組織的均勻性。他們還研究了超聲波對鋁合金結(jié)晶過程的影響[24],結(jié)果表明:對鋁合金液施加超聲波,以底部導(dǎo)入超聲波為好,可避免氧化夾雜的生成;超聲波施加于鋁合金液,可使其顯微組織明顯細(xì)化;超聲波在金屬液內(nèi)傳導(dǎo)過程中,其聲強(qiáng)度隨傳導(dǎo)距離的增加而衰減。

2.5超聲脫氣、去夾雜技術(shù)

用高聲強(qiáng)的超聲波處理液體可以明顯減少液體中溶解的氣體量[2]。該作用已經(jīng)被用于熔融金屬液的脫氣過程,成為超聲脫氣技術(shù)。魯曼里、艾斯瑪赫和玻依奇[25]用超聲波處理了含5%～7%鎂的鋁鎂合金,結(jié)果表明,超聲波對熔融金屬中排出氣體的作用很大。超聲彈性振動在幾分鐘內(nèi)可以使合金*去氣。白曉清[26]等研究了超聲波對流動液體中夾雜物去除效果的實驗,無超聲波作用下,夾雜物會自然上浮液體表面并且僅有少量的夾雜物粘附于容器的壁面和底部;在超聲波作用下,夾雜物因凝聚在短時間內(nèi)容易上浮液體表面或粘附于容器的壁面和底部。在1.5s和30s時,可以明顯觀察到有超聲波作用的液體更為清澈。SarukhanovR.G[27]等研究了在頻率44kHz、振幅1μm的超聲波作用下錫的結(jié)晶凈化過程,結(jié)果表明,超聲波改善了雜質(zhì)元素的分離效果,使Cu、Au、Cr、Ni在錫中的分配系數(shù)降低了25%～45%,從而達(dá)到使錫精煉的目的。

2.6超聲無損檢測(NDT)技術(shù)

陳革等[28]針對粉末冶金(PM)零件在制備過程中不可避免存在的缺陷(氣孔或裂紋),采用NDT技術(shù)對其進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明,超聲無損檢測散射波的波形可在一定程度上反映粉末冶金制品中孔隙的數(shù)量和狀態(tài)。散射波不明顯時,說明材料的孔隙很小,可能小于超聲波的波長;散射信號雜亂且增強(qiáng)時,說明材料孔隙較多。但散射波與孔隙之間的量的對應(yīng)關(guān)系,因所受影響因素眾多,只能大概反映孔隙的狀況。超聲無損檢測中聲速和材料中的孔隙率有一定的線性關(guān)系,聲速的減小代表了材料孔隙的增多,同時在一定程度上也反映了材料的性能。因此,可以用超聲無損檢測技術(shù)來評價PM材料的某些性能。從而達(dá)到對該類零件實現(xiàn)非破壞性的快速、全面檢測的目的。李軍[29]對不銹鋼復(fù)合鋼板超聲波檢測方法進(jìn)行了闡述。在檢測不銹鋼復(fù)合鋼板時,通常選用單晶直探頭局部水浸法從復(fù)板一側(cè)按照掃查靈敏度進(jìn)行檢測,一旦發(fā)現(xiàn)缺陷波的信號,先將其圈住,再用單晶直探頭的直接接觸法準(zhǔn)確劃出缺陷的邊界(確定邊界用缺陷波全波消失法),并按照生產(chǎn)合同技術(shù)要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),對缺陷是否可以修復(fù)做出準(zhǔn)確評判。

3結(jié)論

(1)超聲波對許多冶金過程確實能起到有效的強(qiáng)化作用。從實際應(yīng)用的角度來看,現(xiàn)在的超聲波設(shè)備普遍存在功率小的問題,不能*工業(yè)化生產(chǎn)的要求,盡快研究出大功率超聲波設(shè)備是解決應(yīng)用問題的當(dāng)務(wù)之急。隨著科技的進(jìn)步,可以相信在不久的將來,功率超聲在強(qiáng)化冶金過程、復(fù)合材料的制備、細(xì)化晶粒,脫氣去雜質(zhì),檢測等方面的應(yīng)用將越來越廣闊,發(fā)揮越來越重要的作用。

(2)超聲波會導(dǎo)致固體和液體出現(xiàn)“空化現(xiàn)象”。雖然對生物體來說,產(chǎn)生瞬態(tài)空化作用時,靠近爆炸氣泡附近的細(xì)胞會受到損傷,但一般說來,在人體內(nèi)大多數(shù)器官和生物流體中,損傷少量細(xì)胞不會對人體產(chǎn)生危害。

(3)超聲波在我國冶金工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展迅速,一方面得益于技術(shù)本身的不斷完善,另一方面有超聲波設(shè)備生產(chǎn)廠家的支撐,比如深圳市科工達(dá)超聲設(shè)備有限公司、深圳市時代超聲設(shè)備有限公司、寧波海曙金達(dá)超聲設(shè)備有限公司、北京超聲波明和公司等大型制造廠商,都以生產(chǎn)冶金行業(yè)超聲波設(shè)備為主。

對于大型冶金工業(yè)廠房,鋼結(jié)構(gòu)近期興建的項目較多,規(guī)模越來越大.由于大型鋼結(jié)構(gòu)廠房歷史不長,鋼結(jié)構(gòu)安裝的施工技術(shù)并非十分成熟,在大規(guī)模工程實踐過程中,廣大工程技術(shù)人員遇到諸多技術(shù)問題,急待鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)研究人員去解決;可見結(jié)合大型的工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)安裝進(jìn)行施工技術(shù)的研究是十分必要的,同時對今后的工程實踐也是極有意義的.本文將以廣東省韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)有限公司(以下簡稱“韶鋼”)大轉(zhuǎn)爐主廠房鋼結(jié)構(gòu)安裝施工為例進(jìn)行研究.

2工程概況

大轉(zhuǎn)爐工程位于韶鋼三軋廠和煉軋廠以北、熱電廠第三熱電站以東,占地面積約22萬m2,建筑面積約11萬m2;建筑工程主要包括新建的煉鋼和連鑄車間主廠房、生產(chǎn)輔助建筑.其中主廠房共九跨,由水渣跨、干渣跨、脫硫跨、加料跨、鋼水接收跨、連鑄澆鑄跨、切割跨、出坯跨組成,建筑面積70000多m2.上部采用全鋼結(jié)構(gòu),總重約1?9萬.t其中,柱子為二階或三階格構(gòu)式鋼柱,上段為工字形截面,柱腳形式均為杯口插入式柱腳.上柱為單根焊接H型鋼,截面尺寸A列1500×700,重14?5t/根,長25?895m;B列截面尺寸2750×800,重22?05t/根,長27?850m.對于E、F列非塔樓立柱和C、D、G列各柱,重量基本在36~55t之間,基本上分二段制作,分段位置設(shè)置在一階牛腿面上,分段制作的柱子均在吊裝前進(jìn)行預(yù)拼,滿足相應(yīng)質(zhì)量要求.

