摘要:從施工順序的安排和作業(yè)設(shè)施、材料運(yùn)輸方面對(duì)筑爐工程的施工方法進(jìn)行了介紹,并對(duì)預(yù)砌筑和試噴涂進(jìn)行了闡述,探討了高爐的砌筑方法,以保證高爐的施工質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:高爐;筑爐;砌筑;施工
隨著新時(shí)代科技技術(shù)的不斷提高,我國(guó)的鋼鐵冶煉技術(shù)也在不斷完善,高爐也趨于大型化。為了實(shí)現(xiàn)高爐長(zhǎng)壽,節(jié)能的目的,除了使用新技術(shù)和新材料之外,高爐的砌筑施工質(zhì)量也是關(guān)鍵,熟練的砌筑施工操作以及科學(xué)的施工工序是保證質(zhì)量的關(guān)鍵。
高爐爐體分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸及爐底等幾部分,爐喉、爐腰和爐缸為中空?qǐng)A柱體,爐身和爐腹則分別為上小下大和上大下小的平截空心園錐臺(tái)體,爐底為圓柱體。高爐爐底的耐火材料一般采用高鋁磚及炭塊磚兩種,爐缸及出鐵口一般采用剛玉磚、炭塊組合磚及高鋁磚等,爐缸以上部分采用高鋁磚、粘土磚、碳化硅磚及不定形耐火材料。
一、施工順序的安排和作業(yè)設(shè)施
高爐系統(tǒng)筑爐工程中,最科學(xué)的施工程序是先熱風(fēng)爐后高爐。高爐耐磚一般分為兩次作業(yè):第一段自爐底、爐缸砌至爐腹;托圈以上是第二段,包括爐腰、爐身、爐喉與爐頂。第一段的施工量較大,對(duì)施工要求比較嚴(yán)格,也是爐體砌筑的重點(diǎn)。當(dāng)爐腰處設(shè)有設(shè)計(jì)托圈時(shí),則爐內(nèi)砌磚采用一段作業(yè),即從爐底往上一直砌至爐頂。
施工前,在托圈下500mm-1000mm處,應(yīng)安排爐腹保護(hù)棚,總體上分為上下兩個(gè)工作區(qū),除了起到保護(hù)安全的作用之外,還可在保護(hù)棚下設(shè)置電葫蘆軌道,進(jìn)行炭塊、組合磚箱的運(yùn)輸。保護(hù)棚可用I32,I24,I20等槽鋼焊接而成,上鋪木板,木板上可用一層薄鐵皮覆蓋嚴(yán)密,所有設(shè)施安裝完成后進(jìn)行試車,確定符合設(shè)計(jì)要求時(shí)再使用。高爐吊盤一般是用四個(gè)10t的平拉葫蘆連接在四根鋼絲繩上來(lái)提升,同時(shí),還有四根承重鋼絲繩,八根鋼絲繩等距離地安裝在吊盤樁架上的主梁上,吊盤通過(guò)手拉葫蘆提升后,主要由承重鋼絲繩承受全部的重量,吊盤設(shè)計(jì)總荷載不應(yīng)小于150kN。
二、炭質(zhì)爐缸的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)及選材
高爐的生產(chǎn)和使用過(guò)程中,爐底爐缸破損的主要原因是鐵水滲透、沖刷和化學(xué)反應(yīng)。尤其是出鐵時(shí),鐵水流動(dòng)會(huì)給高爐造成很大的沖擊力,鐵水會(huì)透過(guò)磚縫和孔隙滲侵蝕磚襯,時(shí)間一長(zhǎng),就會(huì)在爐缸側(cè)壁與爐底相交處形成一片侵蝕區(qū),間斷爐缸的使用壽命。另外,通常炭磚的溫度在800℃以上,容易和堿性金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng),會(huì)使?fàn)t缸局部體積膨大,形成一片脆化區(qū),進(jìn)而造成爐缸部位磚襯環(huán)形斷裂。因此,要保證爐缸、爐底的高效穩(wěn)定運(yùn)行,首先就要進(jìn)行防鐵水滲透、侵蝕,將800℃等溫線推至炭磚以外。
