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Rexroth R911341158 

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Rexroth KS50-113-0000E-000 温控器

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mts RHM0880MP101S1G8100 位移传感器

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超声波具有以下四个基本特性[1]:一,束射特性。超声波波长短,可以集中成一束射线;第二,吸收特性。超声波在空气、液体和固体中均会被吸收。空气中的吸收烈,固体中的吸收微弱;第三,高功率。由于频率高,超声波的功率比声波大得多,它不仅能使所作用的介质产生急速运动,甚会破坏其分子结构;第四,声压作用。声波振动使物质分子产生压缩和稀疏作用,这种由于声波振动引起的附加压力现象叫声压作用。超声波在提取冶金过程中应用的主要是功率超声。功率超声可以强化冶金过程的原因是:溶液中存在有溶解的一些气体,在超声波的作用下形成所谓的空化现象,当这些微小的气泡破裂时,产生瞬间的高温(>5000K)高压(>5×107Pa),形成所谓的“热点”,对化学反应起到非常明显的加速作用,同时高能超声形成的大量空化气泡在超过一定值的声压下发生崩溃并产生激波,将已结晶长大的晶粒打碎,使晶粒得到细化。另一方面超声波使液体出现湍流的力学特性,降低扩散阻力,同时对破坏边界层,加速传质、传热,促进微细颗粒的弥散起到了关键作用[2]。超声振动的高能量及其它的特殊效应,还可大地提高振动对凝固的作用效果[3]。超声波在液体中传播时,液体分子受到周期性交变声场的作用,产生声空化、声流效应及力学机制,引起熔体中流动场、压力场和温度场的变化,从而产生一些特殊的效果。在高温操作中,高功率超声波可用于熔体金属的迅速脱气[4]。实际上超声波对于任何中等粘度的液体的脱气几乎都适用[3]。在含水系统中脱气效果特别迅速,它能除去溶解的任何气体,使水溶液中的气体降到很低的水平。超声波脱气对于要求迅速和受控制的除去系统中气体的场合,会得到很好的效果。根据上述机理,超声波可改善熔融液在冷却凝固时的流动性,能够提供有效的结晶体,从而也可改善金属熔体的质量。

2超声波在冶金中的主要应用

2.1强化浸出过程

李俊[5]论述了湿法冶金过程中常见的三种浸出情况,并对超声波用于硫酸浸出氧化铜的过程进行了探讨。在浸出过程中施加超声影响的实践中,引用奥罗夫(Orlov)做了带超声波和不带超声波机械搅拌硫酸浸出氧化铜的对比研究,结果表明,达到相同的浸出率时,不用超声的浸出时间约为用超声的浸出时间的12倍。K.SarveswaraRao等[6]作了相关的试验研究,结果表明,超声波对从氧化铜矿石中的氨浸有着正的效应。在温度298K、粒度-300～+150μm,氨浓度2.0mol/L,含固量10g/L的条件下,超声波可使铜浸出率从70%提高到90%。与机械搅拌浸出相比,使用超声波可使浸出时间缩短近5/6,同时也使试剂消耗减少。对于相同的颗粒矿石,超声波不仅强化了浸出速率,也提高了铜的浸出率。结果还表明,在其它条件相同时,间歇式超声波(脉冲超声波)的效果优于连续式超声波。范兴祥[7,8]等人研究超声波强化草酸浸出氧化锌精矿过程。在试验条件下,用超声波辐射浸出氧化锌精矿同机械搅拌相比,浸出率有很大的提高。机械搅拌20min,氧化锌精矿浸出率仅58.12%,超声波辐射20min,浸出率则达90.24%,提高了32.12%;锌浸出率随辐射时间延长而提高;超声波辐射强度提高,辐射时间一定时,浸出率提高,浸出率相同时,浸出时间缩短。刘彬等人[9]引入超声处理技术强化铁盐浸出黄铜矿这一新颖研究方法。在相同浸出条件下,用超声波处理后,铜的浸出率提高,平均提高幅度在5%～10%,不但有效地缩短浸出反应时间,而且显著的提高铜的浸出率。赵文焕[10]等利用超声波进行银精矿中金银的氰化浸出小型试验和扩大试验,结果表明超声波浸出法具有金银浸出率高、浸出时间短、单耗低等优点,在佳试验条件下,金银浸出率分别为97%～99%和95%～96%,浸出时间只是常规氰化浸出时间的1/2,单耗降低10kg/t。王少芬[11]等人将超声波在硫化矿发电浸出过程中的应用进行了一定程度的研究。为了强化发电浸出过程,有效地提高输出电流、电压及金属离子的浸出率,将超声波引入到硫化矿与二氧化锰的同时发电浸出过程。在实验条件下,每次启动超声装置20min,直浸出约10h。在超声场作用下,输出电流和电压都有明显上升,采用超声强化比未强化处理的浸出液,由于硫化矿浸出电极在超声条件下的极化程度减弱,获得了更大的输出电流和输出电压,从而获得了更高的浸出率。K.M.Swamy等[12]研究了在有超声和无超声的情况下,用尼日尔黑曲酶属菌种浸出印度奥里萨帮红土矿。在佳工艺参数,如孢子浓度,葡萄糖用量,矿浆浓度,超声波降解时间条件下,无超声波时,浸出20d,镍的浸出率为92%;用43kHz,1.5W/cm2超声处理30min后,在孢子浓度为106个/mL和葡萄糖浓度为2%条件下浸出14d,镍的浸出率高达95%。并且在超声波作用下,镍的浸出效果比铁的浸出效果好。

2.2提高单元操作速率

严伟[13]等人主要介绍了超声波在协助萃取领域内的发展和应用情况。在相同传质领域里,用超声波强化多的是液固萃取。高频和低频都能强化萃取,但低频时达到同样的强化程度小于高频。超声波产生的脉动和控制的空化作用可以大大增加湍流强度及相接触面积,从而强化传质。BatricPesic[14]等在用Kelex100溶剂萃取镓并用超声波处理人工合成溶液和工厂的实际溶液时发现,超声波的作用使镓的萃取速率提高了15倍,所采用的超声波频率为20kHz,声强为19W/cm2。试验发现,在超声波作用下,温度对镓的萃取速率没有影响,而通常的萃取过程中,温度升高对提高萃取速率是有利的。赵洪力[15]采用自行设计的实验装置进行了用超声波技术处理含“薄膜铁”天然硅砂的试验,结果证明,在处理10min时,除铁率一般可达46%～70%,与同样条件下机械擦洗相比高出15%～45%;处理时间只需1～5min即可达到机械擦洗10～15min所达到的效果,处理时间可缩短2/3以上。Romanteen[16]等研究了在600～800℃范围内CO还原PbO的动力学。当声压升15.8Pa,600℃时,PbO的还原速率增加了15%～25%,升800℃时还原速率增加了2倍;同时还发现声波频率<6.6kHz时对PbO的还原速率没有影响。

2.3在复合材料制备中的应用

冯海阔[2]等人讨论了超声波在颗粒增强金属基复合材料制备过程中的应用。超声波在此过程中的主要作用,是改善颗粒与合金液润湿性及颗粒分散的均匀性。通过总结超声分离技术的机理及研究现状,提出一种很有发展潜力的采用超声分离技术制备颗粒增强金属基表面复合材料的新方法。王俊等[17]采用高能超声复合法制备了致密度高、增强颗粒均匀分散的SiC颗粒/ZA22复合材料,其内部没有气孔或颗粒偏聚等缺陷。认为在试验所用高能超声处理条件下,熔液中产生的瞬时局部高温、高压的声空化效应与具有高的速度和加速度的声流效应的协同作用,是改善增强颗粒与基体合金润湿性、并使颗粒在合金中均匀弥散分布的主要原因。潘进等[18]用功率超声波施加于金属熔体中,可以在极短时间内实现纤维与金属的复合,制备出了高性能复合材料。液态金属在超声作用下能渗入颗粒预制件中或与颗粒均匀混合。超声浸镀可以实现钢丝镀锌、镀铝。方孝春[19]结合超声波理论和作用及高速电镀理论,对铁基粉末冶金件镀镍的传统工艺与新工艺进行了试验对比。经过超声波清洗的镀件基体与镍层结合力明显提高;封孔处理可降低镀层孔隙,耐蚀性能提高;镀层封闭剂R处理后可有效填充和封闭镀层孔隙,阻挡腐蚀电池的产生,从而提高单层镀镍层的防护性能和品质。

2.4细化晶粒

孟丽华[20]研究了超声波处理时间对工业纯铝铸锭结晶组织的影响,分析了超声波对工业纯铝结晶组织影响的原因。研究结果表明,采用超声波方法处理熔体后,铸锭的细化率大幅度提高,可使整个铸锭断面均为微细化的等轴晶组织,过剩的超声波振动将导致铸锭细化率的下降。该实验从某种意义上证明了超声波振动的细化效果是来自于动态形核机制。胡松青[21]在熔融金属的冷却过程中导入超声波获得了较小的晶粒,并且在超声波的作用下,形成的晶核进入振动状态,从而加速生长过程。对碳钢的超声处理表明,它可使晶粒尺度从200μm减少到25～30μm,碳钢的延展性增加30%～40%,机械强度提高20%～30%。对金属锌冷却结晶的研究表明,超声处理可使其临界切变应力强度提高80%,而且,在频率为25kHz、强度为50W/cm2的超声波作用下,金属锌的晶形由圆柱形改变成均匀的六角形。Gomes等[22]认为,在NaOH溶液中,用超声波处理铝土矿可以提高微扰作用和提高矿石颗粒的溶解速率,然后再用超声波处理溶液,可使溶液中的固体颗粒沉降分离速度加快;用超声波处理加晶种的铝酸钠溶液可以提高分解速率和使晶体生长更均匀。赵忠兴[23]在铸造合金中导入超声波,并通过硬脂酸和丁二腈在凝固时施加超声波。结果认为:其周期性的空化和搅拌作用,使合金液的温度和成分均匀化,细化了铸造组织,减轻了铸造合金的宏观偏析倾向,提高了铸造组织的均匀性。他们还研究了超声波对铝合金结晶过程的影响[24],结果表明:对铝合金液施加超声波,以底部导入超声波为好,可避免氧化夹杂的生成;超声波施加于铝合金液,可使其显微组织明显细化;超声波在金属液内传导过程中,其声强度随传导距离的增加而衰减。

2.5超声脱气、去夹杂技术

用高声强的超声波处理液体可以明显减少液体中溶解的气体量[2]。该作用已经被用于熔融金属液的脱气过程,成为超声脱气技术。鲁曼里、艾斯玛赫和玻依奇[25]用超声波处理了含5%～7%镁的铝镁合金,结果表明,超声波对熔融金属中排出气体的作用很大。超声弹性振动在几分钟内可以使合金*去气。白晓清[26]等研究了超声波对流动液体中夹杂物去除效果的实验,无超声波作用下,夹杂物会自然上浮液体表面并且仅有少量的夹杂物粘附于容器的壁面和底部;在超声波作用下,夹杂物因凝聚在短时间内容易上浮液体表面或粘附于容器的壁面和底部。在1.5s和30s时,可以明显观察到有超声波作用的液体更为清澈。SarukhanovR.G[27]等研究了在频率44kHz、振幅1μm的超声波作用下锡的结晶净化过程,结果表明,超声波改善了杂质元素的分离效果,使Cu、Au、Cr、Ni在锡中的分配系数降低了25%～45%,从而达到使锡精炼的目的。

2.6超声无损检测(NDT)技术

陈革等[28]针对粉末冶金(PM)零件在制备过程中不可避免存在的缺陷(气孔或裂纹),采用NDT技术对其进行了初步研究。结果表明,超声无损检测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数量和状态。散射波不明显时,说明材料的孔隙很小,可能小于超声波的波长;散射信号杂乱且增强时,说明材料孔隙较多。但散射波与孔隙之间的量的对应关系,因所受影响因素众多,只能大概反映孔隙的状况。超声无损检测中声速和材料中的孔隙率有一定的线性关系,声速的减小代表了材料孔隙的增多,同时在一定程度上也反映了材料的性能。因此,可以用超声无损检测技术来评价PM材料的某些性能。从而达到对该类零件实现非破坏性的快速、全面检测的目的。李军[29]对不锈钢复合钢板超声波检测方法进行了阐述。在检测不锈钢复合钢板时,通常选用单晶直探头局部水浸法从复板一侧按照扫查灵敏度进行检测,一旦发现缺陷波的信号,先将其圈住,再用单晶直探头的直接接触法准确划出缺陷的边界(确定边界用缺陷波全波消失法),并按照生产合同技术要求的相关标准,对缺陷是否可以修复做出准确评判。

3结论

(1)超声波对许多冶金过程确实能起到有效的强化作用。从实际应用的角度来看,现在的超声波设备普遍存在功率小的问题,不能*工业化生产的要求,尽快研究出大功率超声波设备是解决应用问题的当务之急。随着科技的进步,可以相信在不久的将来,功率超声在强化冶金过程、复合材料的制备、细化晶粒,脱气去杂质,检测等方面的应用将越来越广阔,发挥越来越重要的作用。

(2)超声波会导致固体和液体出现“空化现象”。虽然对生物体来说,产生瞬态空化作用时,靠近爆炸气泡附近的细胞会受到损伤,但一般说来,在人体内大多数器官和生物流体中,损伤少量细胞不会对人体产生危害。

(3)超声波在我国冶金工业中的应用发展迅速,一方面得益于技术本身的不断完善,另一方面有超声波设备生产厂家的支撑,比如深圳市科工达超声设备有限公司、深圳市时代超声设备有限公司、宁波海曙金达超声设备有限公司、北京超声波明和公司等大型制造厂商,都以生产冶金行业超声波设备为主。

对于大型冶金工业厂房,钢结构近期兴建的项目较多,规模越来越大.由于大型钢结构厂房历史不长,钢结构安装的施工技术并非十分成熟,在大规模工程实践过程中,广大工程技术人员遇到诸多技术问题,急待钢结构专业研究人员去解决;可见结合大型的工业厂房钢结构安装进行施工技术的研究是十分必要的,同时对今后的工程实践也是极有意义的.本文将以广东省韶关钢铁集团有限公司(以下简称“韶钢”)大转炉主厂房钢结构安装施工为例进行研究.

2工程概况

大转炉工程位于韶钢三轧厂和炼轧厂以北、热电厂第三热电站以东,占地面积约22万m2,建筑面积约11万m2;建筑工程主要包括新建的炼钢和连铸车间主厂房、生产辅助建筑.其中主厂房共九跨,由水渣跨、干渣跨、脱硫跨、加料跨、钢水接收跨、连铸浇铸跨、切割跨、出坯跨组成,建筑面积70000多m2.上部采用全钢结构,总重约1?9万.t其中,柱子为二阶或三阶格构式钢柱,上段为工字形截面,柱脚形式均为杯口插入式柱脚.上柱为单根焊接H型钢,截面尺寸A列1500×700,重14?5t/根,长25?895m;B列截面尺寸2750×800,重22?05t/根,长27?850m.对于E、F列非塔楼立柱和C、D、G列各柱,重量基本在36~55t之间,基本上分二段制作,分段位置设置在一阶牛腿面上,分段制作的柱子均在吊装前进行预拼,满足相应质量要求.

3吊装方案的选定

根据实际情况,如何经济、高效地完成主厂房结构的安装是主要的问题.而这一主要问题的关键是吊装机械的选用及布置.根据工程特征,主吊机械选用2台150t履带吊和1台120t汽车吊,其中150t履带吊负责加料跨、炉子跨、钢水接收跨、连铸跨的吊装,120t汽车吊负责出坯跨,切割跨、脱硫跨、干渣跨、水渣跨的安装和附属钢结构的安装,辅助机械选用2台50吊机和1台45t吊负责构件倒运、拼装.施工准备涵盖的内容较多,基础的正确交安是关键的一项,只有交安准确才能保证结构安装的正确性.另外要考虑结构制作与基础施工的偏差,并考虑结构制作的温度影响,在基交安时一同消除.结构安装施工前还应重点考虑设备的供货、储存、码放等.只有合理安排组织构件的顺序,才能保证安装的顺利进行.大转炉工程由于施工场地较宽阔,设备单独储存在设备堆放场,采用二次倒运进行安装,保证了施工现场的整洁.高强螺栓的管理应重点对待,应有计划有制度的进行管理.现场储存场地应重点考虑,特别是在多雨潮湿的韶关地区,应特别重视.施工安全设施的准备是安装顺利进行的保证,在充分了解图纸的前提下经济合理地准备好如下工作.

4钢结构安装施工

4.1安装程序

4.2编制构件吊装顺序表

按照结构制造的安装图的构件编号及结构的安装顺序编制吊装顺序表.

4.3构件的合理码放管理

为便于结构构件的安装,构件进厂后应进行合理的堆放.原则为:现场急需安装的应直接堆放到现场,按照吊装顺序先吊装的码放在上头,后吊装的码放在下头.不急于吊装的构件暂时存放在现场外.堆放时应注意柱梁分开并按照轴线分类码放.存放场地应设专人进行管理,并按供货要求和供货清单进行清点,资料存档.构件堆放时H型构件应立放,不得平放.每个构件的支点不得少于两个,支点的位置宜在构件端部1/7跨处,叠放时不得超过3层并用木方正确的分层垫好垫平,支点应上下对齐.

4.4安装说明

4.4.1垫铁加工

垫铁采用不同厚度的钢板加工,12mm及以下钢板采用切板机下料,较厚的钢板采用半自动切割机切割,切割后采用角磨砂轮将毛边磨平.

4.4.2划线校验

按图对柱子进行编号,并标明标高及前后方向.将柱子平放在组合平台上,根据图纸尺寸校验柱子外形尺寸;检验柱面与断面的垂直度.对柱子进行外观检查,应无裂纹、分层、撞伤等缺陷;节点接合面无严重锈蚀、油漆、油污等杂物;焊缝外观检查无裂纹和咬边情况等.

4.5主要安装方案

4.5.1钢柱安装

采用钢板凳定位方法:杯口基础清理后,采取水准仪、经纬仪对基础进行标高测量、轴线测量.用钢卷尺对钢柱实物进行测量其长度(以牛腿处柱脚为准).以上基础标高误差+钢柱实物长度误差,得到钢板凳的加工高度,以基础的实际轴线位置作为定位销子的位置.以上方法必须在杯口基础浇灌前进行座浆垫板埋件的施工,即土建在杯口基础装模时,制作一个锥形模件安装于基础中心.在杯口基础拆模后,通过二次座浆把埋件放于杯口基础,通过座浆垫板调整高度与水平度及定位销轴线位置.

4.5.2吊车梁安装

依据吊装柱子的中心线在每根柱子的牛腿面弹出吊车梁的中心线,在吊梁中心线上设置两点,然后用钢尺和弹簧称校核并列两根吊车梁的中心线间距(轨距).根据柱肩梁上的螺栓孔,测出两根吊车梁对齐面的轴线,用钢尺测出两轴线间距是否与吊车梁的安装长度相符.待柱子、柱间支撑安装完毕,可将吊车梁吊装到位,临时固定,底部用螺栓与柱子连接,顶部用L100×8的角钢与柱子临时焊接,吊车梁安装时,应根据柱肩梁上的行车梁中心线和轴线进行摆放.长度小于18m的吊车梁采用两个吊点捆绑,大于18m吊车梁采用4个吊点绑扎,36m吊车梁利用150t或80t吊机吊装就位.