3吊裝方案的選定

根據(jù)實際情況,如何經(jīng)濟(jì)、高效地完成主廠房結(jié)構(gòu)的安裝是主要的問題.而這一主要問題的關(guān)鍵是吊裝機(jī)械的選用及布置.根據(jù)工程特征,主吊機(jī)械選用2臺150t履帶吊和1臺120t汽車吊,其中150t履帶吊負(fù)責(zé)加料跨、爐子跨、鋼水接收跨、連鑄跨的吊裝,120t汽車吊負(fù)責(zé)出坯跨,切割跨、脫硫跨、干渣跨、水渣跨的安裝和附屬鋼結(jié)構(gòu)的安裝,輔助機(jī)械選用2臺50吊機(jī)和1臺45t吊負(fù)責(zé)構(gòu)件倒運、拼裝.施工準(zhǔn)備涵蓋的內(nèi)容較多,基礎(chǔ)的正確交安是關(guān)鍵的一項,只有交安準(zhǔn)確才能保證結(jié)構(gòu)安裝的正確性.另外要考慮結(jié)構(gòu)制作與基礎(chǔ)施工的偏差,并考慮結(jié)構(gòu)制作的溫度影響,在基交安時一同消除.結(jié)構(gòu)安裝施工前還應(yīng)重點考慮設(shè)備的供貨、儲存、碼放等.只有合理安排組織構(gòu)件的順序,才能保證安裝的順利進(jìn)行.大轉(zhuǎn)爐工程由于施工場地較寬闊,設(shè)備單獨儲存在設(shè)備堆放場,采用二次倒運進(jìn)行安裝,保證了施工現(xiàn)場的整潔.高強(qiáng)螺栓的管理應(yīng)重點對待,應(yīng)有計劃有制度的進(jìn)行管理.現(xiàn)場儲存場地應(yīng)重點考慮,特別是在多雨潮濕的韶關(guān)地區(qū),應(yīng)特別重視.施工安全設(shè)施的準(zhǔn)備是安裝順利進(jìn)行的保證,在充分了解圖紙的前提下經(jīng)濟(jì)合理地準(zhǔn)備好如下工作.

4鋼結(jié)構(gòu)安裝施工

4.1安裝程序

4.2編制構(gòu)件吊裝順序表

按照結(jié)構(gòu)制造的安裝圖的構(gòu)件編號及結(jié)構(gòu)的安裝順序編制吊裝順序表.

4.3構(gòu)件的合理碼放管理

為便于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝,構(gòu)件進(jìn)廠后應(yīng)進(jìn)行合理的堆放.原則為:現(xiàn)場急需安裝的應(yīng)直接堆放到現(xiàn)場,按照吊裝順序先吊裝的碼放在上頭,后吊裝的碼放在下頭.不急于吊裝的構(gòu)件暫時存放在現(xiàn)場外.堆放時應(yīng)注意柱梁分開并按照軸線分類碼放.存放場地應(yīng)設(shè)專人進(jìn)行管理,并按供貨要求和供貨清單進(jìn)行清點,資料存檔.構(gòu)件堆放時H型構(gòu)件應(yīng)立放,不得平放.每個構(gòu)件的支點不得少于兩個,支點的位置宜在構(gòu)件端部1/7跨處,疊放時不得超過3層并用木方正確的分層墊好墊平,支點應(yīng)上下對齊.

4.4安裝說明

4.4.1墊鐵加工

墊鐵采用不同厚度的鋼板加工,12mm及以下鋼板采用切板機(jī)下料,較厚的鋼板采用半自動切割機(jī)切割,切割后采用角磨砂輪將毛邊磨平.

4.4.2劃線校驗

按圖對柱子進(jìn)行編號,并標(biāo)明標(biāo)高及前后方向.將柱子平放在組合平臺上,根據(jù)圖紙尺寸校驗柱子外形尺寸;檢驗柱面與斷面的垂直度.對柱子進(jìn)行外觀檢查,應(yīng)無裂紋、分層、撞傷等缺陷;節(jié)點接合面無嚴(yán)重銹蝕、油漆、油污等雜物;焊縫外觀檢查無裂紋和咬邊情況等.

4.5主要安裝方案

4.5.1鋼柱安裝

采用鋼板凳定位方法:杯口基礎(chǔ)清理后,采取水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀對基礎(chǔ)進(jìn)行標(biāo)高測量、軸線測量.用鋼卷尺對鋼柱實物進(jìn)行測量其長度(以牛腿處柱腳為準(zhǔn)).以上基礎(chǔ)標(biāo)高誤差+鋼柱實物長度誤差,得到鋼板凳的加工高度,以基礎(chǔ)的實際軸線位置作為定位銷子的位置.以上方法必須在杯口基礎(chǔ)澆灌前進(jìn)行座漿墊板埋件的施工,即土建在杯口基礎(chǔ)裝模時,制作一個錐形模件安裝于基礎(chǔ)中心.在杯口基礎(chǔ)拆模后,通過二次座漿把埋件放于杯口基礎(chǔ),通過座漿墊板調(diào)整高度與水平度及定位銷軸線位置.

4.5.2吊車梁安裝

依據(jù)吊裝柱子的中心線在每根柱子的牛腿面彈出吊車梁的中心線,在吊梁中心線上設(shè)置兩點,然后用鋼尺和彈簧稱校核并列兩根吊車梁的中心線間距(軌距).根據(jù)柱肩梁上的螺栓孔,測出兩根吊車梁對齊面的軸線,用鋼尺測出兩軸線間距是否與吊車梁的安裝長度相符.待柱子、柱間支撐安裝完畢,可將吊車梁吊裝到位,臨時固定,底部用螺栓與柱子連接,頂部用L100×8的角鋼與柱子臨時焊接,吊車梁安裝時,應(yīng)根據(jù)柱肩梁上的行車梁中心線和軸線進(jìn)行擺放.長度小于18m的吊車梁采用兩個吊點捆綁,大于18m吊車梁采用4個吊點綁扎,36m吊車梁利用150t或80t吊機(jī)吊裝就位.

4.5.3屋架安裝

1)屋架扶直與就位

屋架扶直時起重機(jī)的吊鉤應(yīng)對準(zhǔn)屋架中心,左右兩邊的纜風(fēng)繩應(yīng)對稱,吊索與水平的夾角要在45°.吊索應(yīng)使其受力均勻,以避免屋架在扶直過程中產(chǎn)生扭曲應(yīng)力.鋼屋架扶直后,應(yīng)在兩側(cè)采用鋼管或毛竹對夾屋架腹桿進(jìn)行臨時加固,以增強(qiáng)屋架縱向剛度,保證其吊裝過程不變形.緊接進(jìn)行吊裝就位.在吊裝時考慮到屋架的安裝順序和兩端方向,用安裝螺栓與廠房柱連接,以保持屋架的穩(wěn)定.屋架的綁扎點選在上弦的節(jié)點處,且采用4個吊點左右對稱,高于屋架的重心,使屋架起吊后能基本保持水平,不搖晃不傾翻.在屋架的兩端拉設(shè)穩(wěn)繩,吊裝時由兩名工人拉緊熘繩,以便于控制屋架轉(zhuǎn)動.

2)屋架的吊裝就位和臨時固定

在屋架吊裝前使用經(jīng)緯儀和卡尺在柱頂測出定位軸線,檢查相應(yīng)柱頭的間距和屋架的幾何尺寸.屋架吊起離地面300mm左右時,將屋架轉(zhuǎn)吊裝位置的下方,再將屋架提升到柱上方500mm左右,然后將屋架緩緩降安裝位置進(jìn)行對位作業(yè).吊機(jī)選用150t或80t履帶吊.一榀屋架的臨時固定應(yīng)準(zhǔn)確可靠,采用每側(cè)兩根直徑11mm的鋼絲繩從兩邊拉牢的方法進(jìn)行.第二榀屋架的臨時固定用工具式水平支撐與一榀屋架連接,以后各屋架與前一榀屋架采用相同方法連接.每榀屋架一邊少有兩個工具式水平支撐.后續(xù)各屋架的位置和垂直度通過這些工具式支撐進(jìn)行調(diào)整.每相鄰兩榀屋架吊裝就位,經(jīng)校正滿足設(shè)計和規(guī)范要求并與柱頂按設(shè)計要求固定后,及時將屋架支撐系統(tǒng)桿件安裝到位,使之成為一個相對獨立的單元,取下工具式支撐,安裝屋面檀條.