三、材料運(yùn)輸
高爐系統(tǒng)筑爐工程,每次材料的輸送量保持在100t-150t。所有的耐火材料應(yīng)按砌筑順序逐月運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)。當(dāng)高爐爐底為高鋁磚時(shí),最好使用磚筐運(yùn)輸,爐底磚經(jīng)挑選、配層、裝箱后,在按順序吊運(yùn)到爐內(nèi)。當(dāng)爐腰、爐身等部位都沒(méi)有開設(shè)輸送原料口時(shí),可采取在爐內(nèi)安裝卷?yè)P(yáng)塔配合吊盤的施工方法,耐火材料經(jīng)通風(fēng)口遞入爐內(nèi),經(jīng)卷?yè)P(yáng)塔提升至所需高度。如果在施工中采用兩段施工法時(shí),就以托圈為界,分為上下施工段,爐腰、爐身部分的進(jìn)料口視現(xiàn)場(chǎng)情況而定,一般在冷卻壁區(qū)域,可有兩塊爐殼暫時(shí)不焊接,作為進(jìn)料口,而在爐身無(wú)冷卻壁區(qū)域,沿爐殼高度方向,每隔3.5m左右的地方開設(shè)一道800mm×800mm的進(jìn)料口。上升管及下降管的耐火材料都應(yīng)利用高爐運(yùn)料的卷?yè)P(yáng)塔運(yùn)輸。
四、高爐內(nèi)部砌筑施工
。ㄒ唬┉h(huán)狀爐襯的砌筑
UCAR磚及國(guó)產(chǎn)模壓微孔小塊炭磚在爐外預(yù)砌時(shí),應(yīng)該按順序從鐵口或風(fēng)口將炭磚按順序運(yùn)往爐內(nèi),擺在砌筑位置上。環(huán)狀砌體由雙環(huán)或多環(huán)組成時(shí),應(yīng)先砌內(nèi)環(huán),后砌外環(huán)。砌筑時(shí),從鐵口兩側(cè)開始,先在起點(diǎn)處砌2-3塊炭磚,檢查已砌筑炭磚上表面的水平度、垂直度和炭磚的砌筑半徑合格后,再順著圓周向兩邊砌筑。當(dāng)砌到鐵口區(qū)域時(shí),先砌鐵口,再砌鐵口兩邊的炭塊,用千斤頂從兩側(cè)頂緊,并同時(shí)打緊間隙中的全部木楔,使炭磚接觸緊密,防止已砌筑的炭磚砌體產(chǎn)生位移而導(dǎo)致裂縫加大。砌筑環(huán)狀爐襯時(shí),必須逐層檢查炭磚的砌筑半徑,其半徑的偏差在15mm之內(nèi),爐襯中心線與高爐垂直中心線的偏差在30mm之內(nèi)。砌體表面的平整度大于5mm,用2m的靠尺檢查。合格后,才能砌上一層的炭磚。
。ǘt底砌筑
1、滿鋪炭塊爐底的砌筑
滿鋪爐底共有兩種方法:臥砌、立砌,每層之間的炭塊都是以薄縫相接的,垂直縫小于1.5mm,水平縫小于2mm。臥砌與立砌都能利用炭塊支撐架,從而進(jìn)行砌筑,從中心開始,根據(jù)工程實(shí)際情況編號(hào),沿中心線準(zhǔn)確砌筑中心炭塊列,同時(shí)進(jìn)行檢查,檢查合格后,再砌第2列,當(dāng)一側(cè)砌完3列以上炭塊時(shí),可兩側(cè)同時(shí)展開砌筑,千斤頂需要同時(shí)進(jìn)行施工,保證砌筑的平衡的和穩(wěn)定。一層炭塊砌完后,用炭搗料將周圍的脹縫分層填搗密實(shí),最后進(jìn)行研磨找平。
2、混合爐底的砌筑