4.5.3屋架安装

1)屋架扶直与就位

屋架扶直时起重机的吊钩应对准屋架中心,左右两边的缆风绳应对称,吊索与水平的夹角要在45°.吊索应使其受力均匀,以避免屋架在扶直过程中产生扭曲应力.钢屋架扶直后,应在两侧采用钢管或毛竹对夹屋架腹杆进行临时加固,以增强屋架纵向刚度,保证其吊装过程不变形.紧接进行吊装就位.在吊装时考虑到屋架的安装顺序和两端方向,用安装螺栓与厂房柱连接,以保持屋架的稳定.屋架的绑扎点选在上弦的节点处,且采用4个吊点左右对称,高于屋架的重心,使屋架起吊后能基本保持水平,不摇晃不倾翻.在屋架的两端拉设稳绳,吊装时由两名工人拉紧熘绳,以便于控制屋架转动.

2)屋架的吊装就位和临时固定

在屋架吊装前使用经纬仪和卡尺在柱顶测出定位轴线,检查相应柱头的间距和屋架的几何尺寸.屋架吊起离地面300mm左右时,将屋架转吊装位置的下方,再将屋架提升到柱上方500mm左右,然后将屋架缓缓降安装位置进行对位作业.吊机选用150t或80t履带吊.一榀屋架的临时固定应准确可靠,采用每侧两根直径11mm的钢丝绳从两边拉牢的方法进行.第二榀屋架的临时固定用工具式水平支撑与一榀屋架连接,以后各屋架与前一榀屋架采用相同方法连接.每榀屋架一边少有两个工具式水平支撑.后续各屋架的位置和垂直度通过这些工具式支撑进行调整.每相邻两榀屋架吊装就位,经校正满足设计和规范要求并与柱顶按设计要求固定后,及时将屋架支撑系统杆件安装到位,使之成为一个相对独立的单元,取下工具式支撑,安装屋面檀条.

3)屋架固定

屋架两端与厂房柱的固定,上弦采用支托板焊接加久螺栓的连接方法,下弦采用焊接的方法.支托板与屋架上弦端板的顶紧面必须保证有2/3以上接触面.安装螺栓孔不能任意用气割扩孔,久性螺栓不得垫2个以上的垫圈,螺栓外露丝扣长度不少于2~3扣.[1]

4.5.4高强螺栓的保管与紧固

1)高强螺栓的保管:高强螺栓在使用时应轻装、轻卸,防止损坏螺纹.高强螺栓应按包装箱上注明的批号、规格分类保管,室内存放.堆放不宜过高.使用时应防止生锈和污染脏物.高强螺栓在安装使用前严禁任意开箱.当天剩余的螺栓必须妥善保管,不得乱扔、乱放.安装时不得将螺栓强行打入,防止损坏螺纹,扭矩系数发生变化.

2)高强螺栓的紧固:本工程所有柱、梁及支撑连接采用中国标准的钢结构用10.9级扭剪型高强螺栓,单轨吊车梁的连接采用普通螺栓.扭剪型高强螺栓的拧紧一般节点分为初拧、终拧.对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧.初拧及复拧后的高强螺栓在螺母上涂黄色油漆然后用扳手进行终拧打掉梅花头.要求外露一个丝牙.高强螺栓在初拧、复拧和终拧时,应按照由中央顺序向两侧对称施拧.初拧、复拧及终拧应在同内完成.[2]

5施工设施

5.1结构安装设施

结构安装时人员上下采用钢爬梯,钢柱安装前在地面提前安装临时爬梯.直爬梯制作考虑标准化,每节爬梯长度5m,宽度400mm,用-40×4扁钢和Φ12圆钢制作,圆钢和扁钢打孔塞焊,踏步高度300mm,爬梯之间连接可使用螺栓连接,即在爬梯两端的扁钢上分别打两个Φ18mm的孔,用M16螺栓把两节爬梯连接起来.爬梯安装在柱子的小面上,以免影响钢梁的安装.爬梯与钢柱固定方法:爬梯上端以柱箍形式与钢柱固定,柱箍用∠63×6角钢和Φ16对拉螺栓制作,柱箍与钢柱之间夹垫4mm厚橡胶垫,爬梯与柱箍用螺栓连接,爬梯与钢柱间留出100mm距离爬梯详图及安装方法附图.为了方便人员的上下,厂房的正式楼梯应及时进行安装.

5.2构件安装平台

钢梁及支撑安装时,在节点位置应搭设操作平台,在每个梁柱结点处和两柱相接处均需安装操作平台,操作平台由柱箍、脚手板和防护栏杆组成,柱箍用∠63×6角钢和Φ20对拉螺栓制作,柱箍与钢柱之间夹垫4mm厚橡胶垫,角钢及螺栓的长度应根据钢柱截面尺寸加工,角钢应从柱边伸出800mm,以便于铺设脚手板和留出人员上下空隙.每个操作平台设两组柱箍、4块脚手板,四面安装围护栏杆,脚手板与柱箍的角钢绑扎牢固,与钢柱留出500mm空隙,便于施工人员上下并按规程搭设安全防护围栏,操作平台应在钢柱安装前进行安装.

5.3人员水平行走

安装人员在各层水平行走时,应在通道中通行.通道采用脚手板铺设,利用脚手管搭设水平防护栏杆.

6安全设施

6.1防人员坠落设施

防人员坠落主要从以下几个方面考虑:1)人员爬钢梯时,采用坠落自锁装置,解决钢爬梯无保护的问题.自锁装置使用时应注意不能装反.人员爬行时,自锁装置应始终在人员的上方.2)安装钢梁及支撑时,由于通道暂不能搭设,因此安装同钢柱连接的钢梁时,人员站在操作平台上,安全带挂在防护栏杆上.安装同主梁连接的钢梁及支撑时,主钢梁部位挂安全防护绳,人员将安全带挂在防护绳上行走.当主梁安装完成后应及时挂设安全网,并在结构外侧搭设挑网.

6.2防物体坠落设施

安装使用的工具,如扭矩扳手、过冲、扳手、撬棍、角磨机等应采用安全保护绳,防止坠落.使用的螺栓垫片等应放入工具袋.

7施工体会

1)基础的正确交安是关键的一项,只有交安准确才能保证结构安装的正确性.

2)安装钢柱时采用钢板凳定位销法与常规的预埋件、垫板安装法对比,具有简便易行、降低人工、机械成本以及工人的劳动强度、提高安全系数和工作效率等优点.

3)结构安装施工前还应重点考虑设备的供货、储存、码放等,只有合理安排组织构件的顺序,才能保证安装的顺利进行.

4)对于高强螺栓施工,初拧顺序及紧固力大小对螺栓紧固的均匀性有很大影响.通过对称初拧使构件连接板层密贴程度提高,保证各螺栓均匀受力,摩擦面性能得到充分利用,节点承载力提高.

5)施工安全设施的准备是安装顺利进行的保证.

leine&linde P/N965001 SBP7-32.0-060-180-15-215-0 气动制动器

Luedecke 861108456 Part.no.75１533-02 Ser.no.386571  BIANMQ 

Luedecke SK34 卡箍

JESCO SL34 卡箍

Sensopart PN10402602/S61127-02-01 膜片

Graessner FMS30-44 UL4-60 with 30RZX 2/310-SI 光纤传感器

LEICA GRAESSNER  P210L/100/1 WA.1 

LEICA triangular bracket 

LEICA prism and its stent 

LEICA FLEXLINE PLUS TS09 

BALLUFF User manual 

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

mawomatic GmbH CAO3034 电缆

Murr APA1.AA10PC 压力传感器

MP Filtri Art.Nr.55292 接口模块

Mankenberg FHP1352SEG2M250HP01 

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

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

Nemag BW30FR-400/34 

Murr 148689+105708 

Epro MCS6-115-230/5 电源

Epro PR9268/202-000 振动传感器

mts PR9268/302-000 位移传感器

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 编码器

RUD VRS -M10 

LTN VRS -M12 环眼吊装钩

Rexroth R58W0RE151B24-031-07DX 

Turck ZDRE10 VP2-20/100XLMG24K4M 减压阀

STAR PS01VR-504-2UPN8X-H1141 压力变送器

ALLGAIER 0678-050-006756 

Graessner 72-99-0385 密封圈

Leuze P210L/100/1 WA.13 

lechler PRK18B.T2/4P-M12 感应传感器

Datalogic 502.908.30.00.00.3 喷嘴

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 位移传感器

maxon Ex AZ 16 1O/1S30N17623D 5M(16.2.53.9.09) 安全开关

moog 409510  ESCON 50/5 伺服控制器

leine&linde D661-4479C-G60HXAA4VSX2HA 

CAPTRON ART NO.01300010 

CAPTRON CML1-159-30 LED灯

BALLUFF CHT1-158D-89 接近开关

microsonic BTL7-S512-M0300-B-SA415-S32 微脉冲位移传感器

Datasensor mic-601/DD/HV/M30 

Datasensor 90ACC1883 电源

Datasensor RBP-PM80 电池组

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

Peter Hirt GmbH BC8060-433 底座/充电器

OETIKER T101F 位移传感器

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 位移传感器

Prevost PUS 815 8*12mm 15m blue 

Murr ESI 07110102 G 3/8 

Murr 296114/24V 

TELCO 340660 继电器

prominent LT-110L-TS-38-15 感应传感器

Leuze BT4A0413PPB200AA000000 

Murr RT 96M/R-1574-800-25（VAL0186325） 光开关充电

HOLEX Art.Nr.85002 

HOLEX 627330-9 螺丝刀

MIAS 627425-2 螺丝刀

MIAS 019465-4 Z 

MIAS 170007 

MIAS 030878-4+ 辊件

MIAS 038996-4 Z 3 

PFEIFFER 88281 

LENZE PKE42003-T 

baume EVS9322-ESV004 逆变器

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 流量控制阀

NextSense GmbH 95.102779.02V01 拉力计

A+R CAO3032 电缆

METAL WORK KHL510-32ETE DN15 PN40 

Rexroth 0227301201+0227301500+707303021_ 

Rexroth DREE10-6X/200YG24K31F1V 电磁阀

Rexroth PLUG-INCONNECTOR3PZ5LM12-240VSP 电磁阀

Rexroth S30A5.0 电磁阀

Rexroth VRPR-10A04950403850400 模拟放大器

Turck VSBN-10A-35041155038535000 柱塞泵

Turck PS01VR-504-2UPN8X-H1141 压力变送器

MP Filtri BC20-Q20-AP4X2-H1141 电容式传感器

MP Filtri STR070 3SGIM90 

norelem STR070 4SGIM90 

SOFIMA 06959-12805 

BTR TLM055CDIB-4-50 10Μ 

Powernet 130910-i-b1 插头

maxon ADC4370/24-3 充电器

OMRON Order Nr.341534 电机+减速机

Turck M/N:E3S-AT31 

norelem RSM 46-1M 插头

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 接近开关

Rexroth 46736 钳子

Rexroth 0811-404-603 比例阀

PIAB 0811-404-801 比例阀

Vishay BLH PCL.S3AV.S.AD.X 真空泵

BALLUFF AST 3P 110170 

mdexx BCS0096 

microsonic 2IL1504-1CA13-5DH1 

Leuze ZSMK0105S 电缆

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 张紧活塞

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

Watt BEG-243-555  nr.13046434 整流器

LFD V2500-0022TCW1 

Epro 4202 RS 轴承

NUM PR6423/019-030 位移传感器

BREMAS MDLU3021B000N01 

LINMOT CQ0160004 

LINMOT 0150-1523 

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

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 外壳

ILME MAO24.32 接线端子

ILME MHO24.32 接线端子

ILME MHP16.225 外壳

Leuze MHO16.32 接线端子

Murrelektronik-zy MLD510-XR2L 激光器

Murrelektronik-zy 7000-4 电缆（带插头）

Murr 7000-44621-7963000 电缆（带接头）

Murrelektronik-zy 7000-44711-7960750 电缆

Murrelektronik 7000-44 电缆（带插头）

Murrelektronik-zy 7000-29801-0000000 电源模块

Murrelektronik-zy 7000-44621-7965000 电缆

Murrelektronik 7000-5 电缆（带插头）

Murr 7000-14201-0000000 电缆/插头

Murr 7000-5 电缆/插头

Murrelektronik-zy 7000-44711-7962000 电缆/插头

Murrelektronik-zy 7000-14 电缆（带插头）

Murr 7000-44511-7960500 电缆（带插头）

Murrelektronik-zy 7000-44511-7960750 接头电缆

Murrelektronik 7000-74101-7962000 电缆（带插头）

Leuze 7000-99045-0000000 电缆/插头

Leuze CB-D15E-25000S-11GF 548522 电缆

PR electronics MLC511R30-1800 68005318 感应传感器

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 机械密封

muller E84AVTCE1524SX0 自动控制器

MW BW70.29 230V 50Hz/60Hz 50711146 计时器

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 总线模块

Murr 6652102 自动控制器

Murr 3000-36 

Murr 86041 变压器

wachendorff 21172 接口模块

GRUNDFOS WDG40S-120-ABN-G24-K1 编码器

NWT s-nr:79192006 

NWT N1526K 轴毂接头

Rexroth N1526K 轴毂接头

OSRAM R911295610 自动控制器

LENZE HTC 1000-241 高压灯

Epro EPL 10200 

Puls PR 6423/010-030 感应传感器

Epro PIC240.241C 电源

Epro PR6423/019-030 位移传感器

Epro PR6423/10R-031 位移传感器

Puls PR6424/006-130 位移传感器

Murr PIC240.241C 电源

WERMA 7000-15501-8051500 电缆/插头

mts lamp 644 300 75 LED指示灯

mts S1000 L=300m 

mts RHMS2040MS15S1B30 

VIBRO RHM1330MP101S1B1100 位移传感器

mts RE101 VMD-RE101-022-050 

mts RFM4670D70ISIB110 

LEONI RHS 2150 MP101 位置传感器

LEONI S0060-69-052L 

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Turck BL20-GW-DPV1 接口模块

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Turck BI2-EG08-AP6X-V1131 接近开关

Turck BI15R-W30-DAP6X-H1141 接近开关

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Turck RK4.4T-5/TEL 

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MGV TEG14AM73/4PLSFF1 

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Tiefenbach S2BAHM07220PVT0000S000 

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Telemecanique TS100  002335 

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Lanamatic AG 99.80.0.024.98 LED指示灯

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

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Telemecanique ZCK-J11H29 限位开关

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OMAL D153H004（DA008401S ） 球阀

CRYDOM DA008401S 气动执行器

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Princeton Lightwave RHM0840MP151S1B6100 位移传感器

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copley DRV8801AQRMJRQ1 电机驱动器

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IFM IFM PA3024 压力传感器

Telemecanique PN5004 压力传感器

Telemecanique RHK412FA76; 110VDC 感应传感器

Elcis RHN411M;  230VAC 感应传感器

M+S AF500 G97 1828 S CL R 

leine&linde BMR 250 C/3 液压马达

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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 流量控制阀

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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 

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

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超声波具有以下四个基本特性[1]:一,束射特性。超声波波长短,可以集中成一束射线;第二,吸收特性。超声波在空气、液体和固体中均会被吸收。空气中的吸收烈,固体中的吸收微弱;第三,高功率。由于频率高,超声波的功率比声波大得多,它不仅能使所作用的介质产生急速运动,甚会破坏其分子结构;第四,声压作用。声波振动使物质分子产生压缩和稀疏作用,这种由于声波振动引起的附加压力现象叫声压作用。超声波在提取冶金过程中应用的主要是功率超声。功率超声可以强化冶金过程的原因是:溶液中存在有溶解的一些气体,在超声波的作用下形成所谓的空化现象,当这些微小的气泡破裂时,产生瞬间的高温(>5000K)高压(>5×107Pa),形成所谓的“热点”,对化学反应起到非常明显的加速作用,同时高能超声形成的大量空化气泡在超过一定值的声压下发生崩溃并产生激波,将已结晶长大的晶粒打碎,使晶粒得到细化。另一方面超声波使液体出现湍流的力学特性,降低扩散阻力,同时对破坏边界层,加速传质、传热,促进微细颗粒的弥散起到了关键作用[2]。超声振动的高能量及其它的特殊效应,还可大地提高振动对凝固的作用效果[3]。超声波在液体中传播时,液体分子受到周期性交变声场的作用,产生声空化、声流效应及力学机制,引起熔体中流动场、压力场和温度场的变化,从而产生一些特殊的效果。在高温操作中,高功率超声波可用于熔体金属的迅速脱气[4]。实际上超声波对于任何中等粘度的液体的脱气几乎都适用[3]。在含水系统中脱气效果特别迅速,它能除去溶解的任何气体,使水溶液中的气体降到很低的水平。超声波脱气对于要求迅速和受控制的除去系统中气体的场合,会得到很好的效果。根据上述机理,超声波可改善熔融液在冷却凝固时的流动性,能够提供有效的结晶体,从而也可改善金属熔体的质量。

2超声波在冶金中的主要应用

2.1强化浸出过程

李俊[5]论述了湿法冶金过程中常见的三种浸出情况,并对超声波用于硫酸浸出氧化铜的过程进行了探讨。在浸出过程中施加超声影响的实践中,引用奥罗夫(Orlov)做了带超声波和不带超声波机械搅拌硫酸浸出氧化铜的对比研究,结果表明,达到相同的浸出率时,不用超声的浸出时间约为用超声的浸出时间的12倍。K.SarveswaraRao等[6]作了相关的试验研究,结果表明,超声波对从氧化铜矿石中的氨浸有着正的效应。在温度298K、粒度-300～+150μm,氨浓度2.0mol/L,含固量10g/L的条件下,超声波可使铜浸出率从70%提高到90%。与机械搅拌浸出相比,使用超声波可使浸出时间缩短近5/6,同时也使试剂消耗减少。对于相同的颗粒矿石,超声波不仅强化了浸出速率,也提高了铜的浸出率。结果还表明,在其它条件相同时,间歇式超声波(脉冲超声波)的效果优于连续式超声波。范兴祥[7,8]等人研究超声波强化草酸浸出氧化锌精矿过程。在试验条件下,用超声波辐射浸出氧化锌精矿同机械搅拌相比,浸出率有很大的提高。机械搅拌20min,氧化锌精矿浸出率仅58.12%,超声波辐射20min,浸出率则达90.24%,提高了32.12%;锌浸出率随辐射时间延长而提高;超声波辐射强度提高,辐射时间一定时,浸出率提高,浸出率相同时,浸出时间缩短。刘彬等人[9]引入超声处理技术强化铁盐浸出黄铜矿这一新颖研究方法。在相同浸出条件下,用超声波处理后,铜的浸出率提高,平均提高幅度在5%～10%,不但有效地缩短浸出反应时间,而且显著的提高铜的浸出率。赵文焕[10]等利用超声波进行银精矿中金银的氰化浸出小型试验和扩大试验,结果表明超声波浸出法具有金银浸出率高、浸出时间短、单耗低等优点,在佳试验条件下,金银浸出率分别为97%～99%和95%～96%,浸出时间只是常规氰化浸出时间的1/2,单耗降低10kg/t。王少芬[11]等人将超声波在硫化矿发电浸出过程中的应用进行了一定程度的研究。为了强化发电浸出过程,有效地提高输出电流、电压及金属离子的浸出率,将超声波引入到硫化矿与二氧化锰的同时发电浸出过程。在实验条件下,每次启动超声装置20min,直浸出约10h。在超声场作用下,输出电流和电压都有明显上升,采用超声强化比未强化处理的浸出液,由于硫化矿浸出电极在超声条件下的极化程度减弱,获得了更大的输出电流和输出电压,从而获得了更高的浸出率。K.M.Swamy等[12]研究了在有超声和无超声的情况下,用尼日尔黑曲酶属菌种浸出印度奥里萨帮红土矿。在佳工艺参数,如孢子浓度,葡萄糖用量,矿浆浓度,超声波降解时间条件下,无超声波时,浸出20d,镍的浸出率为92%;用43kHz,1.5W/cm2超声处理30min后,在孢子浓度为106个/mL和葡萄糖浓度为2%条件下浸出14d,镍的浸出率高达95%。并且在超声波作用下,镍的浸出效果比铁的浸出效果好。