3)屋架固定

屋架兩端與廠房柱的固定,上弦采用支托板焊接加久螺栓的連接方法,下弦采用焊接的方法.支托板與屋架上弦端板的頂緊面必須保證有2/3以上接觸面.安裝螺栓孔不能任意用氣割擴(kuò)孔,久性螺栓不得墊2個以上的墊圈,螺栓外露絲扣長度不少于2~3扣.[1]

4.5.4高強(qiáng)螺栓的保管與緊固

1)高強(qiáng)螺栓的保管:高強(qiáng)螺栓在使用時應(yīng)輕裝、輕卸,防止損壞螺紋.高強(qiáng)螺栓應(yīng)按包裝箱上注明的批號、規(guī)格分類保管,室內(nèi)存放.堆放不宜過高.使用時應(yīng)防止生銹和污染臟物.高強(qiáng)螺栓在安裝使用前嚴(yán)禁任意開箱.當(dāng)天剩余的螺栓必須妥善保管,不得亂扔、亂放.安裝時不得將螺栓強(qiáng)行打入,防止損壞螺紋,扭矩系數(shù)發(fā)生變化.

2)高強(qiáng)螺栓的緊固:本工程所有柱、梁及支撐連接采用中國標(biāo)準(zhǔn)的鋼結(jié)構(gòu)用10.9級扭剪型高強(qiáng)螺栓,單軌吊車梁的連接采用普通螺栓.扭剪型高強(qiáng)螺栓的擰緊一般節(jié)點分為初擰、終擰.對于大型節(jié)點應(yīng)分為初擰、復(fù)擰、終擰.初擰及復(fù)擰后的高強(qiáng)螺栓在螺母上涂黃色油漆然后用扳手進(jìn)行終擰打掉梅花頭.要求外露一個絲牙.高強(qiáng)螺栓在初擰、復(fù)擰和終擰時,應(yīng)按照由中央順序向兩側(cè)對稱施擰.初擰、復(fù)擰及終擰應(yīng)在同內(nèi)完成.[2]

5施工設(shè)施

5.1結(jié)構(gòu)安裝設(shè)施

結(jié)構(gòu)安裝時人員上下采用鋼爬梯,鋼柱安裝前在地面提前安裝臨時爬梯.直爬梯制作考慮標(biāo)準(zhǔn)化,每節(jié)爬梯長度5m,寬度400mm,用-40×4扁鋼和Φ12圓鋼制作,圓鋼和扁鋼打孔塞焊,踏步高度300mm,爬梯之間連接可使用螺栓連接,即在爬梯兩端的扁鋼上分別打兩個Φ18mm的孔,用M16螺栓把兩節(jié)爬梯連接起來.爬梯安裝在柱子的小面上,以免影響鋼梁的安裝.爬梯與鋼柱固定方法:爬梯上端以柱箍形式與鋼柱固定,柱箍用∠63×6角鋼和Φ16對拉螺栓制作,柱箍與鋼柱之間夾墊4mm厚橡膠墊,爬梯與柱箍用螺栓連接,爬梯與鋼柱間留出100mm距離爬梯詳圖及安裝方法附圖.為了方便人員的上下,廠房的正式樓梯應(yīng)及時進(jìn)行安裝.

5.2構(gòu)件安裝平臺

鋼梁及支撐安裝時,在節(jié)點位置應(yīng)搭設(shè)操作平臺,在每個梁柱結(jié)點處和兩柱相接處均需安裝操作平臺,操作平臺由柱箍、腳手板和防護(hù)欄桿組成,柱箍用∠63×6角鋼和Φ20對拉螺栓制作,柱箍與鋼柱之間夾墊4mm厚橡膠墊,角鋼及螺栓的長度應(yīng)根據(jù)鋼柱截面尺寸加工,角鋼應(yīng)從柱邊伸出800mm,以便于鋪設(shè)腳手板和留出人員上下空隙.每個操作平臺設(shè)兩組柱箍、4塊腳手板,四面安裝圍護(hù)欄桿,腳手板與柱箍的角鋼綁扎牢固,與鋼柱留出500mm空隙,便于施工人員上下并按規(guī)程搭設(shè)安全防護(hù)圍欄,操作平臺應(yīng)在鋼柱安裝前進(jìn)行安裝.

5.3人員水平行走

安裝人員在各層水平行走時,應(yīng)在通道中通行.通道采用腳手板鋪設(shè),利用腳手管搭設(shè)水平防護(hù)欄桿.

6安全設(shè)施

6.1防人員墜落設(shè)施

防人員墜落主要從以下幾個方面考慮:1)人員爬鋼梯時,采用墜落自鎖裝置,解決鋼爬梯無保護(hù)的問題.自鎖裝置使用時應(yīng)注意不能裝反.人員爬行時,自鎖裝置應(yīng)始終在人員的上方.2)安裝鋼梁及支撐時,由于通道暫不能搭設(shè),因此安裝同鋼柱連接的鋼梁時,人員站在操作平臺上,安全帶掛在防護(hù)欄桿上.安裝同主梁連接的鋼梁及支撐時,主鋼梁部位掛安全防護(hù)繩,人員將安全帶掛在防護(hù)繩上行走.當(dāng)主梁安裝完成后應(yīng)及時掛設(shè)安全網(wǎng),并在結(jié)構(gòu)外側(cè)搭設(shè)挑網(wǎng).

6.2防物體墜落設(shè)施

安裝使用的工具,如扭矩扳手、過沖、扳手、撬棍、角磨機(jī)等應(yīng)采用安全保護(hù)繩,防止墜落.使用的螺栓墊片等應(yīng)放入工具袋.

7施工體會

1)基礎(chǔ)的正確交安是關(guān)鍵的一項,只有交安準(zhǔn)確才能保證結(jié)構(gòu)安裝的正確性.

2)安裝鋼柱時采用鋼板凳定位銷法與常規(guī)的預(yù)埋件、墊板安裝法對比,具有簡便易行、降低人工、機(jī)械成本以及工人的勞動強(qiáng)度、提高安全系數(shù)和工作效率等優(yōu)點.

3)結(jié)構(gòu)安裝施工前還應(yīng)重點考慮設(shè)備的供貨、儲存、碼放等,只有合理安排組織構(gòu)件的順序,才能保證安裝的順利進(jìn)行.

4)對于高強(qiáng)螺栓施工,初擰順序及緊固力大小對螺栓緊固的均勻性有很大影響.通過對稱初擰使構(gòu)件連接板層密貼程度提高,保證各螺栓均勻受力,摩擦面性能得到充分利用,節(jié)點承載力提高.

5)施工安全設(shè)施的準(zhǔn)備是安裝順利進(jìn)行的保證.

BTSR RES516-200-S2/1.250-S5 BHSBHS0009 

Turck TS55/STCH 1000A     V15.0S4.9 0517 

Turck Bi1-EG05-AP6X-V1331 接近開關(guān)

BALLUFF BI1-EG05-AP6X-V1331 接近開關(guān)

Miksch BNI002K BNI PBS-206-001-Z001 

OSBORN 1046-04 

BIHLER OSBORN;HPCA62 滾輪

Novotechnik 907-74-0730.5 伺服電機(jī)

FERRAZ TR-0100 位移傳感器

pentronic 20 URC 123 TTF 0500 2KV 

MANZ 8106001-599 熱電偶

MANZ Cell_MANZ_FESTO.ADVU-25-15-P-A_NO:81052971 

MANZ Cell_MANZ_Servomotor.AKM21C-ANS2GB-03_NO:81000948 

MANZ Cell_MANZ_RP-axis_NO:81061078 

MANZ Cell_MANZ_Servomotor/AKM13C-ANCNR-00_NO:80011120 

MANZ Cell_MANZ_NO:81058000 

MANZ Cell_MANZ_Vac-generator-SMP15NC.ASVD-SO_NO:80018068 

Phoenix Cell_MANZ_Servomotor.AKM22E-ANS2R-02_NO:81006851 

"Phoenix 202138EB 10- 8 邊插式橋接件"

"Phoenix 1052002ZB 8:UNBEDRUCKT 標(biāo)簽"

Phoenix FBRI 10-4 

"Phoenix 311171FB 10- RTK/S 固定橋"

"Phoenix 2303132EBL 10- 5 邊插式橋接件"

"Phoenix 2770642FBRI 10-5 N 固定橋"

Phoenix FBRI 10-8 

"Epro 3004524UK  6 N 接線端子"