混合爐底系中間為高鋁(粘土)磚,周圍是環(huán)形炭塊所組成的結(jié)構(gòu),爐底上下、相鄰層環(huán)形炭塊與高鋁磚之間的厚縫應(yīng)錯(cuò)開,它們之間的厚縫用炭素料搗打,環(huán)形炭塊的砌筑一般采用支撐法或頂砌法施工,在施工時(shí),要經(jīng)過(guò)檢查縫隙及中心線,隨時(shí)調(diào)整,混合爐底中高鋁磚部分見爐底粘土磚的施工方法,高鋁磚與炭塊的配比很重要,一定要精心按規(guī)范進(jìn)行,磚砌完后,對(duì)厚縫進(jìn)行炭料搗打,先打外環(huán)縫,再打內(nèi)環(huán)縫,壓縮比分別為40%,45%。
3、高鋁(粘土)磚爐底的砌筑
高鋁磚爐底是由許多層豎砌磚層構(gòu)成的,每層砌筑成十字形,上、下相鄰磚層中心線相互錯(cuò)開30°-60°角,最上一層中心線與出鐵口中心成30°-60°角。每層爐底均都要從中心十字形開始砌筑,同時(shí)還要保持十字形的相互垂直,中心磚宜以異向方木為異向面。爐底最好使用沾漿法砌筑,以保證施工的穩(wěn)定性。在施工過(guò)程中,應(yīng)檢查磚縫厚度、泥漿飽滿度、平整度及相鄰標(biāo)高,磚層上表面局部錯(cuò)牙應(yīng)磨平。
。ㄈt缸砌筑
1、爐缸環(huán)形炭塊砌筑
爐缸通常是由環(huán)形炭塊組成的,鐵口、風(fēng)口周圍則砌以組合磚,爐缸鐵口帶施工時(shí),先砌環(huán)形炭塊,后砌鐵口組合磚,因此,必須嚴(yán)格按鐵口中心線留設(shè)組合磚位置。鐵口組合磚砌筑前,應(yīng)在鐵口通道兩側(cè)設(shè)出磚層線并將標(biāo)高、中心線引至中心柱上,根據(jù)配磚圖逐層砌筑。風(fēng)口帶組合磚要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙逐塊砌筑,同時(shí)要控制好它與風(fēng)口之間的差異,當(dāng)出現(xiàn)差異時(shí),要及時(shí)調(diào)整。鐵口、風(fēng)口、渣口砌完磚后之間的厚縫,用搗打料搗打密實(shí)。
2、爐缸粘土(高鋁)磚砌筑
爐缸墻各層皆平砌成互相交錯(cuò)的同心圓環(huán),同層相鄰的放射縫,上下相鄰磚層的垂直縫與環(huán)縫均應(yīng)交錯(cuò)。砌筑施工前,根據(jù)事先找好的中心線,安設(shè)半經(jīng)規(guī),在此基礎(chǔ)上畫出爐缸的圓周線,爐缸墻下面環(huán)狀帶的爐底表面應(yīng)找平。出鐵口區(qū)域的磚,應(yīng)從出鐵口開始向兩邊進(jìn)行,并應(yīng)使出鐵口通道墻早于相應(yīng)高度的爐缸墻的砌筑。渣、風(fēng)口可按安好的水套用水平磚層錯(cuò)臺(tái)砌筑。
。ㄋ模t缸以上部位的砌筑
爐腰、爐身段砌體為兩環(huán)磚,上、下兩層應(yīng)交錯(cuò)砌筑,爐喉鋼磚內(nèi)澆筑料的充填與安裝配合進(jìn)行,按一層鋼磚填充一次澆筑料。施工時(shí),要找好中心線,隨時(shí)檢查半徑尺寸,及時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)中的問(wèn)題,解決問(wèn)題。
五、結(jié)束語(yǔ)
在施工時(shí),要對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行嚴(yán)格的控制,特別是工程的標(biāo)高、半徑、灰縫厚度及勾縫等施工程序,這樣才能為今后的施工創(chuàng)造優(yōu)秀的前提條件。立足于現(xiàn)有測(cè)量工具,精確測(cè)量以達(dá)到最佳施工質(zhì)量。
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