2.2提高单元操作速率

严伟[13]等人主要介绍了超声波在协助萃取领域内的发展和应用情况。在相同传质领域里,用超声波强化多的是液固萃取。高频和低频都能强化萃取,但低频时达到同样的强化程度小于高频。超声波产生的脉动和控制的空化作用可以大大增加湍流强度及相接触面积,从而强化传质。BatricPesic[14]等在用Kelex100溶剂萃取镓并用超声波处理人工合成溶液和工厂的实际溶液时发现,超声波的作用使镓的萃取速率提高了15倍,所采用的超声波频率为20kHz,声强为19W/cm2。试验发现,在超声波作用下,温度对镓的萃取速率没有影响,而通常的萃取过程中,温度升高对提高萃取速率是有利的。赵洪力[15]采用自行设计的实验装置进行了用超声波技术处理含“薄膜铁”天然硅砂的试验,结果证明,在处理10min时,除铁率一般可达46%～70%,与同样条件下机械擦洗相比高出15%～45%;处理时间只需1～5min即可达到机械擦洗10～15min所达到的效果,处理时间可缩短2/3以上。Romanteen[16]等研究了在600～800℃范围内CO还原PbO的动力学。当声压升15.8Pa,600℃时,PbO的还原速率增加了15%～25%,升800℃时还原速率增加了2倍;同时还发现声波频率<6.6kHz时对PbO的还原速率没有影响。

2.3在复合材料制备中的应用

冯海阔[2]等人讨论了超声波在颗粒增强金属基复合材料制备过程中的应用。超声波在此过程中的主要作用,是改善颗粒与合金液润湿性及颗粒分散的均匀性。通过总结超声分离技术的机理及研究现状,提出一种很有发展潜力的采用超声分离技术制备颗粒增强金属基表面复合材料的新方法。王俊等[17]采用高能超声复合法制备了致密度高、增强颗粒均匀分散的SiC颗粒/ZA22复合材料,其内部没有气孔或颗粒偏聚等缺陷。认为在试验所用高能超声处理条件下,熔液中产生的瞬时局部高温、高压的声空化效应与具有高的速度和加速度的声流效应的协同作用,是改善增强颗粒与基体合金润湿性、并使颗粒在合金中均匀弥散分布的主要原因。潘进等[18]用功率超声波施加于金属熔体中,可以在极短时间内实现纤维与金属的复合,制备出了高性能复合材料。液态金属在超声作用下能渗入颗粒预制件中或与颗粒均匀混合。超声浸镀可以实现钢丝镀锌、镀铝。方孝春[19]结合超声波理论和作用及高速电镀理论,对铁基粉末冶金件镀镍的传统工艺与新工艺进行了试验对比。经过超声波清洗的镀件基体与镍层结合力明显提高;封孔处理可降低镀层孔隙,耐蚀性能提高;镀层封闭剂R处理后可有效填充和封闭镀层孔隙,阻挡腐蚀电池的产生,从而提高单层镀镍层的防护性能和品质。

2.4细化晶粒

孟丽华[20]研究了超声波处理时间对工业纯铝铸锭结晶组织的影响,分析了超声波对工业纯铝结晶组织影响的原因。研究结果表明,采用超声波方法处理熔体后,铸锭的细化率大幅度提高,可使整个铸锭断面均为微细化的等轴晶组织,过剩的超声波振动将导致铸锭细化率的下降。该实验从某种意义上证明了超声波振动的细化效果是来自于动态形核机制。胡松青[21]在熔融金属的冷却过程中导入超声波获得了较小的晶粒,并且在超声波的作用下,形成的晶核进入振动状态,从而加速生长过程。对碳钢的超声处理表明,它可使晶粒尺度从200μm减少到25～30μm,碳钢的延展性增加30%～40%,机械强度提高20%～30%。对金属锌冷却结晶的研究表明,超声处理可使其临界切变应力强度提高80%,而且,在频率为25kHz、强度为50W/cm2的超声波作用下,金属锌的晶形由圆柱形改变成均匀的六角形。Gomes等[22]认为,在NaOH溶液中,用超声波处理铝土矿可以提高微扰作用和提高矿石颗粒的溶解速率,然后再用超声波处理溶液,可使溶液中的固体颗粒沉降分离速度加快;用超声波处理加晶种的铝酸钠溶液可以提高分解速率和使晶体生长更均匀。赵忠兴[23]在铸造合金中导入超声波,并通过硬脂酸和丁二腈在凝固时施加超声波。结果认为:其周期性的空化和搅拌作用,使合金液的温度和成分均匀化,细化了铸造组织,减轻了铸造合金的宏观偏析倾向,提高了铸造组织的均匀性。他们还研究了超声波对铝合金结晶过程的影响[24],结果表明:对铝合金液施加超声波,以底部导入超声波为好,可避免氧化夹杂的生成;超声波施加于铝合金液,可使其显微组织明显细化;超声波在金属液内传导过程中,其声强度随传导距离的增加而衰减。

2.5超声脱气、去夹杂技术

用高声强的超声波处理液体可以明显减少液体中溶解的气体量[2]。该作用已经被用于熔融金属液的脱气过程,成为超声脱气技术。鲁曼里、艾斯玛赫和玻依奇[25]用超声波处理了含5%～7%镁的铝镁合金,结果表明,超声波对熔融金属中排出气体的作用很大。超声弹性振动在几分钟内可以使合金*去气。白晓清[26]等研究了超声波对流动液体中夹杂物去除效果的实验,无超声波作用下,夹杂物会自然上浮液体表面并且仅有少量的夹杂物粘附于容器的壁面和底部;在超声波作用下,夹杂物因凝聚在短时间内容易上浮液体表面或粘附于容器的壁面和底部。在1.5s和30s时,可以明显观察到有超声波作用的液体更为清澈。SarukhanovR.G[27]等研究了在频率44kHz、振幅1μm的超声波作用下锡的结晶净化过程,结果表明,超声波改善了杂质元素的分离效果,使Cu、Au、Cr、Ni在锡中的分配系数降低了25%～45%,从而达到使锡精炼的目的。

2.6超声无损检测(NDT)技术

陈革等[28]针对粉末冶金(PM)零件在制备过程中不可避免存在的缺陷(气孔或裂纹),采用NDT技术对其进行了初步研究。结果表明,超声无损检测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数量和状态。散射波不明显时,说明材料的孔隙很小,可能小于超声波的波长;散射信号杂乱且增强时,说明材料孔隙较多。但散射波与孔隙之间的量的对应关系,因所受影响因素众多,只能大概反映孔隙的状况。超声无损检测中声速和材料中的孔隙率有一定的线性关系,声速的减小代表了材料孔隙的增多,同时在一定程度上也反映了材料的性能。因此,可以用超声无损检测技术来评价PM材料的某些性能。从而达到对该类零件实现非破坏性的快速、全面检测的目的。李军[29]对不锈钢复合钢板超声波检测方法进行了阐述。在检测不锈钢复合钢板时,通常选用单晶直探头局部水浸法从复板一侧按照扫查灵敏度进行检测,一旦发现缺陷波的信号,先将其圈住,再用单晶直探头的直接接触法准确划出缺陷的边界(确定边界用缺陷波全波消失法),并按照生产合同技术要求的相关标准,对缺陷是否可以修复做出准确评判。

3结论

(1)超声波对许多冶金过程确实能起到有效的强化作用。从实际应用的角度来看,现在的超声波设备普遍存在功率小的问题,不能*工业化生产的要求,尽快研究出大功率超声波设备是解决应用问题的当务之急。随着科技的进步,可以相信在不久的将来,功率超声在强化冶金过程、复合材料的制备、细化晶粒,脱气去杂质,检测等方面的应用将越来越广阔,发挥越来越重要的作用。

(2)超声波会导致固体和液体出现“空化现象”。虽然对生物体来说,产生瞬态空化作用时,靠近爆炸气泡附近的细胞会受到损伤,但一般说来,在人体内大多数器官和生物流体中,损伤少量细胞不会对人体产生危害。

(3)超声波在我国冶金工业中的应用发展迅速,一方面得益于技术本身的不断完善,另一方面有超声波设备生产厂家的支撑,比如深圳市科工达超声设备有限公司、深圳市时代超声设备有限公司、宁波海曙金达超声设备有限公司、北京超声波明和公司等大型制造厂商,都以生产冶金行业超声波设备为主。

对于大型冶金工业厂房,钢结构近期兴建的项目较多,规模越来越大.由于大型钢结构厂房历史不长,钢结构安装的施工技术并非十分成熟,在大规模工程实践过程中,广大工程技术人员遇到诸多技术问题,急待钢结构专业研究人员去解决;可见结合大型的工业厂房钢结构安装进行施工技术的研究是十分必要的,同时对今后的工程实践也是极有意义的.本文将以广东省韶关钢铁集团有限公司(以下简称“韶钢”)大转炉主厂房钢结构安装施工为例进行研究.

2工程概况

大转炉工程位于韶钢三轧厂和炼轧厂以北、热电厂第三热电站以东,占地面积约22万m2,建筑面积约11万m2;建筑工程主要包括新建的炼钢和连铸车间主厂房、生产辅助建筑.其中主厂房共九跨,由水渣跨、干渣跨、脱硫跨、加料跨、钢水接收跨、连铸浇铸跨、切割跨、出坯跨组成,建筑面积70000多m2.上部采用全钢结构,总重约1?9万.t其中,柱子为二阶或三阶格构式钢柱,上段为工字形截面,柱脚形式均为杯口插入式柱脚.上柱为单根焊接H型钢,截面尺寸A列1500×700,重14?5t/根,长25?895m;B列截面尺寸2750×800,重22?05t/根,长27?850m.对于E、F列非塔楼立柱和C、D、G列各柱,重量基本在36~55t之间,基本上分二段制作,分段位置设置在一阶牛腿面上,分段制作的柱子均在吊装前进行预拼,满足相应质量要求.

3吊装方案的选定

根据实际情况,如何经济、高效地完成主厂房结构的安装是主要的问题.而这一主要问题的关键是吊装机械的选用及布置.根据工程特征,主吊机械选用2台150t履带吊和1台120t汽车吊,其中150t履带吊负责加料跨、炉子跨、钢水接收跨、连铸跨的吊装,120t汽车吊负责出坯跨,切割跨、脱硫跨、干渣跨、水渣跨的安装和附属钢结构的安装,辅助机械选用2台50吊机和1台45t吊负责构件倒运、拼装.施工准备涵盖的内容较多,基础的正确交安是关键的一项,只有交安准确才能保证结构安装的正确性.另外要考虑结构制作与基础施工的偏差,并考虑结构制作的温度影响,在基交安时一同消除.结构安装施工前还应重点考虑设备的供货、储存、码放等.只有合理安排组织构件的顺序,才能保证安装的顺利进行.大转炉工程由于施工场地较宽阔,设备单独储存在设备堆放场,采用二次倒运进行安装,保证了施工现场的整洁.高强螺栓的管理应重点对待,应有计划有制度的进行管理.现场储存场地应重点考虑,特别是在多雨潮湿的韶关地区,应特别重视.施工安全设施的准备是安装顺利进行的保证,在充分了解图纸的前提下经济合理地准备好如下工作.

4钢结构安装施工

4.1安装程序

4.2编制构件吊装顺序表

按照结构制造的安装图的构件编号及结构的安装顺序编制吊装顺序表.

4.3构件的合理码放管理

为便于结构构件的安装,构件进厂后应进行合理的堆放.原则为:现场急需安装的应直接堆放到现场,按照吊装顺序先吊装的码放在上头,后吊装的码放在下头.不急于吊装的构件暂时存放在现场外.堆放时应注意柱梁分开并按照轴线分类码放.存放场地应设专人进行管理,并按供货要求和供货清单进行清点,资料存档.构件堆放时H型构件应立放,不得平放.每个构件的支点不得少于两个,支点的位置宜在构件端部1/7跨处,叠放时不得超过3层并用木方正确的分层垫好垫平,支点应上下对齐.

4.4安装说明

4.4.1垫铁加工

垫铁采用不同厚度的钢板加工,12mm及以下钢板采用切板机下料,较厚的钢板采用半自动切割机切割,切割后采用角磨砂轮将毛边磨平.

4.4.2划线校验

按图对柱子进行编号,并标明标高及前后方向.将柱子平放在组合平台上,根据图纸尺寸校验柱子外形尺寸;检验柱面与断面的垂直度.对柱子进行外观检查,应无裂纹、分层、撞伤等缺陷;节点接合面无严重锈蚀、油漆、油污等杂物;焊缝外观检查无裂纹和咬边情况等.

4.5主要安装方案

4.5.1钢柱安装

采用钢板凳定位方法:杯口基础清理后,采取水准仪、经纬仪对基础进行标高测量、轴线测量.用钢卷尺对钢柱实物进行测量其长度(以牛腿处柱脚为准).以上基础标高误差+钢柱实物长度误差,得到钢板凳的加工高度,以基础的实际轴线位置作为定位销子的位置.以上方法必须在杯口基础浇灌前进行座浆垫板埋件的施工,即土建在杯口基础装模时,制作一个锥形模件安装于基础中心.在杯口基础拆模后,通过二次座浆把埋件放于杯口基础,通过座浆垫板调整高度与水平度及定位销轴线位置.

4.5.2吊车梁安装

依据吊装柱子的中心线在每根柱子的牛腿面弹出吊车梁的中心线,在吊梁中心线上设置两点,然后用钢尺和弹簧称校核并列两根吊车梁的中心线间距(轨距).根据柱肩梁上的螺栓孔,测出两根吊车梁对齐面的轴线,用钢尺测出两轴线间距是否与吊车梁的安装长度相符.待柱子、柱间支撑安装完毕,可将吊车梁吊装到位,临时固定,底部用螺栓与柱子连接,顶部用L100×8的角钢与柱子临时焊接,吊车梁安装时,应根据柱肩梁上的行车梁中心线和轴线进行摆放.长度小于18m的吊车梁采用两个吊点捆绑,大于18m吊车梁采用4个吊点绑扎,36m吊车梁利用150t或80t吊机吊装就位.

4.5.3屋架安装

1)屋架扶直与就位

屋架扶直时起重机的吊钩应对准屋架中心,左右两边的缆风绳应对称,吊索与水平的夹角要在45°.吊索应使其受力均匀,以避免屋架在扶直过程中产生扭曲应力.钢屋架扶直后,应在两侧采用钢管或毛竹对夹屋架腹杆进行临时加固,以增强屋架纵向刚度,保证其吊装过程不变形.紧接进行吊装就位.在吊装时考虑到屋架的安装顺序和两端方向,用安装螺栓与厂房柱连接,以保持屋架的稳定.屋架的绑扎点选在上弦的节点处,且采用4个吊点左右对称,高于屋架的重心,使屋架起吊后能基本保持水平,不摇晃不倾翻.在屋架的两端拉设稳绳,吊装时由两名工人拉紧熘绳,以便于控制屋架转动.

2)屋架的吊装就位和临时固定

在屋架吊装前使用经纬仪和卡尺在柱顶测出定位轴线,检查相应柱头的间距和屋架的几何尺寸.屋架吊起离地面300mm左右时,将屋架转吊装位置的下方,再将屋架提升到柱上方500mm左右,然后将屋架缓缓降安装位置进行对位作业.吊机选用150t或80t履带吊.一榀屋架的临时固定应准确可靠,采用每侧两根直径11mm的钢丝绳从两边拉牢的方法进行.第二榀屋架的临时固定用工具式水平支撑与一榀屋架连接,以后各屋架与前一榀屋架采用相同方法连接.每榀屋架一边少有两个工具式水平支撑.后续各屋架的位置和垂直度通过这些工具式支撑进行调整.每相邻两榀屋架吊装就位,经校正满足设计和规范要求并与柱顶按设计要求固定后,及时将屋架支撑系统杆件安装到位,使之成为一个相对独立的单元,取下工具式支撑,安装屋面檀条.

3)屋架固定

屋架两端与厂房柱的固定,上弦采用支托板焊接加久螺栓的连接方法,下弦采用焊接的方法.支托板与屋架上弦端板的顶紧面必须保证有2/3以上接触面.安装螺栓孔不能任意用气割扩孔,久性螺栓不得垫2个以上的垫圈,螺栓外露丝扣长度不少于2~3扣.[1]

4.5.4高强螺栓的保管与紧固

1)高强螺栓的保管:高强螺栓在使用时应轻装、轻卸,防止损坏螺纹.高强螺栓应按包装箱上注明的批号、规格分类保管,室内存放.堆放不宜过高.使用时应防止生锈和污染脏物.高强螺栓在安装使用前严禁任意开箱.当天剩余的螺栓必须妥善保管,不得乱扔、乱放.安装时不得将螺栓强行打入,防止损坏螺纹,扭矩系数发生变化.

2)高强螺栓的紧固:本工程所有柱、梁及支撑连接采用中国标准的钢结构用10.9级扭剪型高强螺栓,单轨吊车梁的连接采用普通螺栓.扭剪型高强螺栓的拧紧一般节点分为初拧、终拧.对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧.初拧及复拧后的高强螺栓在螺母上涂黄色油漆然后用扳手进行终拧打掉梅花头.要求外露一个丝牙.高强螺栓在初拧、复拧和终拧时,应按照由中央顺序向两侧对称施拧.初拧、复拧及终拧应在同内完成.[2]

5施工设施

5.1结构安装设施

结构安装时人员上下采用钢爬梯,钢柱安装前在地面提前安装临时爬梯.直爬梯制作考虑标准化,每节爬梯长度5m,宽度400mm,用-40×4扁钢和Φ12圆钢制作,圆钢和扁钢打孔塞焊,踏步高度300mm,爬梯之间连接可使用螺栓连接,即在爬梯两端的扁钢上分别打两个Φ18mm的孔,用M16螺栓把两节爬梯连接起来.爬梯安装在柱子的小面上,以免影响钢梁的安装.爬梯与钢柱固定方法:爬梯上端以柱箍形式与钢柱固定,柱箍用∠63×6角钢和Φ16对拉螺栓制作,柱箍与钢柱之间夹垫4mm厚橡胶垫,爬梯与柱箍用螺栓连接,爬梯与钢柱间留出100mm距离爬梯详图及安装方法附图.为了方便人员的上下,厂房的正式楼梯应及时进行安装.