MKC PR 6423/002-131/ TSI 

LEONI MKC IONET-1 

MINIMOTOR PUR Red 1/2 

Profimess MCE145P2T, Matr.1131951 

Profimess SA-01.2.3.1.1 流量計

BALLUFF SA-04.4.2.1.4.2.5a.0 流量計

IFM BESM08EE-PSC25B-S49G 

OMRON O1D102 感應(yīng)傳感器

Moore E2E-X7D1-M1TGJ-U 

molex PTX/2.2K-0-100/4-20MA/12-42DC-FA(DIN) 電位器

Prevost 505153-8000 1000個連接器

Prevost PUGN M550825 軟管

Prevost PUGN M071025 軟管

Prevost RMD MG1201 直接頭

steute PUGN M081225 軟管

Leybold 1400709；EX  ES  98  R 

Nadella AK40-65 

nordmann FGU92 2000MM bearing 

POLIX MUSEN SHE-R SN1521-YILAITE 

Murr KPN-K65 PN16 DPM  454629 

PERMA 7000-11 電纜

Beckhoff 101447 軟管接頭

Beckhoff EL3202-0010 接口模塊

Keysight C6920-0010 工控機(jī)

baumer 34830A 軟件許可證

PROFIBUS IFRM08P37A1/S35L；10141536 

PROFIBUS BNI003K BNI PBS-502-001-Z001 

PROFIBUS BNI0065 BNI PBS-552-001-Z001 

Penta BNI0032 BNI IOL-104-000-Z012 

Nordson CL 600 APT2  (with Actuator AR14319/15   RH 250/80B NFN), pls see the pic 

Nordson 322014 噴嘴

Metalwork 1052931 接口模塊

Temposonics 121A500075CN 氣壓缸

mts 0.005mm/25 Bit gray； Grd：2794.86m/s；FNr:0844 8107 

LENZE RHM0025MD701S1G1100 位移傳感器

LENZE E84AVHCE2224SX0 2.2KW SW:12.00 INPUT:50/60HZ 3/PE 400/500V 7.3/5.8A OUTPUT:0-1000Hz 3/PE AC 0-400/500V 5.6/4.5A  8400 HighLine C 自動控制器

LENZE E84AVHCE7512SX0 0.75KW SW:11.02 INPUT:50/60HZ 1/N/PE AC 230/240V 8.0A OUTPUT:0-1000Hz 3/PE AC 0-230/240V 4.0A  8400 HighLine C 自動控制器

LENZE E94APNE0364-P036;36A 

SIEMENS MDFMABS100-32， B3 3.0KW/6.5A-400V N=1415U/min resolver 伺服電機(jī)

SIEMENS 6DD1610-0AH4 通訊模塊

SIEMENS 6DD1684-0GD0 電纜

SIEMENS 6DD1607-0AA2 接口模塊

BD sensor 6DD1681-0GK0 接口模塊

LENZE LMP 308i 441 2001 111 111-040-111 

optris GKS06-3M HAR 112-22+MDXMA2M 

LEONI CT 20，3M cable 

Vahle I-V(ZN)H2Y 2K200/230   300M 

Vahle SA-KESR32-55F-4-18HS-0-04-04 碳刷

Vahle AH-VAS4 

Vahle EK-VES4-L 

Vahle AL-FLA2,5PE1-6,3 碳刷附件

Vahle VKS-4/606000-HSA 

AB AH-VEPS4 安裝支架

Sensopart 800FP-LF7 開關(guān)

mts V10-OB-A1-I12 工業(yè)相機(jī)

levin RHM1570MD531P102 位移傳感器

Warner 8132-00   3.2MM WW 附件

mts magnet ； Material aluminum nickel cobalt；see the picture 磁鐵

mts RHS 0300MK101S2B6100 位置傳感器

mts RHS 1350MP101S2B6100 位置傳感器

MID-WEST INSTRUMENT RHS 1600MP101S2B6100 位置傳感器

CARLO GAVAZZI 140AA-00-O(AA)  881635 中西差壓表

Mazurczak SM125 230 

ksr-kubler PT100 TF 25-160/S0G-M 

M-U-T 8 5820.261A.3600.0020.5092 編碼器

BD sensor 790-00-10106 轉(zhuǎn)子軸

Phoenix LMP 308i 441-2001-1-1-1-1-1-1-999 length:40M 

NKE Oeder No：2726308 

brevini NKE-006.001958 

NORRES PVRU3 2001 

BALLUFF 356-60 

steute BTL6-E500-M0300-PF-S115 

mts EEx 335AZ 20 

mts EP00150UD341V03 線性位置傳感器

ANDERSON  RHS0670MD701S1G8101 位移傳感器

Micro-Epsilon NCS-L-11/60/PNP 液位開關(guān)

PILZ WPS-2100-MK77-E830 位移傳感器

Metalwork 777601 繼電器

Beckhoff 7010022200 單向閥

Murr FC7501-0000 接口模塊

Murr Connector 7000-40821-230 0300 

himmel MURR 8-FOLD DISTRIBUTOR27867 

norelem MODEL 700 點焊機(jī)

內(nèi)心的選擇Leuze傳感器IPRK 95/44 L.2

內(nèi)心的選擇Leuze傳感器IPRK 95/44 L.2

超聲波具有以下四個基本特性[1]:一,束射特性。超聲波波長短,可以集中成一束射線;第二,吸收特性。超聲波在空氣、液體和固體中均會被吸收。空氣中的吸收烈,固體中的吸收微弱;第三,高功率。由于頻率高,超聲波的功率比聲波大得多,它不僅能使所作用的介質(zhì)產(chǎn)生急速運動,甚會破壞其分子結(jié)構(gòu);第四,聲壓作用。聲波振動使物質(zhì)分子產(chǎn)生壓縮和稀疏作用,這種由于聲波振動引起的附加壓力現(xiàn)象叫聲壓作用。超聲波在提取冶金過程中應(yīng)用的主要是功率超聲。功率超聲可以強(qiáng)化冶金過程的原因是:溶液中存在有溶解的一些氣體,在超聲波的作用下形成所謂的空化現(xiàn)象,當(dāng)這些微小的氣泡破裂時,產(chǎn)生瞬間的高溫(>5000K)高壓(>5×107Pa),形成所謂的“熱點”,對化學(xué)反應(yīng)起到非常明顯的加速作用,同時高能超聲形成的大量空化氣泡在超過一定值的聲壓下發(fā)生崩潰并產(chǎn)生激波,將已結(jié)晶長大的晶粒打碎,使晶粒得到細(xì)化。另一方面超聲波使液體出現(xiàn)湍流的力學(xué)特性,降低擴(kuò)散阻力,同時對破壞邊界層,加速傳質(zhì)、傳熱,促進(jìn)微細(xì)顆粒的彌散起到了關(guān)鍵作用[2]。超聲振動的高能量及其它的特殊效應(yīng),還可大地提高振動對凝固的作用效果[3]。超聲波在液體中傳播時,液體分子受到周期性交變聲場的作用,產(chǎn)生聲空化、聲流效應(yīng)及力學(xué)機(jī)制,引起熔體中流動場、壓力場和溫度場的變化,從而產(chǎn)生一些特殊的效果。在高溫操作中,高功率超聲波可用于熔體金屬的迅速脫氣[4]。實際上超聲波對于任何中等粘度的液體的脫氣幾乎都適用[3]。在含水系統(tǒng)中脫氣效果特別迅速,它能除去溶解的任何氣體,使水溶液中的氣體降到很低的水平。超聲波脫氣對于要求迅速和受控制的除去系統(tǒng)中氣體的場合,會得到很好的效果。根據(jù)上述機(jī)理,超聲波可改善熔融液在冷卻凝固時的流動性,能夠提供有效的結(jié)晶體,從而也可改善金屬熔體的質(zhì)量。