5.2构件安装平台

钢梁及支撑安装时,在节点位置应搭设操作平台,在每个梁柱结点处和两柱相接处均需安装操作平台,操作平台由柱箍、脚手板和防护栏杆组成,柱箍用∠63×6角钢和Φ20对拉螺栓制作,柱箍与钢柱之间夹垫4mm厚橡胶垫,角钢及螺栓的长度应根据钢柱截面尺寸加工,角钢应从柱边伸出800mm,以便于铺设脚手板和留出人员上下空隙.每个操作平台设两组柱箍、4块脚手板,四面安装围护栏杆,脚手板与柱箍的角钢绑扎牢固,与钢柱留出500mm空隙,便于施工人员上下并按规程搭设安全防护围栏,操作平台应在钢柱安装前进行安装.

5.3人员水平行走

安装人员在各层水平行走时,应在通道中通行.通道采用脚手板铺设,利用脚手管搭设水平防护栏杆.

6安全设施

6.1防人员坠落设施

防人员坠落主要从以下几个方面考虑:1)人员爬钢梯时,采用坠落自锁装置,解决钢爬梯无保护的问题.自锁装置使用时应注意不能装反.人员爬行时,自锁装置应始终在人员的上方.2)安装钢梁及支撑时,由于通道暂不能搭设,因此安装同钢柱连接的钢梁时,人员站在操作平台上,安全带挂在防护栏杆上.安装同主梁连接的钢梁及支撑时,主钢梁部位挂安全防护绳,人员将安全带挂在防护绳上行走.当主梁安装完成后应及时挂设安全网,并在结构外侧搭设挑网.

6.2防物体坠落设施

安装使用的工具,如扭矩扳手、过冲、扳手、撬棍、角磨机等应采用安全保护绳,防止坠落.使用的螺栓垫片等应放入工具袋.

7施工体会

1)基础的正确交安是关键的一项,只有交安准确才能保证结构安装的正确性.

2)安装钢柱时采用钢板凳定位销法与常规的预埋件、垫板安装法对比,具有简便易行、降低人工、机械成本以及工人的劳动强度、提高安全系数和工作效率等优点.

3)结构安装施工前还应重点考虑设备的供货、储存、码放等,只有合理安排组织构件的顺序,才能保证安装的顺利进行.

4)对于高强螺栓施工,初拧顺序及紧固力大小对螺栓紧固的均匀性有很大影响.通过对称初拧使构件连接板层密贴程度提高,保证各螺栓均匀受力,摩擦面性能得到充分利用,节点承载力提高.

5)施工安全设施的准备是安装顺利进行的保证.

oskar kurth 06090-08X30 安装附件

ARON 620000050.700 扳手

Leuze AD3L03CZL14 手柄阀

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

Purex S6SD0019G020001500 

Lahti Precision 300595 

norelem BC5-5000kg-C3-A 负荷传感器

lesjofors "Tappet, Exzenter, Excentr 4435-04" 

Megatron 4486 40N 1034214 14/10/14 气弹簧

MOTOVARIO SPR18-S-100 位移传感器

norelem NMRV 050 9701033 

norelem NLM 29042-11810 减速机插座

Mayser NLM 29024-18 管接头热敏电阻

NITROGAS 3901722 感应传感器

NITROGAS KP-500-50 

NITROGAS XQ-200 轮缘

NITROGAS GR-1500 轮缘

mts XC-250 轮缘

mts LHV0200MD701S1G1100 

mts LHMRR40-M01202RO 

BIHLER LHMRR40M06002RO 

LEMO W406F-1H2D-F327-0 907-74-0711.5"A" 伺服电机

Profil SRN.M04.GLL.7GZ REDEL SP 

Luedecke YSB0617S148 00 

BALLUFF ESDM38NA 铜制管接头

OTT-JAKOB BESM18MI-POC50B-S04K 接近开关

OTT (HSK A63)95.600.073.9.2 拉力计用测头

Telemecanique 95.102.456.9.2 适配器

Comat Releco GmbH XSV-V11801TF 

BALLUFF C5-M10DX   DC24V 1.3W 中间继电器

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 编码器

Megatron 0.38DSF/ML A2S1 

IFM XKZA15  4K7-TC+ 

Rexroth TW2000 温度传感器

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

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 接近开关

SICK W2YV-AAA-R2 隔离信号调理器

IFM E3Z-LL81-M3J03 

Murr OU5044 OUF-DPKG/US 感应传感器

Telemecanique 7000-29021 电缆/插头

P+G XCSDMP79010 感应传感器

lechler SLS320/500/L/50/1  KX53566 

finder 600.130.AC 喷嘴

PR electronics CFS stretch film packing machine finder relay seat 93.01.7.024 继电器底座

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 过滤器

Murtfeldt Type:DVI-D 2000  Code:29177 

ASM T-DUPLEX 12B-20 导链器

Nadella CLMD2-AJ1A12P021000 

Nadella RKU55 输送机用辊子

Nadella C4RCL3510152 

Nadella LUBM065CS 附件

Nadella RKUR55 输送机用辊子

Turck LUBM065CD 附件

Turck P1-Li-Q25L D60MH 

Turck FCS-GL1/2A2-NA-H1141/A 流量传感器

Martor MK96-VP01 信号放大器

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 光电开关

mts 51661-4J 扁插头套

mts RHS0855MP101S2B6102 

Vahle RHM1000MR021A01 位移传感器

Vahle KSW 4/40-2 HS 40A 600V 

Rexroth KDS2/40(168073) 

Epro R162119420 滚珠轴承

Leuze PR9268/204-000 振动传感器

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 电磁铁

LENZE GST04-2W VAR 1A  15821619 减速电机

norelem GSS04-2W HAR 1B 电机

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 联轴器用轴套

LAHTI 5003060 联轴器用轴套

LAHTI 250×180V=3.8L  ELEVATOR BUCKET 

norelem 250×180V=3.8L  NYLATRON ELEVATOR BUCKET 

LAUMAS 23000-170-17 联轴器

MEROBEL TPS420 Out=4-20mA 0-4000kg 力传感器

PMA 313-920.00 电磁制动器

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

IFM BTL5-A11-M0220-P-S32 位移传感器

IFM OI5003 光电传感器

mts 01D100-01D LF3KG 感应传感器

Turck RHM0120MD601A01 位移传感器

WERMA IM35-11EX-HI/24VDC 信号放大器

WERMA 64420075 

Telemecanique 64410075 

Nadella XS4P30PA340,24V,PNP 

Hengstler FR32-1-AS 轴承

IFM 0868165 编码器

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 继电器

prominent 59.54.9.024.0050 继电器

OMRON ULface1000NA11P112L0012EN 

OMRON E2E-X18ME1-Z 感应传感器

OMRON MY2N-GS_220/240VAC 

molex MY4NJ DC24V 继电器

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) 油压传动阀

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

POCLAIN Specifications Tank2  Dosing pump for H2SO4 计量泵

POCLAIN MS05-1-113-A05-2A50-7M00,,,,,,123823 电机

baumer 109226MS18-9-121-A18-1120 

Meech 11161696.BAUM ITD 70 A 4Y 9 2500 H BI D2SR12 S65 感应传感器

Meech 915 Shockless bar , Total Length:490mm , Cable Length:5000mm 静电棒

Meech 915 Shockless bar , Total Length:80mm , Cable Length:3000mm 交流静电棒

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 编码器

Landefeld RN 3814 MS 管接头

IFM RN1214MS 管接头

Puls TN2531 温度传感器

Herkules CS5.241 电源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 液位传感器

CROUZET GN84134020 同步无盖

ASM GN84134021 继电器

Murr PTAM27-1-120-U2-CW-T0.1-KAB10M 角度传感器

Vahle 8000-54513-3731500 接口模块

moog H07V-K 6,0/YE/GN 

PETERHIRT P80HXBP5NEX2-G 流量控制阀

PETERHIRT T102 位移传感器

PETERHIRT T501 位移传感器

M+S T101 位移传感器

LED2WORK MR 315 SHU/4 电机

LEONI 113310-01 照明灯

LEONI B01701-24 夹具

LEONI B00900-29-02-CZ 夹具

MMF B01700-88 夹具

ASM KST94C-9N 振动传感器

Vahle CLMD2-AJXX 

leine&linde SK-DSW2/40VP-30-14-FN 

Pister 684502951 编码器

LORENZ BK3S-G1/2-1123-L 球阀

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 钢丝

VIBRO-METER 44211055 报警指示灯

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 光栅尺

copley 18.F5.A1G -340F 逆变器

Phoenix XTL-230-36 伺服控制器

LTA PLC-RSC-230UC/2AU/SEN 

MVS DF200 ERSATZFILTER FüR please see the picture 防尘过滤器

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 

超声波具有以下四个基本特性[1]:一,束射特性。超声波波长短,可以集中成一束射线;第二,吸收特性。超声波在空气、液体和固体中均会被吸收。空气中的吸收烈,固体中的吸收微弱;第三,高功率。由于频率高,超声波的功率比声波大得多,它不仅能使所作用的介质产生急速运动,甚会破坏其分子结构;第四,声压作用。声波振动使物质分子产生压缩和稀疏作用,这种由于声波振动引起的附加压力现象叫声压作用。超声波在提取冶金过程中应用的主要是功率超声。功率超声可以强化冶金过程的原因是:溶液中存在有溶解的一些气体,在超声波的作用下形成所谓的空化现象,当这些微小的气泡破裂时,产生瞬间的高温(>5000K)高压(>5×107Pa),形成所谓的“热点”,对化学反应起到非常明显的加速作用,同时高能超声形成的大量空化气泡在超过一定值的声压下发生崩溃并产生激波,将已结晶长大的晶粒打碎,使晶粒得到细化。另一方面超声波使液体出现湍流的力学特性,降低扩散阻力,同时对破坏边界层,加速传质、传热,促进微细颗粒的弥散起到了关键作用[2]。超声振动的高能量及其它的特殊效应,还可大地提高振动对凝固的作用效果[3]。超声波在液体中传播时,液体分子受到周期性交变声场的作用,产生声空化、声流效应及力学机制,引起熔体中流动场、压力场和温度场的变化,从而产生一些特殊的效果。在高温操作中,高功率超声波可用于熔体金属的迅速脱气[4]。实际上超声波对于任何中等粘度的液体的脱气几乎都适用[3]。在含水系统中脱气效果特别迅速,它能除去溶解的任何气体,使水溶液中的气体降到很低的水平。超声波脱气对于要求迅速和受控制的除去系统中气体的场合,会得到很好的效果。根据上述机理,超声波可改善熔融液在冷却凝固时的流动性,能够提供有效的结晶体,从而也可改善金属熔体的质量。

2超声波在冶金中的主要应用

2.1强化浸出过程

李俊[5]论述了湿法冶金过程中常见的三种浸出情况,并对超声波用于硫酸浸出氧化铜的过程进行了探讨。在浸出过程中施加超声影响的实践中,引用奥罗夫(Orlov)做了带超声波和不带超声波机械搅拌硫酸浸出氧化铜的对比研究,结果表明,达到相同的浸出率时,不用超声的浸出时间约为用超声的浸出时间的12倍。K.SarveswaraRao等[6]作了相关的试验研究,结果表明,超声波对从氧化铜矿石中的氨浸有着正的效应。在温度298K、粒度-300～+150μm,氨浓度2.0mol/L,含固量10g/L的条件下,超声波可使铜浸出率从70%提高到90%。与机械搅拌浸出相比,使用超声波可使浸出时间缩短近5/6,同时也使试剂消耗减少。对于相同的颗粒矿石,超声波不仅强化了浸出速率,也提高了铜的浸出率。结果还表明,在其它条件相同时,间歇式超声波(脉冲超声波)的效果优于连续式超声波。范兴祥[7,8]等人研究超声波强化草酸浸出氧化锌精矿过程。在试验条件下,用超声波辐射浸出氧化锌精矿同机械搅拌相比,浸出率有很大的提高。机械搅拌20min,氧化锌精矿浸出率仅58.12%,超声波辐射20min,浸出率则达90.24%,提高了32.12%;锌浸出率随辐射时间延长而提高;超声波辐射强度提高,辐射时间一定时,浸出率提高,浸出率相同时,浸出时间缩短。刘彬等人[9]引入超声处理技术强化铁盐浸出黄铜矿这一新颖研究方法。在相同浸出条件下,用超声波处理后,铜的浸出率提高,平均提高幅度在5%～10%,不但有效地缩短浸出反应时间,而且显著的提高铜的浸出率。赵文焕[10]等利用超声波进行银精矿中金银的氰化浸出小型试验和扩大试验,结果表明超声波浸出法具有金银浸出率高、浸出时间短、单耗低等优点,在佳试验条件下,金银浸出率分别为97%～99%和95%～96%,浸出时间只是常规氰化浸出时间的1/2,单耗降低10kg/t。王少芬[11]等人将超声波在硫化矿发电浸出过程中的应用进行了一定程度的研究。为了强化发电浸出过程,有效地提高输出电流、电压及金属离子的浸出率,将超声波引入到硫化矿与二氧化锰的同时发电浸出过程。在实验条件下,每次启动超声装置20min,直浸出约10h。在超声场作用下,输出电流和电压都有明显上升,采用超声强化比未强化处理的浸出液,由于硫化矿浸出电极在超声条件下的极化程度减弱,获得了更大的输出电流和输出电压,从而获得了更高的浸出率。K.M.Swamy等[12]研究了在有超声和无超声的情况下,用尼日尔黑曲酶属菌种浸出印度奥里萨帮红土矿。在佳工艺参数,如孢子浓度,葡萄糖用量,矿浆浓度,超声波降解时间条件下,无超声波时,浸出20d,镍的浸出率为92%;用43kHz,1.5W/cm2超声处理30min后,在孢子浓度为106个/mL和葡萄糖浓度为2%条件下浸出14d,镍的浸出率高达95%。并且在超声波作用下,镍的浸出效果比铁的浸出效果好。

2.2提高单元操作速率

严伟[13]等人主要介绍了超声波在协助萃取领域内的发展和应用情况。在相同传质领域里,用超声波强化多的是液固萃取。高频和低频都能强化萃取,但低频时达到同样的强化程度小于高频。超声波产生的脉动和控制的空化作用可以大大增加湍流强度及相接触面积,从而强化传质。BatricPesic[14]等在用Kelex100溶剂萃取镓并用超声波处理人工合成溶液和工厂的实际溶液时发现,超声波的作用使镓的萃取速率提高了15倍,所采用的超声波频率为20kHz,声强为19W/cm2。试验发现,在超声波作用下,温度对镓的萃取速率没有影响,而通常的萃取过程中,温度升高对提高萃取速率是有利的。赵洪力[15]采用自行设计的实验装置进行了用超声波技术处理含“薄膜铁”天然硅砂的试验,结果证明,在处理10min时,除铁率一般可达46%～70%,与同样条件下机械擦洗相比高出15%～45%;处理时间只需1～5min即可达到机械擦洗10～15min所达到的效果,处理时间可缩短2/3以上。Romanteen[16]等研究了在600～800℃范围内CO还原PbO的动力学。当声压升15.8Pa,600℃时,PbO的还原速率增加了15%～25%,升800℃时还原速率增加了2倍;同时还发现声波频率<6.6kHz时对PbO的还原速率没有影响。

2.3在复合材料制备中的应用

冯海阔[2]等人讨论了超声波在颗粒增强金属基复合材料制备过程中的应用。超声波在此过程中的主要作用,是改善颗粒与合金液润湿性及颗粒分散的均匀性。通过总结超声分离技术的机理及研究现状,提出一种很有发展潜力的采用超声分离技术制备颗粒增强金属基表面复合材料的新方法。王俊等[17]采用高能超声复合法制备了致密度高、增强颗粒均匀分散的SiC颗粒/ZA22复合材料,其内部没有气孔或颗粒偏聚等缺陷。认为在试验所用高能超声处理条件下,熔液中产生的瞬时局部高温、高压的声空化效应与具有高的速度和加速度的声流效应的协同作用,是改善增强颗粒与基体合金润湿性、并使颗粒在合金中均匀弥散分布的主要原因。潘进等[18]用功率超声波施加于金属熔体中,可以在极短时间内实现纤维与金属的复合,制备出了高性能复合材料。液态金属在超声作用下能渗入颗粒预制件中或与颗粒均匀混合。超声浸镀可以实现钢丝镀锌、镀铝。方孝春[19]结合超声波理论和作用及高速电镀理论,对铁基粉末冶金件镀镍的传统工艺与新工艺进行了试验对比。经过超声波清洗的镀件基体与镍层结合力明显提高;封孔处理可降低镀层孔隙,耐蚀性能提高;镀层封闭剂R处理后可有效填充和封闭镀层孔隙,阻挡腐蚀电池的产生,从而提高单层镀镍层的防护性能和品质。

2.4细化晶粒

孟丽华[20]研究了超声波处理时间对工业纯铝铸锭结晶组织的影响,分析了超声波对工业纯铝结晶组织影响的原因。研究结果表明,采用超声波方法处理熔体后,铸锭的细化率大幅度提高,可使整个铸锭断面均为微细化的等轴晶组织,过剩的超声波振动将导致铸锭细化率的下降。该实验从某种意义上证明了超声波振动的细化效果是来自于动态形核机制。胡松青[21]在熔融金属的冷却过程中导入超声波获得了较小的晶粒,并且在超声波的作用下,形成的晶核进入振动状态,从而加速生长过程。对碳钢的超声处理表明,它可使晶粒尺度从200μm减少到25～30μm,碳钢的延展性增加30%～40%,机械强度提高20%～30%。对金属锌冷却结晶的研究表明,超声处理可使其临界切变应力强度提高80%,而且,在频率为25kHz、强度为50W/cm2的超声波作用下,金属锌的晶形由圆柱形改变成均匀的六角形。Gomes等[22]认为,在NaOH溶液中,用超声波处理铝土矿可以提高微扰作用和提高矿石颗粒的溶解速率,然后再用超声波处理溶液,可使溶液中的固体颗粒沉降分离速度加快;用超声波处理加晶种的铝酸钠溶液可以提高分解速率和使晶体生长更均匀。赵忠兴[23]在铸造合金中导入超声波,并通过硬脂酸和丁二腈在凝固时施加超声波。结果认为:其周期性的空化和搅拌作用,使合金液的温度和成分均匀化,细化了铸造组织,减轻了铸造合金的宏观偏析倾向,提高了铸造组织的均匀性。他们还研究了超声波对铝合金结晶过程的影响[24],结果表明:对铝合金液施加超声波,以底部导入超声波为好,可避免氧化夹杂的生成;超声波施加于铝合金液,可使其显微组织明显细化;超声波在金属液内传导过程中,其声强度随传导距离的增加而衰减。

2.5超声脱气、去夹杂技术

用高声强的超声波处理液体可以明显减少液体中溶解的气体量[2]。该作用已经被用于熔融金属液的脱气过程,成为超声脱气技术。鲁曼里、艾斯玛赫和玻依奇[25]用超声波处理了含5%～7%镁的铝镁合金,结果表明,超声波对熔融金属中排出气体的作用很大。超声弹性振动在几分钟内可以使合金*去气。白晓清[26]等研究了超声波对流动液体中夹杂物去除效果的实验,无超声波作用下,夹杂物会自然上浮液体表面并且仅有少量的夹杂物粘附于容器的壁面和底部;在超声波作用下,夹杂物因凝聚在短时间内容易上浮液体表面或粘附于容器的壁面和底部。在1.5s和30s时,可以明显观察到有超声波作用的液体更为清澈。SarukhanovR.G[27]等研究了在频率44kHz、振幅1μm的超声波作用下锡的结晶净化过程,结果表明,超声波改善了杂质元素的分离效果,使Cu、Au、Cr、Ni在锡中的分配系数降低了25%～45%,从而达到使锡精炼的目的。

2.6超声无损检测(NDT)技术

陈革等[28]针对粉末冶金(PM)零件在制备过程中不可避免存在的缺陷(气孔或裂纹),采用NDT技术对其进行了初步研究。结果表明,超声无损检测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数量和状态。散射波不明显时,说明材料的孔隙很小,可能小于超声波的波长;散射信号杂乱且增强时,说明材料孔隙较多。但散射波与孔隙之间的量的对应关系,因所受影响因素众多,只能大概反映孔隙的状况。超声无损检测中声速和材料中的孔隙率有一定的线性关系,声速的减小代表了材料孔隙的增多,同时在一定程度上也反映了材料的性能。因此,可以用超声无损检测技术来评价PM材料的某些性能。从而达到对该类零件实现非破坏性的快速、全面检测的目的。李军[29]对不锈钢复合钢板超声波检测方法进行了阐述。在检测不锈钢复合钢板时,通常选用单晶直探头局部水浸法从复板一侧按照扫查灵敏度进行检测,一旦发现缺陷波的信号,先将其圈住,再用单晶直探头的直接接触法准确划出缺陷的边界(确定边界用缺陷波全波消失法),并按照生产合同技术要求的相关标准,对缺陷是否可以修复做出准确评判。

3结论

(1)超声波对许多冶金过程确实能起到有效的强化作用。从实际应用的角度来看,现在的超声波设备普遍存在功率小的问题,不能*工业化生产的要求,尽快研究出大功率超声波设备是解决应用问题的当务之急。随着科技的进步,可以相信在不久的将来,功率超声在强化冶金过程、复合材料的制备、细化晶粒,脱气去杂质,检测等方面的应用将越来越广阔,发挥越来越重要的作用。

(2)超声波会导致固体和液体出现“空化现象”。虽然对生物体来说,产生瞬态空化作用时,靠近爆炸气泡附近的细胞会受到损伤,但一般说来,在人体内大多数器官和生物流体中,损伤少量细胞不会对人体产生危害。

(3)超声波在我国冶金工业中的应用发展迅速,一方面得益于技术本身的不断完善,另一方面有超声波设备生产厂家的支撑,比如深圳市科工达超声设备有限公司、深圳市时代超声设备有限公司、宁波海曙金达超声设备有限公司、北京超声波明和公司等大型制造厂商,都以生产冶金行业超声波设备为主。

对于大型冶金工业厂房,钢结构近期兴建的项目较多,规模越来越大.由于大型钢结构厂房历史不长,钢结构安装的施工技术并非十分成熟,在大规模工程实践过程中,广大工程技术人员遇到诸多技术问题,急待钢结构专业研究人员去解决;可见结合大型的工业厂房钢结构安装进行施工技术的研究是十分必要的,同时对今后的工程实践也是极有意义的.本文将以广东省韶关钢铁集团有限公司(以下简称“韶钢”)大转炉主厂房钢结构安装施工为例进行研究.

2工程概况

大转炉工程位于韶钢三轧厂和炼轧厂以北、热电厂第三热电站以东,占地面积约22万m2,建筑面积约11万m2;建筑工程主要包括新建的炼钢和连铸车间主厂房、生产辅助建筑.其中主厂房共九跨,由水渣跨、干渣跨、脱硫跨、加料跨、钢水接收跨、连铸浇铸跨、切割跨、出坯跨组成,建筑面积70000多m2.上部采用全钢结构,总重约1?9万.t其中,柱子为二阶或三阶格构式钢柱,上段为工字形截面,柱脚形式均为杯口插入式柱脚.上柱为单根焊接H型钢,截面尺寸A列1500×700,重14?5t/根,长25?895m;B列截面尺寸2750×800,重22?05t/根,长27?850m.对于E、F列非塔楼立柱和C、D、G列各柱,重量基本在36~55t之间,基本上分二段制作,分段位置设置在一阶牛腿面上,分段制作的柱子均在吊装前进行预拼,满足相应质量要求.

3吊装方案的选定

根据实际情况,如何经济、高效地完成主厂房结构的安装是主要的问题.而这一主要问题的关键是吊装机械的选用及布置.根据工程特征,主吊机械选用2台150t履带吊和1台120t汽车吊,其中150t履带吊负责加料跨、炉子跨、钢水接收跨、连铸跨的吊装,120t汽车吊负责出坯跨,切割跨、脱硫跨、干渣跨、水渣跨的安装和附属钢结构的安装,辅助机械选用2台50吊机和1台45t吊负责构件倒运、拼装.施工准备涵盖的内容较多,基础的正确交安是关键的一项,只有交安准确才能保证结构安装的正确性.另外要考虑结构制作与基础施工的偏差,并考虑结构制作的温度影响,在基交安时一同消除.结构安装施工前还应重点考虑设备的供货、储存、码放等.只有合理安排组织构件的顺序,才能保证安装的顺利进行.大转炉工程由于施工场地较宽阔,设备单独储存在设备堆放场,采用二次倒运进行安装,保证了施工现场的整洁.高强螺栓的管理应重点对待,应有计划有制度的进行管理.现场储存场地应重点考虑,特别是在多雨潮湿的韶关地区,应特别重视.施工安全设施的准备是安装顺利进行的保证,在充分了解图纸的前提下经济合理地准备好如下工作.

4钢结构安装施工

4.1安装程序

4.2编制构件吊装顺序表

按照结构制造的安装图的构件编号及结构的安装顺序编制吊装顺序表.

4.3构件的合理码放管理

为便于结构构件的安装,构件进厂后应进行合理的堆放.原则为:现场急需安装的应直接堆放到现场,按照吊装顺序先吊装的码放在上头,后吊装的码放在下头.不急于吊装的构件暂时存放在现场外.堆放时应注意柱梁分开并按照轴线分类码放.存放场地应设专人进行管理,并按供货要求和供货清单进行清点,资料存档.构件堆放时H型构件应立放,不得平放.每个构件的支点不得少于两个,支点的位置宜在构件端部1/7跨处,叠放时不得超过3层并用木方正确的分层垫好垫平,支点应上下对齐.

4.4安装说明

4.4.1垫铁加工

垫铁采用不同厚度的钢板加工,12mm及以下钢板采用切板机下料,较厚的钢板采用半自动切割机切割,切割后采用角磨砂轮将毛边磨平.

4.4.2划线校验

按图对柱子进行编号,并标明标高及前后方向.将柱子平放在组合平台上,根据图纸尺寸校验柱子外形尺寸;检验柱面与断面的垂直度.对柱子进行外观检查,应无裂纹、分层、撞伤等缺陷;节点接合面无严重锈蚀、油漆、油污等杂物;焊缝外观检查无裂纹和咬边情况等.

4.5主要安装方案

4.5.1钢柱安装

采用钢板凳定位方法:杯口基础清理后,采取水准仪、经纬仪对基础进行标高测量、轴线测量.用钢卷尺对钢柱实物进行测量其长度(以牛腿处柱脚为准).以上基础标高误差+钢柱实物长度误差,得到钢板凳的加工高度,以基础的实际轴线位置作为定位销子的位置.以上方法必须在杯口基础浇灌前进行座浆垫板埋件的施工,即土建在杯口基础装模时,制作一个锥形模件安装于基础中心.在杯口基础拆模后,通过二次座浆把埋件放于杯口基础,通过座浆垫板调整高度与水平度及定位销轴线位置.

4.5.2吊车梁安装

依据吊装柱子的中心线在每根柱子的牛腿面弹出吊车梁的中心线,在吊梁中心线上设置两点,然后用钢尺和弹簧称校核并列两根吊车梁的中心线间距(轨距).根据柱肩梁上的螺栓孔,测出两根吊车梁对齐面的轴线,用钢尺测出两轴线间距是否与吊车梁的安装长度相符.待柱子、柱间支撑安装完毕,可将吊车梁吊装到位,临时固定,底部用螺栓与柱子连接,顶部用L100×8的角钢与柱子临时焊接,吊车梁安装时,应根据柱肩梁上的行车梁中心线和轴线进行摆放.长度小于18m的吊车梁采用两个吊点捆绑,大于18m吊车梁采用4个吊点绑扎,36m吊车梁利用150t或80t吊机吊装就位.

4.5.3屋架安装

1)屋架扶直与就位

屋架扶直时起重机的吊钩应对准屋架中心,左右两边的缆风绳应对称,吊索与水平的夹角要在45°.吊索应使其受力均匀,以避免屋架在扶直过程中产生扭曲应力.钢屋架扶直后,应在两侧采用钢管或毛竹对夹屋架腹杆进行临时加固,以增强屋架纵向刚度,保证其吊装过程不变形.紧接进行吊装就位.在吊装时考虑到屋架的安装顺序和两端方向,用安装螺栓与厂房柱连接,以保持屋架的稳定.屋架的绑扎点选在上弦的节点处,且采用4个吊点左右对称,高于屋架的重心,使屋架起吊后能基本保持水平,不摇晃不倾翻.在屋架的两端拉设稳绳,吊装时由两名工人拉紧熘绳,以便于控制屋架转动.

2)屋架的吊装就位和临时固定

在屋架吊装前使用经纬仪和卡尺在柱顶测出定位轴线,检查相应柱头的间距和屋架的几何尺寸.屋架吊起离地面300mm左右时,将屋架转吊装位置的下方,再将屋架提升到柱上方500mm左右,然后将屋架缓缓降安装位置进行对位作业.吊机选用150t或80t履带吊.一榀屋架的临时固定应准确可靠,采用每侧两根直径11mm的钢丝绳从两边拉牢的方法进行.第二榀屋架的临时固定用工具式水平支撑与一榀屋架连接,以后各屋架与前一榀屋架采用相同方法连接.每榀屋架一边少有两个工具式水平支撑.后续各屋架的位置和垂直度通过这些工具式支撑进行调整.每相邻两榀屋架吊装就位,经校正满足设计和规范要求并与柱顶按设计要求固定后,及时将屋架支撑系统杆件安装到位,使之成为一个相对独立的单元,取下工具式支撑,安装屋面檀条.

3)屋架固定

屋架两端与厂房柱的固定,上弦采用支托板焊接加久螺栓的连接方法,下弦采用焊接的方法.支托板与屋架上弦端板的顶紧面必须保证有2/3以上接触面.安装螺栓孔不能任意用气割扩孔,久性螺栓不得垫2个以上的垫圈,螺栓外露丝扣长度不少于2~3扣.[1]

4.5.4高强螺栓的保管与紧固

1)高强螺栓的保管:高强螺栓在使用时应轻装、轻卸,防止损坏螺纹.高强螺栓应按包装箱上注明的批号、规格分类保管,室内存放.堆放不宜过高.使用时应防止生锈和污染脏物.高强螺栓在安装使用前严禁任意开箱.当天剩余的螺栓必须妥善保管,不得乱扔、乱放.安装时不得将螺栓强行打入,防止损坏螺纹,扭矩系数发生变化.

2)高强螺栓的紧固:本工程所有柱、梁及支撑连接采用中国标准的钢结构用10.9级扭剪型高强螺栓,单轨吊车梁的连接采用普通螺栓.扭剪型高强螺栓的拧紧一般节点分为初拧、终拧.对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧.初拧及复拧后的高强螺栓在螺母上涂黄色油漆然后用扳手进行终拧打掉梅花头.要求外露一个丝牙.高强螺栓在初拧、复拧和终拧时,应按照由中央顺序向两侧对称施拧.初拧、复拧及终拧应在同内完成.[2]

5施工设施

5.1结构安装设施

结构安装时人员上下采用钢爬梯,钢柱安装前在地面提前安装临时爬梯.直爬梯制作考虑标准化,每节爬梯长度5m,宽度400mm,用-40×4扁钢和Φ12圆钢制作,圆钢和扁钢打孔塞焊,踏步高度300mm,爬梯之间连接可使用螺栓连接,即在爬梯两端的扁钢上分别打两个Φ18mm的孔,用M16螺栓把两节爬梯连接起来.爬梯安装在柱子的小面上,以免影响钢梁的安装.爬梯与钢柱固定方法:爬梯上端以柱箍形式与钢柱固定,柱箍用∠63×6角钢和Φ16对拉螺栓制作,柱箍与钢柱之间夹垫4mm厚橡胶垫,爬梯与柱箍用螺栓连接,爬梯与钢柱间留出100mm距离爬梯详图及安装方法附图.为了方便人员的上下,厂房的正式楼梯应及时进行安装.

5.2构件安装平台

钢梁及支撑安装时,在节点位置应搭设操作平台,在每个梁柱结点处和两柱相接处均需安装操作平台,操作平台由柱箍、脚手板和防护栏杆组成,柱箍用∠63×6角钢和Φ20对拉螺栓制作,柱箍与钢柱之间夹垫4mm厚橡胶垫,角钢及螺栓的长度应根据钢柱截面尺寸加工,角钢应从柱边伸出800mm,以便于铺设脚手板和留出人员上下空隙.每个操作平台设两组柱箍、4块脚手板,四面安装围护栏杆,脚手板与柱箍的角钢绑扎牢固,与钢柱留出500mm空隙,便于施工人员上下并按规程搭设安全防护围栏,操作平台应在钢柱安装前进行安装.

5.3人员水平行走

安装人员在各层水平行走时,应在通道中通行.通道采用脚手板铺设,利用脚手管搭设水平防护栏杆.

6安全设施

6.1防人员坠落设施

防人员坠落主要从以下几个方面考虑:1)人员爬钢梯时,采用坠落自锁装置,解决钢爬梯无保护的问题.自锁装置使用时应注意不能装反.人员爬行时,自锁装置应始终在人员的上方.2)安装钢梁及支撑时,由于通道暂不能搭设,因此安装同钢柱连接的钢梁时,人员站在操作平台上,安全带挂在防护栏杆上.安装同主梁连接的钢梁及支撑时,主钢梁部位挂安全防护绳,人员将安全带挂在防护绳上行走.当主梁安装完成后应及时挂设安全网,并在结构外侧搭设挑网.

6.2防物体坠落设施

安装使用的工具,如扭矩扳手、过冲、扳手、撬棍、角磨机等应采用安全保护绳,防止坠落.使用的螺栓垫片等应放入工具袋.

7施工体会

1)基础的正确交安是关键的一项,只有交安准确才能保证结构安装的正确性.

2)安装钢柱时采用钢板凳定位销法与常规的预埋件、垫板安装法对比,具有简便易行、降低人工、机械成本以及工人的劳动强度、提高安全系数和工作效率等优点.

3)结构安装施工前还应重点考虑设备的供货、储存、码放等,只有合理安排组织构件的顺序,才能保证安装的顺利进行.

4)对于高强螺栓施工,初拧顺序及紧固力大小对螺栓紧固的均匀性有很大影响.通过对称初拧使构件连接板层密贴程度提高,保证各螺栓均匀受力,摩擦面性能得到充分利用,节点承载力提高.

5)施工安全设施的准备是安装顺利进行的保证.