2超聲波在冶金中的主要應(yīng)用

2.1強(qiáng)化浸出過程

李俊[5]論述了濕法冶金過程中常見的三種浸出情況,并對超聲波用于硫酸浸出氧化銅的過程進(jìn)行了探討。在浸出過程中施加超聲影響的實踐中,引用奧羅夫(Orlov)做了帶超聲波和不帶超聲波機(jī)械攪拌硫酸浸出氧化銅的對比研究,結(jié)果表明,達(dá)到相同的浸出率時,不用超聲的浸出時間約為用超聲的浸出時間的12倍。K.SarveswaraRao等[6]作了相關(guān)的試驗研究,結(jié)果表明,超聲波對從氧化銅礦石中的氨浸有著正的效應(yīng)。在溫度298K、粒度-300～+150μm,氨濃度2.0mol/L,含固量10g/L的條件下,超聲波可使銅浸出率從70%提高到90%。與機(jī)械攪拌浸出相比,使用超聲波可使浸出時間縮短近5/6,同時也使試劑消耗減少。對于相同的顆粒礦石,超聲波不僅強(qiáng)化了浸出速率,也提高了銅的浸出率。結(jié)果還表明,在其它條件相同時,間歇式超聲波(脈沖超聲波)的效果優(yōu)于連續(xù)式超聲波。范興祥[7,8]等人研究超聲波強(qiáng)化草酸浸出氧化鋅精礦過程。在試驗條件下,用超聲波輻射浸出氧化鋅精礦同機(jī)械攪拌相比,浸出率有很大的提高。機(jī)械攪拌20min,氧化鋅精礦浸出率僅58.12%,超聲波輻射20min,浸出率則達(dá)90.24%,提高了32.12%;鋅浸出率隨輻射時間延長而提高;超聲波輻射強(qiáng)度提高,輻射時間一定時,浸出率提高,浸出率相同時,浸出時間縮短。劉彬等人[9]引入超聲處理技術(shù)強(qiáng)化鐵鹽浸出黃銅礦這一新穎研究方法。在相同浸出條件下,用超聲波處理后,銅的浸出率提高,平均提高幅度在5%～10%,不但有效地縮短浸出反應(yīng)時間,而且顯著的提高銅的浸出率。趙文煥[10]等利用超聲波進(jìn)行銀精礦中金銀的氰化浸出小型試驗和擴(kuò)大試驗,結(jié)果表明超聲波浸出法具有金銀浸出率高、浸出時間短、單耗低等優(yōu)點,在佳試驗條件下,金銀浸出率分別為97%～99%和95%～96%,浸出時間只是常規(guī)氰化浸出時間的1/2,單耗降低10kg/t。王少芬[11]等人將超聲波在硫化礦發(fā)電浸出過程中的應(yīng)用進(jìn)行了一定程度的研究。為了強(qiáng)化發(fā)電浸出過程,有效地提高輸出電流、電壓及金屬離子的浸出率,將超聲波引入到硫化礦與二氧化錳的同時發(fā)電浸出過程。在實驗條件下,每次啟動超聲裝置20min,直浸出約10h。在超聲場作用下,輸出電流和電壓都有明顯上升,采用超聲強(qiáng)化比未強(qiáng)化處理的浸出液,由于硫化礦浸出電極在超聲條件下的極化程度減弱,獲得了更大的輸出電流和輸出電壓,從而獲得了更高的浸出率。K.M.Swamy等[12]研究了在有超聲和無超聲的情況下,用尼日爾黑曲酶屬菌種浸出印度奧里薩幫紅土礦。在佳工藝參數(shù),如孢子濃度,葡萄糖用量,礦漿濃度,超聲波降解時間條件下,無超聲波時,浸出20d,鎳的浸出率為92%;用43kHz,1.5W/cm2超聲處理30min后,在孢子濃度為106個/mL和葡萄糖濃度為2%條件下浸出14d,鎳的浸出率高達(dá)95%。并且在超聲波作用下,鎳的浸出效果比鐵的浸出效果好。

2.2提高單元操作速率

嚴(yán)偉[13]等人主要介紹了超聲波在協(xié)助萃取領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用情況。在相同傳質(zhì)領(lǐng)域里,用超聲波強(qiáng)化多的是液固萃取。高頻和低頻都能強(qiáng)化萃取,但低頻時達(dá)到同樣的強(qiáng)化程度小于高頻。超聲波產(chǎn)生的脈動和控制的空化作用可以大大增加湍流強(qiáng)度及相接觸面積,從而強(qiáng)化傳質(zhì)。BatricPesic[14]等在用Kelex100溶劑萃取鎵并用超聲波處理人工合成溶液和工廠的實際溶液時發(fā)現(xiàn),超聲波的作用使鎵的萃取速率提高了15倍,所采用的超聲波頻率為20kHz,聲強(qiáng)為19W/cm2。試驗發(fā)現(xiàn),在超聲波作用下,溫度對鎵的萃取速率沒有影響,而通常的萃取過程中,溫度升高對提高萃取速率是有利的。趙洪力[15]采用自行設(shè)計的實驗裝置進(jìn)行了用超聲波技術(shù)處理含“薄膜鐵”天然硅砂的試驗,結(jié)果證明,在處理10min時,除鐵率一般可達(dá)46%～70%,與同樣條件下機(jī)械擦洗相比高出15%～45%;處理時間只需1～5min即可達(dá)到機(jī)械擦洗10～15min所達(dá)到的效果,處理時間可縮短2/3以上。Romanteen[16]等研究了在600～800℃范圍內(nèi)CO還原PbO的動力學(xué)。當(dāng)聲壓升15.8Pa,600℃時,PbO的還原速率增加了15%～25%,升800℃時還原速率增加了2倍;同時還發(fā)現(xiàn)聲波頻率<6.6kHz時對PbO的還原速率沒有影響。

2.3在復(fù)合材料制備中的應(yīng)用

馮海闊[2]等人討論了超聲波在顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備過程中的應(yīng)用。超聲波在此過程中的主要作用,是改善顆粒與合金液潤濕性及顆粒分散的均勻性。通過總結(jié)超聲分離技術(shù)的機(jī)理及研究現(xiàn)狀,提出一種很有發(fā)展?jié)摿Φ牟捎贸暦蛛x技術(shù)制備顆粒增強(qiáng)金屬基表面復(fù)合材料的新方法。王俊等[17]采用高能超聲復(fù)合法制備了致密度高、增強(qiáng)顆粒均勻分散的SiC顆粒/ZA22復(fù)合材料,其內(nèi)部沒有氣孔或顆粒偏聚等缺陷。認(rèn)為在試驗所用高能超聲處理條件下,熔液中產(chǎn)生的瞬時局部高溫、高壓的聲空化效應(yīng)與具有高的速度和加速度的聲流效應(yīng)的協(xié)同作用,是改善增強(qiáng)顆粒與基體合金潤濕性、并使顆粒在合金中均勻彌散分布的主要原因。潘進(jìn)等[18]用功率超聲波施加于金屬熔體中,可以在極短時間內(nèi)實現(xiàn)纖維與金屬的復(fù)合,制備出了高性能復(fù)合材料。液態(tài)金屬在超聲作用下能滲入顆粒預(yù)制件中或與顆粒均勻混合。超聲浸鍍可以實現(xiàn)鋼絲鍍鋅、鍍鋁。方孝春[19]結(jié)合超聲波理論和作用及高速電鍍理論,對鐵基粉末冶金件鍍鎳的傳統(tǒng)工藝與新工藝進(jìn)行了試驗對比。經(jīng)過超聲波清洗的鍍件基體與鎳層結(jié)合力明顯提高;封孔處理可降低鍍層孔隙,耐蝕性能提高;鍍層封閉劑R處理后可有效填充和封閉鍍層孔隙,阻擋腐蝕電池的產(chǎn)生,從而提高單層鍍鎳層的防護(hù)性能和品質(zhì)。