Megatron B04A-1014 

pentronic MAB25 12HS 5SER 

Maximator 7917005 温度传感器

VIBRO S35-02 

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

BD sensor 3800-C08-A 压力传感器

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

PERMA DA480411S 气动执行器

PERMA A250 26.001.250 软管

BALLUFF A511 26.0011.511 减速器

Novotechnik BES516-327-G-S4-C 接近开关

Sensopart TP1-1500-101-423-101 位移传感器

finder FT 55-R-PS-L4 Without kable 

Rexroth 48VAC  16A 250V46.61.8.048.0020 

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

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

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

BALLUFF 62.33.9.024.0040 继电器

BALLUFF BTL5E10M2500KK10 

BALLUFF BTL5E10M0150KK10 

LESER BTL5E17M0160KK10 

Turck 4592.2494  DN25 安全阀

Leuze Ni8-S18-AN6X   NPN 

Turck 50112891 接口模块

Hellermann BL20-PF-24VDC-D 接口模块

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 光电传感器

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AMPHENOL FE 100 CB/3 

Nadella C146 P16  001 G8 连接器

Leuze FR32EU-AS 

ME 1207E035543 

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PIAB AX3.5 7 15 轴承

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National Instruments 960680-100 硬件

Bondioli 779676-01（USB-6211） 数据采集模块

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Weidmuller-Z RHM0360MH10AS1G1100 位移传感器

prosoft DRM 270024LT 继电器

FT MVI69-MCM 接口模块

moog FT4-8AEXSBLEA-5 流量测量涡轮

Tiefenbach D634-514A R40K02F0VSP2 

Tiefenbach M9/2 磁铁

NUOVA WK178L234 L2M, ART.NR.6-045718 磁性传感器

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 脚踏开关

Turck NI20-M30-AD4X DC24V 接近开关

BALLUFF NI100U-K90SR-VP4X2 感应传感器

moog BTL5-E11-M250-K-S32 位移传感器

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 安全继电器

IFM PT130065-T 位置指示器

NATIONAL PN3003 压力传感器

LENZE 777357-01 

Turck E82EV751  4B903 

Turck BI6U-MT12-AP6X-H1141 接近开关

Penny+Giles BI10U-MT30-AN6X-H1141 接近开关

Turck HLP190/FS1/0125/5K 电位器

M+S NI10-G18SK-AN6X 接近开关

Maximator MR200  C/4 

Meinhart P090005 扩展单元

Turck SIF1*50  100m 

Turck 6901045 M1-Q25L 安装支架

Contrinex 6901044  P3-LI-Q25L 定位磁块

ZF DW-AD-613-M30-299 接近开关

lion GE5060 F47/154   ; 4161111063 

lechler LRD5100C 标签传感器

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 工业相机

BALLUFF TRIP AMPLIFIER 2231  please see the picture 

himmel BIS M-135-07/L-HT 读数头

LAPPORT K75-MB/2+M12K V5 P-603659/1 电机

LAPPORT 100318 油石

Turck 100336 油石

IFM Bi10-M30-AZ3X 接近开关

Epro O5H500 感应传感器

XECRO A6140 速度计

Meister FLE20-PO-A8 8217 

KUEBLER NV-08 G1/4" IG.MS 

Epro 8.5853.4220.G323.S019.EX 编码器

finder PR6426/010-110+CON021/916-200 位移传感器

Nadella 7s.16.9.024.0420 自动控制器

posishop AXZ82035.4 滚珠轴承

posishop FC7520D/AA 压接可拆卸

posishop SD25M00GEZ/AA 可拆卸触点连接器

MERZ SD25F00GE0/AA 可拆卸触点连接器

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

Datasensor S50-PA-5-F01-PP 接近开关

Turck S50-PA-5-G00-XG 接近开关

CEMP SDPB-40A-0009,Pt100 接口模块

KEB H042F 

Laipple NMS30 

Megatron NMS30HU-IEC50/56 

Turck MMR108    1511 

Michell BL67-1RS232 接口模块

Michell SF52-TX-2-X-D1-N-F1 温度变送器

Alcatel EASIDEW EA2-TX-100-HD 发射机

Procentec ATH1603M 

SIEMENS ProfiTrace38022 总线模块

PR electronics 4AM5742-5AT10-0FA0 变压器

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 真空发生器

LENZE 800320 自动喷涂设备用鸵鸟毛擦净辊

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

Phoenix 2904010 

LAVAIR 2972673 接口模块

elte UVE35 230 V AC 紫外线灯

IMAV PE4 14/2N 

FENWAL MGZ-06S-AA/10-BB/10-05 流量控制阀

LENZE CPD7054 

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

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

超声波具有以下四个基本特性[1]:一,束射特性。超声波波长短,可以集中成一束射线;第二,吸收特性。超声波在空气、液体和固体中均会被吸收。空气中的吸收烈,固体中的吸收微弱;第三,高功率。由于频率高,超声波的功率比声波大得多,它不仅能使所作用的介质产生急速运动,甚会破坏其分子结构;第四,声压作用。声波振动使物质分子产生压缩和稀疏作用,这种由于声波振动引起的附加压力现象叫声压作用。超声波在提取冶金过程中应用的主要是功率超声。功率超声可以强化冶金过程的原因是:溶液中存在有溶解的一些气体,在超声波的作用下形成所谓的空化现象,当这些微小的气泡破裂时,产生瞬间的高温(>5000K)高压(>5×107Pa),形成所谓的“热点”,对化学反应起到非常明显的加速作用,同时高能超声形成的大量空化气泡在超过一定值的声压下发生崩溃并产生激波,将已结晶长大的晶粒打碎,使晶粒得到细化。另一方面超声波使液体出现湍流的力学特性,降低扩散阻力,同时对破坏边界层,加速传质、传热,促进微细颗粒的弥散起到了关键作用[2]。超声振动的高能量及其它的特殊效应,还可大地提高振动对凝固的作用效果[3]。超声波在液体中传播时,液体分子受到周期性交变声场的作用,产生声空化、声流效应及力学机制,引起熔体中流动场、压力场和温度场的变化,从而产生一些特殊的效果。在高温操作中,高功率超声波可用于熔体金属的迅速脱气[4]。实际上超声波对于任何中等粘度的液体的脱气几乎都适用[3]。在含水系统中脱气效果特别迅速,它能除去溶解的任何气体,使水溶液中的气体降到很低的水平。超声波脱气对于要求迅速和受控制的除去系统中气体的场合,会得到很好的效果。根据上述机理,超声波可改善熔融液在冷却凝固时的流动性,能够提供有效的结晶体,从而也可改善金属熔体的质量。

2超声波在冶金中的主要应用

2.1强化浸出过程

李俊[5]论述了湿法冶金过程中常见的三种浸出情况,并对超声波用于硫酸浸出氧化铜的过程进行了探讨。在浸出过程中施加超声影响的实践中,引用奥罗夫(Orlov)做了带超声波和不带超声波机械搅拌硫酸浸出氧化铜的对比研究,结果表明,达到相同的浸出率时,不用超声的浸出时间约为用超声的浸出时间的12倍。K.SarveswaraRao等[6]作了相关的试验研究,结果表明,超声波对从氧化铜矿石中的氨浸有着正的效应。在温度298K、粒度-300～+150μm,氨浓度2.0mol/L,含固量10g/L的条件下,超声波可使铜浸出率从70%提高到90%。与机械搅拌浸出相比,使用超声波可使浸出时间缩短近5/6,同时也使试剂消耗减少。对于相同的颗粒矿石,超声波不仅强化了浸出速率,也提高了铜的浸出率。结果还表明,在其它条件相同时,间歇式超声波(脉冲超声波)的效果优于连续式超声波。范兴祥[7,8]等人研究超声波强化草酸浸出氧化锌精矿过程。在试验条件下,用超声波辐射浸出氧化锌精矿同机械搅拌相比,浸出率有很大的提高。机械搅拌20min,氧化锌精矿浸出率仅58.12%,超声波辐射20min,浸出率则达90.24%,提高了32.12%;锌浸出率随辐射时间延长而提高;超声波辐射强度提高,辐射时间一定时,浸出率提高,浸出率相同时,浸出时间缩短。刘彬等人[9]引入超声处理技术强化铁盐浸出黄铜矿这一新颖研究方法。在相同浸出条件下,用超声波处理后,铜的浸出率提高,平均提高幅度在5%～10%,不但有效地缩短浸出反应时间,而且显著的提高铜的浸出率。赵文焕[10]等利用超声波进行银精矿中金银的氰化浸出小型试验和扩大试验,结果表明超声波浸出法具有金银浸出率高、浸出时间短、单耗低等优点,在佳试验条件下,金银浸出率分别为97%～99%和95%～96%,浸出时间只是常规氰化浸出时间的1/2,单耗降低10kg/t。王少芬[11]等人将超声波在硫化矿发电浸出过程中的应用进行了一定程度的研究。为了强化发电浸出过程,有效地提高输出电流、电压及金属离子的浸出率,将超声波引入到硫化矿与二氧化锰的同时发电浸出过程。在实验条件下,每次启动超声装置20min,直浸出约10h。在超声场作用下,输出电流和电压都有明显上升,采用超声强化比未强化处理的浸出液,由于硫化矿浸出电极在超声条件下的极化程度减弱,获得了更大的输出电流和输出电压,从而获得了更高的浸出率。K.M.Swamy等[12]研究了在有超声和无超声的情况下,用尼日尔黑曲酶属菌种浸出印度奥里萨帮红土矿。在佳工艺参数,如孢子浓度,葡萄糖用量,矿浆浓度,超声波降解时间条件下,无超声波时,浸出20d,镍的浸出率为92%;用43kHz,1.5W/cm2超声处理30min后,在孢子浓度为106个/mL和葡萄糖浓度为2%条件下浸出14d,镍的浸出率高达95%。并且在超声波作用下,镍的浸出效果比铁的浸出效果好。

2.2提高单元操作速率

严伟[13]等人主要介绍了超声波在协助萃取领域内的发展和应用情况。在相同传质领域里,用超声波强化多的是液固萃取。高频和低频都能强化萃取,但低频时达到同样的强化程度小于高频。超声波产生的脉动和控制的空化作用可以大大增加湍流强度及相接触面积,从而强化传质。BatricPesic[14]等在用Kelex100溶剂萃取镓并用超声波处理人工合成溶液和工厂的实际溶液时发现,超声波的作用使镓的萃取速率提高了15倍,所采用的超声波频率为20kHz,声强为19W/cm2。试验发现,在超声波作用下,温度对镓的萃取速率没有影响,而通常的萃取过程中,温度升高对提高萃取速率是有利的。赵洪力[15]采用自行设计的实验装置进行了用超声波技术处理含“薄膜铁”天然硅砂的试验,结果证明,在处理10min时,除铁率一般可达46%～70%,与同样条件下机械擦洗相比高出15%～45%;处理时间只需1～5min即可达到机械擦洗10～15min所达到的效果,处理时间可缩短2/3以上。Romanteen[16]等研究了在600～800℃范围内CO还原PbO的动力学。当声压升15.8Pa,600℃时,PbO的还原速率增加了15%～25%,升800℃时还原速率增加了2倍;同时还发现声波频率<6.6kHz时对PbO的还原速率没有影响。

2.3在复合材料制备中的应用

冯海阔[2]等人讨论了超声波在颗粒增强金属基复合材料制备过程中的应用。超声波在此过程中的主要作用,是改善颗粒与合金液润湿性及颗粒分散的均匀性。通过总结超声分离技术的机理及研究现状,提出一种很有发展潜力的采用超声分离技术制备颗粒增强金属基表面复合材料的新方法。王俊等[17]采用高能超声复合法制备了致密度高、增强颗粒均匀分散的SiC颗粒/ZA22复合材料,其内部没有气孔或颗粒偏聚等缺陷。认为在试验所用高能超声处理条件下,熔液中产生的瞬时局部高温、高压的声空化效应与具有高的速度和加速度的声流效应的协同作用,是改善增强颗粒与基体合金润湿性、并使颗粒在合金中均匀弥散分布的主要原因。潘进等[18]用功率超声波施加于金属熔体中,可以在极短时间内实现纤维与金属的复合,制备出了高性能复合材料。液态金属在超声作用下能渗入颗粒预制件中或与颗粒均匀混合。超声浸镀可以实现钢丝镀锌、镀铝。方孝春[19]结合超声波理论和作用及高速电镀理论,对铁基粉末冶金件镀镍的传统工艺与新工艺进行了试验对比。经过超声波清洗的镀件基体与镍层结合力明显提高;封孔处理可降低镀层孔隙,耐蚀性能提高;镀层封闭剂R处理后可有效填充和封闭镀层孔隙,阻挡腐蚀电池的产生,从而提高单层镀镍层的防护性能和品质。

2.4细化晶粒

孟丽华[20]研究了超声波处理时间对工业纯铝铸锭结晶组织的影响,分析了超声波对工业纯铝结晶组织影响的原因。研究结果表明,采用超声波方法处理熔体后,铸锭的细化率大幅度提高,可使整个铸锭断面均为微细化的等轴晶组织,过剩的超声波振动将导致铸锭细化率的下降。该实验从某种意义上证明了超声波振动的细化效果是来自于动态形核机制。胡松青[21]在熔融金属的冷却过程中导入超声波获得了较小的晶粒,并且在超声波的作用下,形成的晶核进入振动状态,从而加速生长过程。对碳钢的超声处理表明,它可使晶粒尺度从200μm减少到25～30μm,碳钢的延展性增加30%～40%,机械强度提高20%～30%。对金属锌冷却结晶的研究表明,超声处理可使其临界切变应力强度提高80%,而且,在频率为25kHz、强度为50W/cm2的超声波作用下,金属锌的晶形由圆柱形改变成均匀的六角形。Gomes等[22]认为,在NaOH溶液中,用超声波处理铝土矿可以提高微扰作用和提高矿石颗粒的溶解速率,然后再用超声波处理溶液,可使溶液中的固体颗粒沉降分离速度加快;用超声波处理加晶种的铝酸钠溶液可以提高分解速率和使晶体生长更均匀。赵忠兴[23]在铸造合金中导入超声波,并通过硬脂酸和丁二腈在凝固时施加超声波。结果认为:其周期性的空化和搅拌作用,使合金液的温度和成分均匀化,细化了铸造组织,减轻了铸造合金的宏观偏析倾向,提高了铸造组织的均匀性。他们还研究了超声波对铝合金结晶过程的影响[24],结果表明:对铝合金液施加超声波,以底部导入超声波为好,可避免氧化夹杂的生成;超声波施加于铝合金液,可使其显微组织明显细化;超声波在金属液内传导过程中,其声强度随传导距离的增加而衰减。

2.5超声脱气、去夹杂技术

用高声强的超声波处理液体可以明显减少液体中溶解的气体量[2]。该作用已经被用于熔融金属液的脱气过程,成为超声脱气技术。鲁曼里、艾斯玛赫和玻依奇[25]用超声波处理了含5%～7%镁的铝镁合金,结果表明,超声波对熔融金属中排出气体的作用很大。超声弹性振动在几分钟内可以使合金*去气。白晓清[26]等研究了超声波对流动液体中夹杂物去除效果的实验,无超声波作用下,夹杂物会自然上浮液体表面并且仅有少量的夹杂物粘附于容器的壁面和底部;在超声波作用下,夹杂物因凝聚在短时间内容易上浮液体表面或粘附于容器的壁面和底部。在1.5s和30s时,可以明显观察到有超声波作用的液体更为清澈。SarukhanovR.G[27]等研究了在频率44kHz、振幅1μm的超声波作用下锡的结晶净化过程,结果表明,超声波改善了杂质元素的分离效果,使Cu、Au、Cr、Ni在锡中的分配系数降低了25%～45%,从而达到使锡精炼的目的。

2.6超声无损检测(NDT)技术

陈革等[28]针对粉末冶金(PM)零件在制备过程中不可避免存在的缺陷(气孔或裂纹),采用NDT技术对其进行了初步研究。结果表明,超声无损检测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数量和状态。散射波不明显时,说明材料的孔隙很小,可能小于超声波的波长;散射信号杂乱且增强时,说明材料孔隙较多。但散射波与孔隙之间的量的对应关系,因所受影响因素众多,只能大概反映孔隙的状况。超声无损检测中声速和材料中的孔隙率有一定的线性关系,声速的减小代表了材料孔隙的增多,同时在一定程度上也反映了材料的性能。因此,可以用超声无损检测技术来评价PM材料的某些性能。从而达到对该类零件实现非破坏性的快速、全面检测的目的。李军[29]对不锈钢复合钢板超声波检测方法进行了阐述。在检测不锈钢复合钢板时,通常选用单晶直探头局部水浸法从复板一侧按照扫查灵敏度进行检测,一旦发现缺陷波的信号,先将其圈住,再用单晶直探头的直接接触法准确划出缺陷的边界(确定边界用缺陷波全波消失法),并按照生产合同技术要求的相关标准,对缺陷是否可以修复做出准确评判。

3结论

(1)超声波对许多冶金过程确实能起到有效的强化作用。从实际应用的角度来看,现在的超声波设备普遍存在功率小的问题,不能*工业化生产的要求,尽快研究出大功率超声波设备是解决应用问题的当务之急。随着科技的进步,可以相信在不久的将来,功率超声在强化冶金过程、复合材料的制备、细化晶粒,脱气去杂质,检测等方面的应用将越来越广阔,发挥越来越重要的作用。

(2)超声波会导致固体和液体出现“空化现象”。虽然对生物体来说,产生瞬态空化作用时,靠近爆炸气泡附近的细胞会受到损伤,但一般说来,在人体内大多数器官和生物流体中,损伤少量细胞不会对人体产生危害。

(3)超声波在我国冶金工业中的应用发展迅速,一方面得益于技术本身的不断完善,另一方面有超声波设备生产厂家的支撑,比如深圳市科工达超声设备有限公司、深圳市时代超声设备有限公司、宁波海曙金达超声设备有限公司、北京超声波明和公司等大型制造厂商,都以生产冶金行业超声波设备为主。

对于大型冶金工业厂房,钢结构近期兴建的项目较多,规模越来越大.由于大型钢结构厂房历史不长,钢结构安装的施工技术并非十分成熟,在大规模工程实践过程中,广大工程技术人员遇到诸多技术问题,急待钢结构专业研究人员去解决;可见结合大型的工业厂房钢结构安装进行施工技术的研究是十分必要的,同时对今后的工程实践也是极有意义的.本文将以广东省韶关钢铁集团有限公司(以下简称“韶钢”)大转炉主厂房钢结构安装施工为例进行研究.

2工程概况

大转炉工程位于韶钢三轧厂和炼轧厂以北、热电厂第三热电站以东,占地面积约22万m2,建筑面积约11万m2;建筑工程主要包括新建的炼钢和连铸车间主厂房、生产辅助建筑.其中主厂房共九跨,由水渣跨、干渣跨、脱硫跨、加料跨、钢水接收跨、连铸浇铸跨、切割跨、出坯跨组成,建筑面积70000多m2.上部采用全钢结构,总重约1?9万.t其中,柱子为二阶或三阶格构式钢柱,上段为工字形截面,柱脚形式均为杯口插入式柱脚.上柱为单根焊接H型钢,截面尺寸A列1500×700,重14?5t/根,长25?895m;B列截面尺寸2750×800,重22?05t/根,长27?850m.对于E、F列非塔楼立柱和C、D、G列各柱,重量基本在36~55t之间,基本上分二段制作,分段位置设置在一阶牛腿面上,分段制作的柱子均在吊装前进行预拼,满足相应质量要求.

3吊装方案的选定

根据实际情况,如何经济、高效地完成主厂房结构的安装是主要的问题.而这一主要问题的关键是吊装机械的选用及布置.根据工程特征,主吊机械选用2台150t履带吊和1台120t汽车吊,其中150t履带吊负责加料跨、炉子跨、钢水接收跨、连铸跨的吊装,120t汽车吊负责出坯跨,切割跨、脱硫跨、干渣跨、水渣跨的安装和附属钢结构的安装,辅助机械选用2台50吊机和1台45t吊负责构件倒运、拼装.施工准备涵盖的内容较多,基础的正确交安是关键的一项,只有交安准确才能保证结构安装的正确性.另外要考虑结构制作与基础施工的偏差,并考虑结构制作的温度影响,在基交安时一同消除.结构安装施工前还应重点考虑设备的供货、储存、码放等.只有合理安排组织构件的顺序,才能保证安装的顺利进行.大转炉工程由于施工场地较宽阔,设备单独储存在设备堆放场,采用二次倒运进行安装,保证了施工现场的整洁.高强螺栓的管理应重点对待,应有计划有制度的进行管理.现场储存场地应重点考虑,特别是在多雨潮湿的韶关地区,应特别重视.施工安全设施的准备是安装顺利进行的保证,在充分了解图纸的前提下经济合理地准备好如下工作.

4钢结构安装施工

4.1安装程序

4.2编制构件吊装顺序表

按照结构制造的安装图的构件编号及结构的安装顺序编制吊装顺序表.

4.3构件的合理码放管理

为便于结构构件的安装,构件进厂后应进行合理的堆放.原则为:现场急需安装的应直接堆放到现场,按照吊装顺序先吊装的码放在上头,后吊装的码放在下头.不急于吊装的构件暂时存放在现场外.堆放时应注意柱梁分开并按照轴线分类码放.存放场地应设专人进行管理,并按供货要求和供货清单进行清点,资料存档.构件堆放时H型构件应立放,不得平放.每个构件的支点不得少于两个,支点的位置宜在构件端部1/7跨处,叠放时不得超过3层并用木方正确的分层垫好垫平,支点应上下对齐.

4.4安装说明

4.4.1垫铁加工

垫铁采用不同厚度的钢板加工,12mm及以下钢板采用切板机下料,较厚的钢板采用半自动切割机切割,切割后采用角磨砂轮将毛边磨平.