2.4細(xì)化晶粒

孟麗華[20]研究了超聲波處理時間對工業(yè)純鋁鑄錠結(jié)晶組織的影響,分析了超聲波對工業(yè)純鋁結(jié)晶組織影響的原因。研究結(jié)果表明,采用超聲波方法處理熔體后,鑄錠的細(xì)化率大幅度提高,可使整個鑄錠斷面均為微細(xì)化的等軸晶組織,過剩的超聲波振動將導(dǎo)致鑄錠細(xì)化率的下降。該實驗從某種意義上證明了超聲波振動的細(xì)化效果是來自于動態(tài)形核機(jī)制。胡松青[21]在熔融金屬的冷卻過程中導(dǎo)入超聲波獲得了較小的晶粒,并且在超聲波的作用下,形成的晶核進(jìn)入振動狀態(tài),從而加速生長過程。對碳鋼的超聲處理表明,它可使晶粒尺度從200μm減少到25～30μm,碳鋼的延展性增加30%～40%,機(jī)械強(qiáng)度提高20%～30%。對金屬鋅冷卻結(jié)晶的研究表明,超聲處理可使其臨界切變應(yīng)力強(qiáng)度提高80%,而且,在頻率為25kHz、強(qiáng)度為50W/cm2的超聲波作用下,金屬鋅的晶形由圓柱形改變成均勻的六角形。Gomes等[22]認(rèn)為,在NaOH溶液中,用超聲波處理鋁土礦可以提高微擾作用和提高礦石顆粒的溶解速率,然后再用超聲波處理溶液,可使溶液中的固體顆粒沉降分離速度加快;用超聲波處理加晶種的鋁酸鈉溶液可以提高分解速率和使晶體生長更均勻。趙忠興[23]在鑄造合金中導(dǎo)入超聲波,并通過硬脂酸和丁二腈在凝固時施加超聲波。結(jié)果認(rèn)為:其周期性的空化和攪拌作用,使合金液的溫度和成分均勻化,細(xì)化了鑄造組織,減輕了鑄造合金的宏觀偏析傾向,提高了鑄造組織的均勻性。他們還研究了超聲波對鋁合金結(jié)晶過程的影響[24],結(jié)果表明:對鋁合金液施加超聲波,以底部導(dǎo)入超聲波為好,可避免氧化夾雜的生成;超聲波施加于鋁合金液,可使其顯微組織明顯細(xì)化;超聲波在金屬液內(nèi)傳導(dǎo)過程中,其聲強(qiáng)度隨傳導(dǎo)距離的增加而衰減。

2.5超聲脫氣、去夾雜技術(shù)

用高聲強(qiáng)的超聲波處理液體可以明顯減少液體中溶解的氣體量[2]。該作用已經(jīng)被用于熔融金屬液的脫氣過程,成為超聲脫氣技術(shù)。魯曼里、艾斯瑪赫和玻依奇[25]用超聲波處理了含5%～7%鎂的鋁鎂合金,結(jié)果表明,超聲波對熔融金屬中排出氣體的作用很大。超聲彈性振動在幾分鐘內(nèi)可以使合金*去氣。白曉清[26]等研究了超聲波對流動液體中夾雜物去除效果的實驗,無超聲波作用下,夾雜物會自然上浮液體表面并且僅有少量的夾雜物粘附于容器的壁面和底部;在超聲波作用下,夾雜物因凝聚在短時間內(nèi)容易上浮液體表面或粘附于容器的壁面和底部。在1.5s和30s時,可以明顯觀察到有超聲波作用的液體更為清澈。SarukhanovR.G[27]等研究了在頻率44kHz、振幅1μm的超聲波作用下錫的結(jié)晶凈化過程,結(jié)果表明,超聲波改善了雜質(zhì)元素的分離效果,使Cu、Au、Cr、Ni在錫中的分配系數(shù)降低了25%～45%,從而達(dá)到使錫精煉的目的。

2.6超聲無損檢測(NDT)技術(shù)

陳革等[28]針對粉末冶金(PM)零件在制備過程中不可避免存在的缺陷(氣孔或裂紋),采用NDT技術(shù)對其進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明,超聲無損檢測散射波的波形可在一定程度上反映粉末冶金制品中孔隙的數(shù)量和狀態(tài)。散射波不明顯時,說明材料的孔隙很小,可能小于超聲波的波長;散射信號雜亂且增強(qiáng)時,說明材料孔隙較多。但散射波與孔隙之間的量的對應(yīng)關(guān)系,因所受影響因素眾多,只能大概反映孔隙的狀況。超聲無損檢測中聲速和材料中的孔隙率有一定的線性關(guān)系,聲速的減小代表了材料孔隙的增多,同時在一定程度上也反映了材料的性能。因此,可以用超聲無損檢測技術(shù)來評價PM材料的某些性能。從而達(dá)到對該類零件實現(xiàn)非破壞性的快速、全面檢測的目的。李軍[29]對不銹鋼復(fù)合鋼板超聲波檢測方法進(jìn)行了闡述。在檢測不銹鋼復(fù)合鋼板時,通常選用單晶直探頭局部水浸法從復(fù)板一側(cè)按照掃查靈敏度進(jìn)行檢測,一旦發(fā)現(xiàn)缺陷波的信號,先將其圈住,再用單晶直探頭的直接接觸法準(zhǔn)確劃出缺陷的邊界(確定邊界用缺陷波全波消失法),并按照生產(chǎn)合同技術(shù)要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),對缺陷是否可以修復(fù)做出準(zhǔn)確評判。

3結(jié)論

(1)超聲波對許多冶金過程確實能起到有效的強(qiáng)化作用。從實際應(yīng)用的角度來看,現(xiàn)在的超聲波設(shè)備普遍存在功率小的問題,不能*工業(yè)化生產(chǎn)的要求,盡快研究出大功率超聲波設(shè)備是解決應(yīng)用問題的當(dāng)務(wù)之急。隨著科技的進(jìn)步,可以相信在不久的將來,功率超聲在強(qiáng)化冶金過程、復(fù)合材料的制備、細(xì)化晶粒,脫氣去雜質(zhì),檢測等方面的應(yīng)用將越來越廣闊,發(fā)揮越來越重要的作用。

(2)超聲波會導(dǎo)致固體和液體出現(xiàn)“空化現(xiàn)象”。雖然對生物體來說,產(chǎn)生瞬態(tài)空化作用時,靠近爆炸氣泡附近的細(xì)胞會受到損傷,但一般說來,在人體內(nèi)大多數(shù)器官和生物流體中,損傷少量細(xì)胞不會對人體產(chǎn)生危害。

(3)超聲波在我國冶金工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展迅速,一方面得益于技術(shù)本身的不斷完善,另一方面有超聲波設(shè)備生產(chǎn)廠家的支撐,比如深圳市科工達(dá)超聲設(shè)備有限公司、深圳市時代超聲設(shè)備有限公司、寧波海曙金達(dá)超聲設(shè)備有限公司、北京超聲波明和公司等大型制造廠商,都以生產(chǎn)冶金行業(yè)超聲波設(shè)備為主。

對于大型冶金工業(yè)廠房,鋼結(jié)構(gòu)近期興建的項目較多,規(guī)模越來越大.由于大型鋼結(jié)構(gòu)廠房歷史不長,鋼結(jié)構(gòu)安裝的施工技術(shù)并非十分成熟,在大規(guī)模工程實踐過程中,廣大工程技術(shù)人員遇到諸多技術(shù)問題,急待鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)研究人員去解決;可見結(jié)合大型的工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)安裝進(jìn)行施工技術(shù)的研究是十分必要的,同時對今后的工程實踐也是極有意義的.本文將以廣東省韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)有限公司(以下簡稱“韶鋼”)大轉(zhuǎn)爐主廠房鋼結(jié)構(gòu)安裝施工為例進(jìn)行研究.

2工程概況

大轉(zhuǎn)爐工程位于韶鋼三軋廠和煉軋廠以北、熱電廠第三熱電站以東,占地面積約22萬m2,建筑面積約11萬m2;建筑工程主要包括新建的煉鋼和連鑄車間主廠房、生產(chǎn)輔助建筑.其中主廠房共九跨,由水渣跨、干渣跨、脫硫跨、加料跨、鋼水接收跨、連鑄澆鑄跨、切割跨、出坯跨組成,建筑面積70000多m2.上部采用全鋼結(jié)構(gòu),總重約1?9萬.t其中,柱子為二階或三階格構(gòu)式鋼柱,上段為工字形截面,柱腳形式均為杯口插入式柱腳.上柱為單根焊接H型鋼,截面尺寸A列1500×700,重14?5t/根,長25?895m;B列截面尺寸2750×800,重22?05t/根,長27?850m.對于E、F列非塔樓立柱和C、D、G列各柱,重量基本在36~55t之間,基本上分二段制作,分段位置設(shè)置在一階牛腿面上,分段制作的柱子均在吊裝前進(jìn)行預(yù)拼,滿足相應(yīng)質(zhì)量要求.

3吊裝方案的選定

根據(jù)實際情況,如何經(jīng)濟(jì)、高效地完成主廠房結(jié)構(gòu)的安裝是主要的問題.而這一主要問題的關(guān)鍵是吊裝機(jī)械的選用及布置.根據(jù)工程特征,主吊機(jī)械選用2臺150t履帶吊和1臺120t汽車吊,其中150t履帶吊負(fù)責(zé)加料跨、爐子跨、鋼水接收跨、連鑄跨的吊裝,120t汽車吊負(fù)責(zé)出坯跨,切割跨、脫硫跨、干渣跨、水渣跨的安裝和附屬鋼結(jié)構(gòu)的安裝,輔助機(jī)械選用2臺50吊機(jī)和1臺45t吊負(fù)責(zé)構(gòu)件倒運、拼裝.施工準(zhǔn)備涵蓋的內(nèi)容較多,基礎(chǔ)的正確交安是關(guān)鍵的一項,只有交安準(zhǔn)確才能保證結(jié)構(gòu)安裝的正確性.另外要考慮結(jié)構(gòu)制作與基礎(chǔ)施工的偏差,并考慮結(jié)構(gòu)制作的溫度影響,在基交安時一同消除.結(jié)構(gòu)安裝施工前還應(yīng)重點考慮設(shè)備的供貨、儲存、碼放等.只有合理安排組織構(gòu)件的順序,才能保證安裝的順利進(jìn)行.大轉(zhuǎn)爐工程由于施工場地較寬闊,設(shè)備單獨儲存在設(shè)備堆放場,采用二次倒運進(jìn)行安裝,保證了施工現(xiàn)場的整潔.高強(qiáng)螺栓的管理應(yīng)重點對待,應(yīng)有計劃有制度的進(jìn)行管理.現(xiàn)場儲存場地應(yīng)重點考慮,特別是在多雨潮濕的韶關(guān)地區(qū),應(yīng)特別重視.施工安全設(shè)施的準(zhǔn)備是安裝順利進(jìn)行的保證,在充分了解圖紙的前提下經(jīng)濟(jì)合理地準(zhǔn)備好如下工作.

4鋼結(jié)構(gòu)安裝施工

4.1安裝程序

4.2編制構(gòu)件吊裝順序表

按照結(jié)構(gòu)制造的安裝圖的構(gòu)件編號及結(jié)構(gòu)的安裝順序編制吊裝順序表.

4.3構(gòu)件的合理碼放管理

為便于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝,構(gòu)件進(jìn)廠后應(yīng)進(jìn)行合理的堆放.原則為:現(xiàn)場急需安裝的應(yīng)直接堆放到現(xiàn)場,按照吊裝順序先吊裝的碼放在上頭,后吊裝的碼放在下頭.不急于吊裝的構(gòu)件暫時存放在現(xiàn)場外.堆放時應(yīng)注意柱梁分開并按照軸線分類碼放.存放場地應(yīng)設(shè)專人進(jìn)行管理,并按供貨要求和供貨清單進(jìn)行清點,資料存檔.構(gòu)件堆放時H型構(gòu)件應(yīng)立放,不得平放.每個構(gòu)件的支點不得少于兩個,支點的位置宜在構(gòu)件端部1/7跨處,疊放時不得超過3層并用木方正確的分層墊好墊平,支點應(yīng)上下對齊.

4.4安裝說明

4.4.1墊鐵加工

墊鐵采用不同厚度的鋼板加工,12mm及以下鋼板采用切板機(jī)下料,較厚的鋼板采用半自動切割機(jī)切割,切割后采用角磨砂輪將毛邊磨平.

4.4.2劃線校驗

按圖對柱子進(jìn)行編號,并標(biāo)明標(biāo)高及前后方向.將柱子平放在組合平臺上,根據(jù)圖紙尺寸校驗柱子外形尺寸;檢驗柱面與斷面的垂直度.對柱子進(jìn)行外觀檢查,應(yīng)無裂紋、分層、撞傷等缺陷;節(jié)點接合面無嚴(yán)重銹蝕、油漆、油污等雜物;焊縫外觀檢查無裂紋和咬邊情況等.

4.5主要安裝方案

4.5.1鋼柱安裝

采用鋼板凳定位方法:杯口基礎(chǔ)清理后,采取水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀對基礎(chǔ)進(jìn)行標(biāo)高測量、軸線測量.用鋼卷尺對鋼柱實物進(jìn)行測量其長度(以牛腿處柱腳為準(zhǔn)).以上基礎(chǔ)標(biāo)高誤差+鋼柱實物長度誤差,得到鋼板凳的加工高度,以基礎(chǔ)的實際軸線位置作為定位銷子的位置.以上方法必須在杯口基礎(chǔ)澆灌前進(jìn)行座漿墊板埋件的施工,即土建在杯口基礎(chǔ)裝模時,制作一個錐形模件安裝于基礎(chǔ)中心.在杯口基礎(chǔ)拆模后,通過二次座漿把埋件放于杯口基礎(chǔ),通過座漿墊板調(diào)整高度與水平度及定位銷軸線位置.

4.5.2吊車梁安裝

依據(jù)吊裝柱子的中心線在每根柱子的牛腿面彈出吊車梁的中心線,在吊梁中心線上設(shè)置兩點,然后用鋼尺和彈簧稱校核并列兩根吊車梁的中心線間距(軌距).根據(jù)柱肩梁上的螺栓孔,測出兩根吊車梁對齊面的軸線,用鋼尺測出兩軸線間距是否與吊車梁的安裝長度相符.待柱子、柱間支撐安裝完畢,可將吊車梁吊裝到位,臨時固定,底部用螺栓與柱子連接,頂部用L100×8的角鋼與柱子臨時焊接,吊車梁安裝時,應(yīng)根據(jù)柱肩梁上的行車梁中心線和軸線進(jìn)行擺放.長度小于18m的吊車梁采用兩個吊點捆綁,大于18m吊車梁采用4個吊點綁扎,36m吊車梁利用150t或80t吊機(jī)吊裝就位.

4.5.3屋架安裝

1)屋架扶直與就位

屋架扶直時起重機(jī)的吊鉤應(yīng)對準(zhǔn)屋架中心,左右兩邊的纜風(fēng)繩應(yīng)對稱,吊索與水平的夾角要在45°.吊索應(yīng)使其受力均勻,以避免屋架在扶直過程中產(chǎn)生扭曲應(yīng)力.鋼屋架扶直后,應(yīng)在兩側(cè)采用鋼管或毛竹對夾屋架腹桿進(jìn)行臨時加固,以增強(qiáng)屋架縱向剛度,保證其吊裝過程不變形.緊接進(jìn)行吊裝就位.在吊裝時考慮到屋架的安裝順序和兩端方向,用安裝螺栓與廠房柱連接,以保持屋架的穩(wěn)定.屋架的綁扎點選在上弦的節(jié)點處,且采用4個吊點左右對稱,高于屋架的重心,使屋架起吊后能基本保持水平,不搖晃不傾翻.在屋架的兩端拉設(shè)穩(wěn)繩,吊裝時由兩名工人拉緊熘繩,以便于控制屋架轉(zhuǎn)動.