4.4.2划线校验

按图对柱子进行编号,并标明标高及前后方向.将柱子平放在组合平台上,根据图纸尺寸校验柱子外形尺寸;检验柱面与断面的垂直度.对柱子进行外观检查,应无裂纹、分层、撞伤等缺陷;节点接合面无严重锈蚀、油漆、油污等杂物;焊缝外观检查无裂纹和咬边情况等.

4.5主要安装方案

4.5.1钢柱安装

采用钢板凳定位方法:杯口基础清理后,采取水准仪、经纬仪对基础进行标高测量、轴线测量.用钢卷尺对钢柱实物进行测量其长度(以牛腿处柱脚为准).以上基础标高误差+钢柱实物长度误差,得到钢板凳的加工高度,以基础的实际轴线位置作为定位销子的位置.以上方法必须在杯口基础浇灌前进行座浆垫板埋件的施工,即土建在杯口基础装模时,制作一个锥形模件安装于基础中心.在杯口基础拆模后,通过二次座浆把埋件放于杯口基础,通过座浆垫板调整高度与水平度及定位销轴线位置.

4.5.2吊车梁安装

依据吊装柱子的中心线在每根柱子的牛腿面弹出吊车梁的中心线,在吊梁中心线上设置两点,然后用钢尺和弹簧称校核并列两根吊车梁的中心线间距(轨距).根据柱肩梁上的螺栓孔,测出两根吊车梁对齐面的轴线,用钢尺测出两轴线间距是否与吊车梁的安装长度相符.待柱子、柱间支撑安装完毕,可将吊车梁吊装到位,临时固定,底部用螺栓与柱子连接,顶部用L100×8的角钢与柱子临时焊接,吊车梁安装时,应根据柱肩梁上的行车梁中心线和轴线进行摆放.长度小于18m的吊车梁采用两个吊点捆绑,大于18m吊车梁采用4个吊点绑扎,36m吊车梁利用150t或80t吊机吊装就位.

4.5.3屋架安装

1)屋架扶直与就位

屋架扶直时起重机的吊钩应对准屋架中心,左右两边的缆风绳应对称,吊索与水平的夹角要在45°.吊索应使其受力均匀,以避免屋架在扶直过程中产生扭曲应力.钢屋架扶直后,应在两侧采用钢管或毛竹对夹屋架腹杆进行临时加固,以增强屋架纵向刚度,保证其吊装过程不变形.紧接进行吊装就位.在吊装时考虑到屋架的安装顺序和两端方向,用安装螺栓与厂房柱连接,以保持屋架的稳定.屋架的绑扎点选在上弦的节点处,且采用4个吊点左右对称,高于屋架的重心,使屋架起吊后能基本保持水平,不摇晃不倾翻.在屋架的两端拉设稳绳,吊装时由两名工人拉紧熘绳,以便于控制屋架转动.

2)屋架的吊装就位和临时固定

在屋架吊装前使用经纬仪和卡尺在柱顶测出定位轴线,检查相应柱头的间距和屋架的几何尺寸.屋架吊起离地面300mm左右时,将屋架转吊装位置的下方,再将屋架提升到柱上方500mm左右,然后将屋架缓缓降安装位置进行对位作业.吊机选用150t或80t履带吊.一榀屋架的临时固定应准确可靠,采用每侧两根直径11mm的钢丝绳从两边拉牢的方法进行.第二榀屋架的临时固定用工具式水平支撑与一榀屋架连接,以后各屋架与前一榀屋架采用相同方法连接.每榀屋架一边少有两个工具式水平支撑.后续各屋架的位置和垂直度通过这些工具式支撑进行调整.每相邻两榀屋架吊装就位,经校正满足设计和规范要求并与柱顶按设计要求固定后,及时将屋架支撑系统杆件安装到位,使之成为一个相对独立的单元,取下工具式支撑,安装屋面檀条.

3)屋架固定

屋架两端与厂房柱的固定,上弦采用支托板焊接加久螺栓的连接方法,下弦采用焊接的方法.支托板与屋架上弦端板的顶紧面必须保证有2/3以上接触面.安装螺栓孔不能任意用气割扩孔,久性螺栓不得垫2个以上的垫圈,螺栓外露丝扣长度不少于2~3扣.[1]

4.5.4高强螺栓的保管与紧固

1)高强螺栓的保管:高强螺栓在使用时应轻装、轻卸,防止损坏螺纹.高强螺栓应按包装箱上注明的批号、规格分类保管,室内存放.堆放不宜过高.使用时应防止生锈和污染脏物.高强螺栓在安装使用前严禁任意开箱.当天剩余的螺栓必须妥善保管,不得乱扔、乱放.安装时不得将螺栓强行打入,防止损坏螺纹,扭矩系数发生变化.

2)高强螺栓的紧固:本工程所有柱、梁及支撑连接采用中国标准的钢结构用10.9级扭剪型高强螺栓,单轨吊车梁的连接采用普通螺栓.扭剪型高强螺栓的拧紧一般节点分为初拧、终拧.对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧.初拧及复拧后的高强螺栓在螺母上涂黄色油漆然后用扳手进行终拧打掉梅花头.要求外露一个丝牙.高强螺栓在初拧、复拧和终拧时,应按照由中央顺序向两侧对称施拧.初拧、复拧及终拧应在同内完成.[2]

5施工设施

5.1结构安装设施

结构安装时人员上下采用钢爬梯,钢柱安装前在地面提前安装临时爬梯.直爬梯制作考虑标准化,每节爬梯长度5m,宽度400mm,用-40×4扁钢和Φ12圆钢制作,圆钢和扁钢打孔塞焊,踏步高度300mm,爬梯之间连接可使用螺栓连接,即在爬梯两端的扁钢上分别打两个Φ18mm的孔,用M16螺栓把两节爬梯连接起来.爬梯安装在柱子的小面上,以免影响钢梁的安装.爬梯与钢柱固定方法:爬梯上端以柱箍形式与钢柱固定,柱箍用∠63×6角钢和Φ16对拉螺栓制作,柱箍与钢柱之间夹垫4mm厚橡胶垫,爬梯与柱箍用螺栓连接,爬梯与钢柱间留出100mm距离爬梯详图及安装方法附图.为了方便人员的上下,厂房的正式楼梯应及时进行安装.

5.2构件安装平台

钢梁及支撑安装时,在节点位置应搭设操作平台,在每个梁柱结点处和两柱相接处均需安装操作平台,操作平台由柱箍、脚手板和防护栏杆组成,柱箍用∠63×6角钢和Φ20对拉螺栓制作,柱箍与钢柱之间夹垫4mm厚橡胶垫,角钢及螺栓的长度应根据钢柱截面尺寸加工,角钢应从柱边伸出800mm,以便于铺设脚手板和留出人员上下空隙.每个操作平台设两组柱箍、4块脚手板,四面安装围护栏杆,脚手板与柱箍的角钢绑扎牢固,与钢柱留出500mm空隙,便于施工人员上下并按规程搭设安全防护围栏,操作平台应在钢柱安装前进行安装.

5.3人员水平行走

安装人员在各层水平行走时,应在通道中通行.通道采用脚手板铺设,利用脚手管搭设水平防护栏杆.

6安全设施

6.1防人员坠落设施

防人员坠落主要从以下几个方面考虑:1)人员爬钢梯时,采用坠落自锁装置,解决钢爬梯无保护的问题.自锁装置使用时应注意不能装反.人员爬行时,自锁装置应始终在人员的上方.2)安装钢梁及支撑时,由于通道暂不能搭设,因此安装同钢柱连接的钢梁时,人员站在操作平台上,安全带挂在防护栏杆上.安装同主梁连接的钢梁及支撑时,主钢梁部位挂安全防护绳,人员将安全带挂在防护绳上行走.当主梁安装完成后应及时挂设安全网,并在结构外侧搭设挑网.

6.2防物体坠落设施

安装使用的工具,如扭矩扳手、过冲、扳手、撬棍、角磨机等应采用安全保护绳,防止坠落.使用的螺栓垫片等应放入工具袋.

7施工体会

1)基础的正确交安是关键的一项,只有交安准确才能保证结构安装的正确性.

2)安装钢柱时采用钢板凳定位销法与常规的预埋件、垫板安装法对比,具有简便易行、降低人工、机械成本以及工人的劳动强度、提高安全系数和工作效率等优点.

3)结构安装施工前还应重点考虑设备的供货、储存、码放等,只有合理安排组织构件的顺序,才能保证安装的顺利进行.

4)对于高强螺栓施工,初拧顺序及紧固力大小对螺栓紧固的均匀性有很大影响.通过对称初拧使构件连接板层密贴程度提高,保证各螺栓均匀受力,摩擦面性能得到充分利用,节点承载力提高.

5)施工安全设施的准备是安装顺利进行的保证.

BTSR RES516-200-S2/1.250-S5 BHSBHS0009 

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

Turck Bi1-EG05-AP6X-V1331 接近开关

BALLUFF BI1-EG05-AP6X-V1331 接近开关

Miksch BNI002K BNI PBS-206-001-Z001 

OSBORN 1046-04 

BIHLER OSBORN;HPCA62 滚轮

Novotechnik 907-74-0730.5 伺服电机

FERRAZ TR-0100 位移传感器

pentronic 20 URC 123 TTF 0500 2KV 

MANZ 8106001-599 热电偶

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 边插式桥接件"

"Phoenix 1052002ZB 8:UNBEDRUCKT 标签"

Phoenix FBRI 10-4 

"Phoenix 311171FB 10- RTK/S 固定桥"

"Phoenix 2303132EBL 10- 5 边插式桥接件"

"Phoenix 2770642FBRI 10-5 N 固定桥"

Phoenix FBRI 10-8 

"Epro 3004524UK  6 N 接线端子"

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 流量计

BALLUFF SA-04.4.2.1.4.2.5a.0 流量计

IFM BESM08EE-PSC25B-S49G 

OMRON O1D102 感应传感器

Moore E2E-X7D1-M1TGJ-U 

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

Prevost 505153-8000 1000个连接器

Prevost PUGN M550825 软管

Prevost PUGN M071025 软管

Prevost RMD MG1201 直接头

steute PUGN M081225 软管

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 电缆

Beckhoff 101447 软管接头

Beckhoff EL3202-0010 接口模块

Keysight C6920-0010 工控机

baumer 34830A 软件许可证

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 喷嘴

Metalwork 1052931 接口模块

Temposonics 121A500075CN 气压缸

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

LENZE RHM0025MD701S1G1100 位移传感器

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 自动控制器

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 自动控制器

LENZE E94APNE0364-P036;36A 

SIEMENS MDFMABS100-32， B3 3.0KW/6.5A-400V N=1415U/min resolver 伺服电机

SIEMENS 6DD1610-0AH4 通讯模块

SIEMENS 6DD1684-0GD0 电缆

SIEMENS 6DD1607-0AA2 接口模块

BD sensor 6DD1681-0GK0 接口模块

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 安装支架

Sensopart 800FP-LF7 开关

mts V10-OB-A1-I12 工业相机

levin RHM1570MD531P102 位移传感器

Warner 8132-00   3.2MM WW 附件

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

mts RHS 0300MK101S2B6100 位置传感器

mts RHS 1350MP101S2B6100 位置传感器

MID-WEST INSTRUMENT RHS 1600MP101S2B6100 位置传感器

CARLO GAVAZZI 140AA-00-O(AA)  881635 中西差压表

Mazurczak SM125 230 

ksr-kubler PT100 TF 25-160/S0G-M 

M-U-T 8 5820.261A.3600.0020.5092 编码器

BD sensor 790-00-10106 转子轴

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 线性位置传感器

ANDERSON  RHS0670MD701S1G8101 位移传感器

Micro-Epsilon NCS-L-11/60/PNP 液位开关

PILZ WPS-2100-MK77-E830 位移传感器

Metalwork 777601 继电器

Beckhoff 7010022200 单向阀

Murr FC7501-0000 接口模块

Murr Connector 7000-40821-230 0300 

himmel MURR 8-FOLD DISTRIBUTOR27867 

norelem MODEL 700 点焊机

内心的选择Leuze传感器IPRK 95/44 L.2

内心的选择Leuze传感器IPRK 95/44 L.2

超声波具有以下四个基本特性[1]:一,束射特性。超声波波长短,可以集中成一束射线;第二,吸收特性。超声波在空气、液体和固体中均会被吸收。空气中的吸收烈,固体中的吸收微弱;第三,高功率。由于频率高,超声波的功率比声波大得多,它不仅能使所作用的介质产生急速运动,甚会破坏其分子结构;第四,声压作用。声波振动使物质分子产生压缩和稀疏作用,这种由于声波振动引起的附加压力现象叫声压作用。超声波在提取冶金过程中应用的主要是功率超声。功率超声可以强化冶金过程的原因是:溶液中存在有溶解的一些气体,在超声波的作用下形成所谓的空化现象,当这些微小的气泡破裂时,产生瞬间的高温(>5000K)高压(>5×107Pa),形成所谓的“热点”,对化学反应起到非常明显的加速作用,同时高能超声形成的大量空化气泡在超过一定值的声压下发生崩溃并产生激波,将已结晶长大的晶粒打碎,使晶粒得到细化。另一方面超声波使液体出现湍流的力学特性,降低扩散阻力,同时对破坏边界层,加速传质、传热,促进微细颗粒的弥散起到了关键作用[2]。超声振动的高能量及其它的特殊效应,还可大地提高振动对凝固的作用效果[3]。超声波在液体中传播时,液体分子受到周期性交变声场的作用,产生声空化、声流效应及力学机制,引起熔体中流动场、压力场和温度场的变化,从而产生一些特殊的效果。在高温操作中,高功率超声波可用于熔体金属的迅速脱气[4]。实际上超声波对于任何中等粘度的液体的脱气几乎都适用[3]。在含水系统中脱气效果特别迅速,它能除去溶解的任何气体,使水溶液中的气体降到很低的水平。超声波脱气对于要求迅速和受控制的除去系统中气体的场合,会得到很好的效果。根据上述机理,超声波可改善熔融液在冷却凝固时的流动性,能够提供有效的结晶体,从而也可改善金属熔体的质量。

2超声波在冶金中的主要应用

2.1强化浸出过程

李俊[5]论述了湿法冶金过程中常见的三种浸出情况,并对超声波用于硫酸浸出氧化铜的过程进行了探讨。在浸出过程中施加超声影响的实践中,引用奥罗夫(Orlov)做了带超声波和不带超声波机械搅拌硫酸浸出氧化铜的对比研究,结果表明,达到相同的浸出率时,不用超声的浸出时间约为用超声的浸出时间的12倍。K.SarveswaraRao等[6]作了相关的试验研究,结果表明,超声波对从氧化铜矿石中的氨浸有着正的效应。在温度298K、粒度-300～+150μm,氨浓度2.0mol/L,含固量10g/L的条件下,超声波可使铜浸出率从70%提高到90%。与机械搅拌浸出相比,使用超声波可使浸出时间缩短近5/6,同时也使试剂消耗减少。对于相同的颗粒矿石,超声波不仅强化了浸出速率,也提高了铜的浸出率。结果还表明,在其它条件相同时,间歇式超声波(脉冲超声波)的效果优于连续式超声波。范兴祥[7,8]等人研究超声波强化草酸浸出氧化锌精矿过程。在试验条件下,用超声波辐射浸出氧化锌精矿同机械搅拌相比,浸出率有很大的提高。机械搅拌20min,氧化锌精矿浸出率仅58.12%,超声波辐射20min,浸出率则达90.24%,提高了32.12%;锌浸出率随辐射时间延长而提高;超声波辐射强度提高,辐射时间一定时,浸出率提高,浸出率相同时,浸出时间缩短。刘彬等人[9]引入超声处理技术强化铁盐浸出黄铜矿这一新颖研究方法。在相同浸出条件下,用超声波处理后,铜的浸出率提高,平均提高幅度在5%～10%,不但有效地缩短浸出反应时间,而且显著的提高铜的浸出率。赵文焕[10]等利用超声波进行银精矿中金银的氰化浸出小型试验和扩大试验,结果表明超声波浸出法具有金银浸出率高、浸出时间短、单耗低等优点,在佳试验条件下,金银浸出率分别为97%～99%和95%～96%,浸出时间只是常规氰化浸出时间的1/2,单耗降低10kg/t。王少芬[11]等人将超声波在硫化矿发电浸出过程中的应用进行了一定程度的研究。为了强化发电浸出过程,有效地提高输出电流、电压及金属离子的浸出率,将超声波引入到硫化矿与二氧化锰的同时发电浸出过程。在实验条件下,每次启动超声装置20min,直浸出约10h。在超声场作用下,输出电流和电压都有明显上升,采用超声强化比未强化处理的浸出液,由于硫化矿浸出电极在超声条件下的极化程度减弱,获得了更大的输出电流和输出电压,从而获得了更高的浸出率。K.M.Swamy等[12]研究了在有超声和无超声的情况下,用尼日尔黑曲酶属菌种浸出印度奥里萨帮红土矿。在佳工艺参数,如孢子浓度,葡萄糖用量,矿浆浓度,超声波降解时间条件下,无超声波时,浸出20d,镍的浸出率为92%;用43kHz,1.5W/cm2超声处理30min后,在孢子浓度为106个/mL和葡萄糖浓度为2%条件下浸出14d,镍的浸出率高达95%。并且在超声波作用下,镍的浸出效果比铁的浸出效果好。

2.2提高单元操作速率

严伟[13]等人主要介绍了超声波在协助萃取领域内的发展和应用情况。在相同传质领域里,用超声波强化多的是液固萃取。高频和低频都能强化萃取,但低频时达到同样的强化程度小于高频。超声波产生的脉动和控制的空化作用可以大大增加湍流强度及相接触面积,从而强化传质。BatricPesic[14]等在用Kelex100溶剂萃取镓并用超声波处理人工合成溶液和工厂的实际溶液时发现,超声波的作用使镓的萃取速率提高了15倍,所采用的超声波频率为20kHz,声强为19W/cm2。试验发现,在超声波作用下,温度对镓的萃取速率没有影响,而通常的萃取过程中,温度升高对提高萃取速率是有利的。赵洪力[15]采用自行设计的实验装置进行了用超声波技术处理含“薄膜铁”天然硅砂的试验,结果证明,在处理10min时,除铁率一般可达46%～70%,与同样条件下机械擦洗相比高出15%～45%;处理时间只需1～5min即可达到机械擦洗10～15min所达到的效果,处理时间可缩短2/3以上。Romanteen[16]等研究了在600～800℃范围内CO还原PbO的动力学。当声压升15.8Pa,600℃时,PbO的还原速率增加了15%～25%,升800℃时还原速率增加了2倍;同时还发现声波频率<6.6kHz时对PbO的还原速率没有影响。