2)屋架的吊裝就位和臨時固定

在屋架吊裝前使用經(jīng)緯儀和卡尺在柱頂測出定位軸線,檢查相應(yīng)柱頭的間距和屋架的幾何尺寸.屋架吊起離地面300mm左右時,將屋架轉(zhuǎn)吊裝位置的下方,再將屋架提升到柱上方500mm左右,然后將屋架緩緩降安裝位置進(jìn)行對位作業(yè).吊機(jī)選用150t或80t履帶吊.一榀屋架的臨時固定應(yīng)準(zhǔn)確可靠,采用每側(cè)兩根直徑11mm的鋼絲繩從兩邊拉牢的方法進(jìn)行.第二榀屋架的臨時固定用工具式水平支撐與一榀屋架連接,以后各屋架與前一榀屋架采用相同方法連接.每榀屋架一邊少有兩個工具式水平支撐.后續(xù)各屋架的位置和垂直度通過這些工具式支撐進(jìn)行調(diào)整.每相鄰兩榀屋架吊裝就位,經(jīng)校正滿足設(shè)計和規(guī)范要求并與柱頂按設(shè)計要求固定后,及時將屋架支撐系統(tǒng)桿件安裝到位,使之成為一個相對獨立的單元,取下工具式支撐,安裝屋面檀條.

3)屋架固定

屋架兩端與廠房柱的固定,上弦采用支托板焊接加久螺栓的連接方法,下弦采用焊接的方法.支托板與屋架上弦端板的頂緊面必須保證有2/3以上接觸面.安裝螺栓孔不能任意用氣割擴(kuò)孔,久性螺栓不得墊2個以上的墊圈,螺栓外露絲扣長度不少于2~3扣.[1]

4.5.4高強(qiáng)螺栓的保管與緊固

1)高強(qiáng)螺栓的保管:高強(qiáng)螺栓在使用時應(yīng)輕裝、輕卸,防止損壞螺紋.高強(qiáng)螺栓應(yīng)按包裝箱上注明的批號、規(guī)格分類保管,室內(nèi)存放.堆放不宜過高.使用時應(yīng)防止生銹和污染臟物.高強(qiáng)螺栓在安裝使用前嚴(yán)禁任意開箱.當(dāng)天剩余的螺栓必須妥善保管,不得亂扔、亂放.安裝時不得將螺栓強(qiáng)行打入,防止損壞螺紋,扭矩系數(shù)發(fā)生變化.

2)高強(qiáng)螺栓的緊固:本工程所有柱、梁及支撐連接采用中國標(biāo)準(zhǔn)的鋼結(jié)構(gòu)用10.9級扭剪型高強(qiáng)螺栓,單軌吊車梁的連接采用普通螺栓.扭剪型高強(qiáng)螺栓的擰緊一般節(jié)點分為初擰、終擰.對于大型節(jié)點應(yīng)分為初擰、復(fù)擰、終擰.初擰及復(fù)擰后的高強(qiáng)螺栓在螺母上涂黃色油漆然后用扳手進(jìn)行終擰打掉梅花頭.要求外露一個絲牙.高強(qiáng)螺栓在初擰、復(fù)擰和終擰時,應(yīng)按照由中央順序向兩側(cè)對稱施擰.初擰、復(fù)擰及終擰應(yīng)在同內(nèi)完成.[2]

5施工設(shè)施

5.1結(jié)構(gòu)安裝設(shè)施

結(jié)構(gòu)安裝時人員上下采用鋼爬梯,鋼柱安裝前在地面提前安裝臨時爬梯.直爬梯制作考慮標(biāo)準(zhǔn)化,每節(jié)爬梯長度5m,寬度400mm,用-40×4扁鋼和Φ12圓鋼制作,圓鋼和扁鋼打孔塞焊,踏步高度300mm,爬梯之間連接可使用螺栓連接,即在爬梯兩端的扁鋼上分別打兩個Φ18mm的孔,用M16螺栓把兩節(jié)爬梯連接起來.爬梯安裝在柱子的小面上,以免影響鋼梁的安裝.爬梯與鋼柱固定方法:爬梯上端以柱箍形式與鋼柱固定,柱箍用∠63×6角鋼和Φ16對拉螺栓制作,柱箍與鋼柱之間夾墊4mm厚橡膠墊,爬梯與柱箍用螺栓連接,爬梯與鋼柱間留出100mm距離爬梯詳圖及安裝方法附圖.為了方便人員的上下,廠房的正式樓梯應(yīng)及時進(jìn)行安裝.

5.2構(gòu)件安裝平臺

鋼梁及支撐安裝時,在節(jié)點位置應(yīng)搭設(shè)操作平臺,在每個梁柱結(jié)點處和兩柱相接處均需安裝操作平臺,操作平臺由柱箍、腳手板和防護(hù)欄桿組成,柱箍用∠63×6角鋼和Φ20對拉螺栓制作,柱箍與鋼柱之間夾墊4mm厚橡膠墊,角鋼及螺栓的長度應(yīng)根據(jù)鋼柱截面尺寸加工,角鋼應(yīng)從柱邊伸出800mm,以便于鋪設(shè)腳手板和留出人員上下空隙.每個操作平臺設(shè)兩組柱箍、4塊腳手板,四面安裝圍護(hù)欄桿,腳手板與柱箍的角鋼綁扎牢固,與鋼柱留出500mm空隙,便于施工人員上下并按規(guī)程搭設(shè)安全防護(hù)圍欄,操作平臺應(yīng)在鋼柱安裝前進(jìn)行安裝.

5.3人員水平行走

安裝人員在各層水平行走時,應(yīng)在通道中通行.通道采用腳手板鋪設(shè),利用腳手管搭設(shè)水平防護(hù)欄桿.

6安全設(shè)施

6.1防人員墜落設(shè)施

防人員墜落主要從以下幾個方面考慮:1)人員爬鋼梯時,采用墜落自鎖裝置,解決鋼爬梯無保護(hù)的問題.自鎖裝置使用時應(yīng)注意不能裝反.人員爬行時,自鎖裝置應(yīng)始終在人員的上方.2)安裝鋼梁及支撐時,由于通道暫不能搭設(shè),因此安裝同鋼柱連接的鋼梁時,人員站在操作平臺上,安全帶掛在防護(hù)欄桿上.安裝同主梁連接的鋼梁及支撐時,主鋼梁部位掛安全防護(hù)繩,人員將安全帶掛在防護(hù)繩上行走.當(dāng)主梁安裝完成后應(yīng)及時掛設(shè)安全網(wǎng),并在結(jié)構(gòu)外側(cè)搭設(shè)挑網(wǎng).

6.2防物體墜落設(shè)施

安裝使用的工具,如扭矩扳手、過沖、扳手、撬棍、角磨機(jī)等應(yīng)采用安全保護(hù)繩,防止墜落.使用的螺栓墊片等應(yīng)放入工具袋.

7施工體會

1)基礎(chǔ)的正確交安是關(guān)鍵的一項,只有交安準(zhǔn)確才能保證結(jié)構(gòu)安裝的正確性.

2)安裝鋼柱時采用鋼板凳定位銷法與常規(guī)的預(yù)埋件、墊板安裝法對比,具有簡便易行、降低人工、機(jī)械成本以及工人的勞動強(qiáng)度、提高安全系數(shù)和工作效率等優(yōu)點.

3)結(jié)構(gòu)安裝施工前還應(yīng)重點考慮設(shè)備的供貨、儲存、碼放等,只有合理安排組織構(gòu)件的順序,才能保證安裝的順利進(jìn)行.

4)對于高強(qiáng)螺栓施工,初擰順序及緊固力大小對螺栓緊固的均勻性有很大影響.通過對稱初擰使構(gòu)件連接板層密貼程度提高,保證各螺栓均勻受力,摩擦面性能得到充分利用,節(jié)點承載力提高.

5)施工安全設(shè)施的準(zhǔn)備是安裝順利進(jìn)行的保證.