2.3在复合材料制备中的应用

冯海阔[2]等人讨论了超声波在颗粒增强金属基复合材料制备过程中的应用。超声波在此过程中的主要作用,是改善颗粒与合金液润湿性及颗粒分散的均匀性。通过总结超声分离技术的机理及研究现状,提出一种很有发展潜力的采用超声分离技术制备颗粒增强金属基表面复合材料的新方法。王俊等[17]采用高能超声复合法制备了致密度高、增强颗粒均匀分散的SiC颗粒/ZA22复合材料,其内部没有气孔或颗粒偏聚等缺陷。认为在试验所用高能超声处理条件下,熔液中产生的瞬时局部高温、高压的声空化效应与具有高的速度和加速度的声流效应的协同作用,是改善增强颗粒与基体合金润湿性、并使颗粒在合金中均匀弥散分布的主要原因。潘进等[18]用功率超声波施加于金属熔体中,可以在极短时间内实现纤维与金属的复合,制备出了高性能复合材料。液态金属在超声作用下能渗入颗粒预制件中或与颗粒均匀混合。超声浸镀可以实现钢丝镀锌、镀铝。方孝春[19]结合超声波理论和作用及高速电镀理论,对铁基粉末冶金件镀镍的传统工艺与新工艺进行了试验对比。经过超声波清洗的镀件基体与镍层结合力明显提高;封孔处理可降低镀层孔隙,耐蚀性能提高;镀层封闭剂R处理后可有效填充和封闭镀层孔隙,阻挡腐蚀电池的产生,从而提高单层镀镍层的防护性能和品质。

2.4细化晶粒

孟丽华[20]研究了超声波处理时间对工业纯铝铸锭结晶组织的影响,分析了超声波对工业纯铝结晶组织影响的原因。研究结果表明,采用超声波方法处理熔体后,铸锭的细化率大幅度提高,可使整个铸锭断面均为微细化的等轴晶组织,过剩的超声波振动将导致铸锭细化率的下降。该实验从某种意义上证明了超声波振动的细化效果是来自于动态形核机制。胡松青[21]在熔融金属的冷却过程中导入超声波获得了较小的晶粒,并且在超声波的作用下,形成的晶核进入振动状态,从而加速生长过程。对碳钢的超声处理表明,它可使晶粒尺度从200μm减少到25～30μm,碳钢的延展性增加30%～40%,机械强度提高20%～30%。对金属锌冷却结晶的研究表明,超声处理可使其临界切变应力强度提高80%,而且,在频率为25kHz、强度为50W/cm2的超声波作用下,金属锌的晶形由圆柱形改变成均匀的六角形。Gomes等[22]认为,在NaOH溶液中,用超声波处理铝土矿可以提高微扰作用和提高矿石颗粒的溶解速率,然后再用超声波处理溶液,可使溶液中的固体颗粒沉降分离速度加快;用超声波处理加晶种的铝酸钠溶液可以提高分解速率和使晶体生长更均匀。赵忠兴[23]在铸造合金中导入超声波,并通过硬脂酸和丁二腈在凝固时施加超声波。结果认为:其周期性的空化和搅拌作用,使合金液的温度和成分均匀化,细化了铸造组织,减轻了铸造合金的宏观偏析倾向,提高了铸造组织的均匀性。他们还研究了超声波对铝合金结晶过程的影响[24],结果表明:对铝合金液施加超声波,以底部导入超声波为好,可避免氧化夹杂的生成;超声波施加于铝合金液,可使其显微组织明显细化;超声波在金属液内传导过程中,其声强度随传导距离的增加而衰减。

2.5超声脱气、去夹杂技术

用高声强的超声波处理液体可以明显减少液体中溶解的气体量[2]。该作用已经被用于熔融金属液的脱气过程,成为超声脱气技术。鲁曼里、艾斯玛赫和玻依奇[25]用超声波处理了含5%～7%镁的铝镁合金,结果表明,超声波对熔融金属中排出气体的作用很大。超声弹性振动在几分钟内可以使合金*去气。白晓清[26]等研究了超声波对流动液体中夹杂物去除效果的实验,无超声波作用下,夹杂物会自然上浮液体表面并且仅有少量的夹杂物粘附于容器的壁面和底部;在超声波作用下,夹杂物因凝聚在短时间内容易上浮液体表面或粘附于容器的壁面和底部。在1.5s和30s时,可以明显观察到有超声波作用的液体更为清澈。SarukhanovR.G[27]等研究了在频率44kHz、振幅1μm的超声波作用下锡的结晶净化过程,结果表明,超声波改善了杂质元素的分离效果,使Cu、Au、Cr、Ni在锡中的分配系数降低了25%～45%,从而达到使锡精炼的目的。

2.6超声无损检测(NDT)技术

陈革等[28]针对粉末冶金(PM)零件在制备过程中不可避免存在的缺陷(气孔或裂纹),采用NDT技术对其进行了初步研究。结果表明,超声无损检测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数量和状态。散射波不明显时,说明材料的孔隙很小,可能小于超声波的波长;散射信号杂乱且增强时,说明材料孔隙较多。但散射波与孔隙之间的量的对应关系,因所受影响因素众多,只能大概反映孔隙的状况。超声无损检测中声速和材料中的孔隙率有一定的线性关系,声速的减小代表了材料孔隙的增多,同时在一定程度上也反映了材料的性能。因此,可以用超声无损检测技术来评价PM材料的某些性能。从而达到对该类零件实现非破坏性的快速、全面检测的目的。李军[29]对不锈钢复合钢板超声波检测方法进行了阐述。在检测不锈钢复合钢板时,通常选用单晶直探头局部水浸法从复板一侧按照扫查灵敏度进行检测,一旦发现缺陷波的信号,先将其圈住,再用单晶直探头的直接接触法准确划出缺陷的边界(确定边界用缺陷波全波消失法),并按照生产合同技术要求的相关标准,对缺陷是否可以修复做出准确评判。

3结论

(1)超声波对许多冶金过程确实能起到有效的强化作用。从实际应用的角度来看,现在的超声波设备普遍存在功率小的问题,不能*工业化生产的要求,尽快研究出大功率超声波设备是解决应用问题的当务之急。随着科技的进步,可以相信在不久的将来,功率超声在强化冶金过程、复合材料的制备、细化晶粒,脱气去杂质,检测等方面的应用将越来越广阔,发挥越来越重要的作用。

(2)超声波会导致固体和液体出现“空化现象”。虽然对生物体来说,产生瞬态空化作用时,靠近爆炸气泡附近的细胞会受到损伤,但一般说来,在人体内大多数器官和生物流体中,损伤少量细胞不会对人体产生危害。

(3)超声波在我国冶金工业中的应用发展迅速,一方面得益于技术本身的不断完善,另一方面有超声波设备生产厂家的支撑,比如深圳市科工达超声设备有限公司、深圳市时代超声设备有限公司、宁波海曙金达超声设备有限公司、北京超声波明和公司等大型制造厂商,都以生产冶金行业超声波设备为主。

对于大型冶金工业厂房,钢结构近期兴建的项目较多,规模越来越大.由于大型钢结构厂房历史不长,钢结构安装的施工技术并非十分成熟,在大规模工程实践过程中,广大工程技术人员遇到诸多技术问题,急待钢结构专业研究人员去解决;可见结合大型的工业厂房钢结构安装进行施工技术的研究是十分必要的,同时对今后的工程实践也是极有意义的.本文将以广东省韶关钢铁集团有限公司(以下简称“韶钢”)大转炉主厂房钢结构安装施工为例进行研究.

2工程概况

大转炉工程位于韶钢三轧厂和炼轧厂以北、热电厂第三热电站以东,占地面积约22万m2,建筑面积约11万m2;建筑工程主要包括新建的炼钢和连铸车间主厂房、生产辅助建筑.其中主厂房共九跨,由水渣跨、干渣跨、脱硫跨、加料跨、钢水接收跨、连铸浇铸跨、切割跨、出坯跨组成,建筑面积70000多m2.上部采用全钢结构,总重约1?9万.t其中,柱子为二阶或三阶格构式钢柱,上段为工字形截面,柱脚形式均为杯口插入式柱脚.上柱为单根焊接H型钢,截面尺寸A列1500×700,重14?5t/根,长25?895m;B列截面尺寸2750×800,重22?05t/根,长27?850m.对于E、F列非塔楼立柱和C、D、G列各柱,重量基本在36~55t之间,基本上分二段制作,分段位置设置在一阶牛腿面上,分段制作的柱子均在吊装前进行预拼,满足相应质量要求.

3吊装方案的选定

根据实际情况,如何经济、高效地完成主厂房结构的安装是主要的问题.而这一主要问题的关键是吊装机械的选用及布置.根据工程特征,主吊机械选用2台150t履带吊和1台120t汽车吊,其中150t履带吊负责加料跨、炉子跨、钢水接收跨、连铸跨的吊装,120t汽车吊负责出坯跨,切割跨、脱硫跨、干渣跨、水渣跨的安装和附属钢结构的安装,辅助机械选用2台50吊机和1台45t吊负责构件倒运、拼装.施工准备涵盖的内容较多,基础的正确交安是关键的一项,只有交安准确才能保证结构安装的正确性.另外要考虑结构制作与基础施工的偏差,并考虑结构制作的温度影响,在基交安时一同消除.结构安装施工前还应重点考虑设备的供货、储存、码放等.只有合理安排组织构件的顺序,才能保证安装的顺利进行.大转炉工程由于施工场地较宽阔,设备单独储存在设备堆放场,采用二次倒运进行安装,保证了施工现场的整洁.高强螺栓的管理应重点对待,应有计划有制度的进行管理.现场储存场地应重点考虑,特别是在多雨潮湿的韶关地区,应特别重视.施工安全设施的准备是安装顺利进行的保证,在充分了解图纸的前提下经济合理地准备好如下工作.

4钢结构安装施工

4.1安装程序

4.2编制构件吊装顺序表

按照结构制造的安装图的构件编号及结构的安装顺序编制吊装顺序表.

4.3构件的合理码放管理

为便于结构构件的安装,构件进厂后应进行合理的堆放.原则为:现场急需安装的应直接堆放到现场,按照吊装顺序先吊装的码放在上头,后吊装的码放在下头.不急于吊装的构件暂时存放在现场外.堆放时应注意柱梁分开并按照轴线分类码放.存放场地应设专人进行管理,并按供货要求和供货清单进行清点,资料存档.构件堆放时H型构件应立放,不得平放.每个构件的支点不得少于两个,支点的位置宜在构件端部1/7跨处,叠放时不得超过3层并用木方正确的分层垫好垫平,支点应上下对齐.

4.4安装说明

4.4.1垫铁加工

垫铁采用不同厚度的钢板加工,12mm及以下钢板采用切板机下料,较厚的钢板采用半自动切割机切割,切割后采用角磨砂轮将毛边磨平.

4.4.2划线校验

按图对柱子进行编号,并标明标高及前后方向.将柱子平放在组合平台上,根据图纸尺寸校验柱子外形尺寸;检验柱面与断面的垂直度.对柱子进行外观检查,应无裂纹、分层、撞伤等缺陷;节点接合面无严重锈蚀、油漆、油污等杂物;焊缝外观检查无裂纹和咬边情况等.

4.5主要安装方案

4.5.1钢柱安装

采用钢板凳定位方法:杯口基础清理后,采取水准仪、经纬仪对基础进行标高测量、轴线测量.用钢卷尺对钢柱实物进行测量其长度(以牛腿处柱脚为准).以上基础标高误差+钢柱实物长度误差,得到钢板凳的加工高度,以基础的实际轴线位置作为定位销子的位置.以上方法必须在杯口基础浇灌前进行座浆垫板埋件的施工,即土建在杯口基础装模时,制作一个锥形模件安装于基础中心.在杯口基础拆模后,通过二次座浆把埋件放于杯口基础,通过座浆垫板调整高度与水平度及定位销轴线位置.

4.5.2吊车梁安装

依据吊装柱子的中心线在每根柱子的牛腿面弹出吊车梁的中心线,在吊梁中心线上设置两点,然后用钢尺和弹簧称校核并列两根吊车梁的中心线间距(轨距).根据柱肩梁上的螺栓孔,测出两根吊车梁对齐面的轴线,用钢尺测出两轴线间距是否与吊车梁的安装长度相符.待柱子、柱间支撑安装完毕,可将吊车梁吊装到位,临时固定,底部用螺栓与柱子连接,顶部用L100×8的角钢与柱子临时焊接,吊车梁安装时,应根据柱肩梁上的行车梁中心线和轴线进行摆放.长度小于18m的吊车梁采用两个吊点捆绑,大于18m吊车梁采用4个吊点绑扎,36m吊车梁利用150t或80t吊机吊装就位.

4.5.3屋架安装

1)屋架扶直与就位

屋架扶直时起重机的吊钩应对准屋架中心,左右两边的缆风绳应对称,吊索与水平的夹角要在45°.吊索应使其受力均匀,以避免屋架在扶直过程中产生扭曲应力.钢屋架扶直后,应在两侧采用钢管或毛竹对夹屋架腹杆进行临时加固,以增强屋架纵向刚度,保证其吊装过程不变形.紧接进行吊装就位.在吊装时考虑到屋架的安装顺序和两端方向,用安装螺栓与厂房柱连接,以保持屋架的稳定.屋架的绑扎点选在上弦的节点处,且采用4个吊点左右对称,高于屋架的重心,使屋架起吊后能基本保持水平,不摇晃不倾翻.在屋架的两端拉设稳绳,吊装时由两名工人拉紧熘绳,以便于控制屋架转动.

2)屋架的吊装就位和临时固定

在屋架吊装前使用经纬仪和卡尺在柱顶测出定位轴线,检查相应柱头的间距和屋架的几何尺寸.屋架吊起离地面300mm左右时,将屋架转吊装位置的下方,再将屋架提升到柱上方500mm左右,然后将屋架缓缓降安装位置进行对位作业.吊机选用150t或80t履带吊.一榀屋架的临时固定应准确可靠,采用每侧两根直径11mm的钢丝绳从两边拉牢的方法进行.第二榀屋架的临时固定用工具式水平支撑与一榀屋架连接,以后各屋架与前一榀屋架采用相同方法连接.每榀屋架一边少有两个工具式水平支撑.后续各屋架的位置和垂直度通过这些工具式支撑进行调整.每相邻两榀屋架吊装就位,经校正满足设计和规范要求并与柱顶按设计要求固定后,及时将屋架支撑系统杆件安装到位,使之成为一个相对独立的单元,取下工具式支撑,安装屋面檀条.

3)屋架固定

屋架两端与厂房柱的固定,上弦采用支托板焊接加久螺栓的连接方法,下弦采用焊接的方法.支托板与屋架上弦端板的顶紧面必须保证有2/3以上接触面.安装螺栓孔不能任意用气割扩孔,久性螺栓不得垫2个以上的垫圈,螺栓外露丝扣长度不少于2~3扣.[1]

4.5.4高强螺栓的保管与紧固

1)高强螺栓的保管:高强螺栓在使用时应轻装、轻卸,防止损坏螺纹.高强螺栓应按包装箱上注明的批号、规格分类保管,室内存放.堆放不宜过高.使用时应防止生锈和污染脏物.高强螺栓在安装使用前严禁任意开箱.当天剩余的螺栓必须妥善保管,不得乱扔、乱放.安装时不得将螺栓强行打入,防止损坏螺纹,扭矩系数发生变化.

2)高强螺栓的紧固:本工程所有柱、梁及支撑连接采用中国标准的钢结构用10.9级扭剪型高强螺栓,单轨吊车梁的连接采用普通螺栓.扭剪型高强螺栓的拧紧一般节点分为初拧、终拧.对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧.初拧及复拧后的高强螺栓在螺母上涂黄色油漆然后用扳手进行终拧打掉梅花头.要求外露一个丝牙.高强螺栓在初拧、复拧和终拧时,应按照由中央顺序向两侧对称施拧.初拧、复拧及终拧应在同内完成.[2]

5施工设施

5.1结构安装设施

结构安装时人员上下采用钢爬梯,钢柱安装前在地面提前安装临时爬梯.直爬梯制作考虑标准化,每节爬梯长度5m,宽度400mm,用-40×4扁钢和Φ12圆钢制作,圆钢和扁钢打孔塞焊,踏步高度300mm,爬梯之间连接可使用螺栓连接,即在爬梯两端的扁钢上分别打两个Φ18mm的孔,用M16螺栓把两节爬梯连接起来.爬梯安装在柱子的小面上,以免影响钢梁的安装.爬梯与钢柱固定方法:爬梯上端以柱箍形式与钢柱固定,柱箍用∠63×6角钢和Φ16对拉螺栓制作,柱箍与钢柱之间夹垫4mm厚橡胶垫,爬梯与柱箍用螺栓连接,爬梯与钢柱间留出100mm距离爬梯详图及安装方法附图.为了方便人员的上下,厂房的正式楼梯应及时进行安装.

5.2构件安装平台

钢梁及支撑安装时,在节点位置应搭设操作平台,在每个梁柱结点处和两柱相接处均需安装操作平台,操作平台由柱箍、脚手板和防护栏杆组成,柱箍用∠63×6角钢和Φ20对拉螺栓制作,柱箍与钢柱之间夹垫4mm厚橡胶垫,角钢及螺栓的长度应根据钢柱截面尺寸加工,角钢应从柱边伸出800mm,以便于铺设脚手板和留出人员上下空隙.每个操作平台设两组柱箍、4块脚手板,四面安装围护栏杆,脚手板与柱箍的角钢绑扎牢固,与钢柱留出500mm空隙,便于施工人员上下并按规程搭设安全防护围栏,操作平台应在钢柱安装前进行安装.

5.3人员水平行走

安装人员在各层水平行走时,应在通道中通行.通道采用脚手板铺设,利用脚手管搭设水平防护栏杆.

6安全设施

6.1防人员坠落设施

防人员坠落主要从以下几个方面考虑:1)人员爬钢梯时,采用坠落自锁装置,解决钢爬梯无保护的问题.自锁装置使用时应注意不能装反.人员爬行时,自锁装置应始终在人员的上方.2)安装钢梁及支撑时,由于通道暂不能搭设,因此安装同钢柱连接的钢梁时,人员站在操作平台上,安全带挂在防护栏杆上.安装同主梁连接的钢梁及支撑时,主钢梁部位挂安全防护绳,人员将安全带挂在防护绳上行走.当主梁安装完成后应及时挂设安全网,并在结构外侧搭设挑网.

6.2防物体坠落设施

安装使用的工具,如扭矩扳手、过冲、扳手、撬棍、角磨机等应采用安全保护绳,防止坠落.使用的螺栓垫片等应放入工具袋.

7施工体会

1)基础的正确交安是关键的一项,只有交安准确才能保证结构安装的正确性.

2)安装钢柱时采用钢板凳定位销法与常规的预埋件、垫板安装法对比,具有简便易行、降低人工、机械成本以及工人的劳动强度、提高安全系数和工作效率等优点.

3)结构安装施工前还应重点考虑设备的供货、储存、码放等,只有合理安排组织构件的顺序,才能保证安装的顺利进行.

4)对于高强螺栓施工,初拧顺序及紧固力大小对螺栓紧固的均匀性有很大影响.通过对称初拧使构件连接板层密贴程度提高,保证各螺栓均匀受力,摩擦面性能得到充分利用,节点承载力提高.

5)施工安全设施的准备是安装顺利进行的保证.