分段加熱焦?fàn)t施工技術(shù)探析

楊杰 朱燦鵬(北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司， 北京 100043)

分段加熱焦?fàn)t施工技術(shù)探析

楊杰 朱燦鵬(北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司， 北京 100043)

首鋼長鋼公司新建了6m分段加熱下調(diào)式焦?fàn)t。該爐型為首鋼國際工程技術(shù)有限公司自主設(shè)計研發(fā)。該爐型具有用煤范圍廣、產(chǎn)焦量高且優(yōu)、氮氧化物排放量低等特點。本文通過系統(tǒng)介紹焦?fàn)t砌筑過程，詳談了施工中采取的一些優(yōu)化措施，為以后焦?fàn)t砌筑奠定了基礎(chǔ)。

焦?fàn)t;砌筑;施工管理

1 工程概述

首鋼長鋼焦化焦?fàn)t是炭化室高6米，2×65孔的大型搗固焦?fàn)t。由北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司設(shè)計、施工總包。針對煙氣氮氧化物排放量的限制，本爐體采用蓄熱室分格下調(diào)、燃燒室分段加熱結(jié)構(gòu)，加熱方式為復(fù)熱式：既可以用焦?fàn)t煤氣加熱也可以用高爐煤氣加熱。本項目建成后可年產(chǎn)冶金焦120萬噸。首座2號焦?fàn)t已經(jīng)投產(chǎn)，1號焦?fàn)t正在進(jìn)行護(hù)爐鐵件安裝。

2 施工流程

預(yù)砌筑→測量放線→基礎(chǔ)頂板砌筑→蓄熱室單墻、主墻砌筑→吹風(fēng)清掃→斜道砌筑→吹風(fēng)清掃→燃燒室砌筑→吹風(fēng)清掃→爐頂砌筑→吹風(fēng)清掃→裝斜道口調(diào)節(jié)磚→裝蓄熱室調(diào)節(jié)磚、碼放格子磚并砌筑蓄熱室隔墻。

3 施工特點及采用新技術(shù)

3.1 砌筑前的準(zhǔn)備工作

(1)與土建專業(yè)的交接。由于焦?fàn)t髙向依賴于的基礎(chǔ)頂板，縱向依賴于抵抗墻。好的土建成品對后期爐體質(zhì)量好壞起著至關(guān)重要的作用。土建的誤差要求較工藝專業(yè)的寬松，未滿足工藝設(shè)計要求，可能需要對土建成品進(jìn)行處理：基礎(chǔ)頂板二次找平抹面，注意不能出現(xiàn)夾層，檢查用敲擊法觀察是否出現(xiàn)啞音；抵抗墻的二次找平，本工程采用隨砌筑隨找平的原則。

(2)爐體重要部位的預(yù)砌筑。所謂預(yù)砌筑，就是在正式施工砌筑之前對爐體復(fù)雜的、不同的部位進(jìn)行單元式砌筑。有些施工隊伍感覺預(yù)砌筑比較麻煩，干脆取消了預(yù)砌筑，其實不然，預(yù)砌筑主要是檢查磚縫、磚型設(shè)計及生產(chǎn)加工有無問題，為后期施工能夠順利進(jìn)行奠定了重要基礎(chǔ)。

(3)砌筑溫度的保證。2#焦?fàn)t砌筑時間為冬季，為滿足砌筑溫度在5℃以上，本工程采用了保溫彩鋼瓦式大棚、臨時蒸汽管道、焦炭爐等保溫措施，保證了施工的砌筑溫度要求。

3.2 材料運輸

每座大棚各設(shè)有兩臺5噸行車作為棚內(nèi)運輸機械，耐火材料倉庫內(nèi)設(shè)5臺叉車作為配磚、上磚的運輸工具，每座焦?fàn)t搭設(shè)一個攪拌站，內(nèi)有5臺泥漿攪拌機。材料運輸采用白班配磚、夜班機械上磚模式：焦?fàn)t焦側(cè)蓋有臨時配磚棚，白班通過叉車從磚庫往配磚棚運磚進(jìn)行人工配磚，夜班吊裝配好的磚上爐。這種材料運輸模式的節(jié)省施工時間，大大的降低了工人的勞動強度。

3.3 焦?fàn)t砌筑前定位及放線

焦?fàn)t開始砌筑之前要進(jìn)行定位測量及放線。本工程在爐區(qū)外設(shè)置四處永久基準(zhǔn)點，通過矯正土建抵抗墻上的定位基準(zhǔn)，定出焦?fàn)t中心線及正面線。放線采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀及專用的50m卷尺進(jìn)行：通過抵抗墻上定位測量出主墻、單墻的砌筑位置。重點部位采用劃線砌筑，具體做法：砌筑之前將預(yù)砌筑磚的尺寸位置精準(zhǔn)的刻畫在長木條上，以焦?fàn)t中心線為基準(zhǔn)，在逐墻把長木條上尺寸定位刻畫在下層已砌好的磚層上，這樣既節(jié)省了砌筑時間，又保證了施工質(zhì)量。

3.4 主體砌筑施工

(1)機焦側(cè)煙道。與煙道傳統(tǒng)閉式砌筑方法相比，采用了開式砌筑方法：先澆筑煙道的底板及側(cè)壁，之后砌筑煙道內(nèi)襯隔熱磚，在澆筑珍珠巖澆注料，之前此處設(shè)計為隔熱磚，珍珠巖澆筑料比隔熱磚保溫效果好，不僅成本低廉，并且便于施工，最后在澆筑煙道拱頂。這種施工方法比閉式施工環(huán)境好，便于把控?zé)煹纼?nèi)襯砌筑質(zhì)量，采用了珍珠巖澆注料，在保證煙道溫度的前提下，節(jié)省了施工時間、工程造價。

(2)施工組織安排。本座焦?fàn)t炭化室為65孔，安排了23個砌筑小組，每組人數(shù)為4人，一個小組負(fù)責(zé)3道墻體的砌筑，也就是三循環(huán)砌筑，并且為了保證墻體的垂直度，每天的砌筑高度不能超過1米。這種施工方式，保證了砌筑工每天的工作強度，不會疲勞施工，單墻質(zhì)量落實到人，便于施工質(zhì)量管理。在進(jìn)行燃燒室砌筑過程中，總包方拿出專項獎勵基金，進(jìn)行小組間砌筑質(zhì)量大比武，大大激發(fā)工人的勞動積極性。

(3)小煙道、蓄熱室部位。蓄熱室墻砌筑時,先砌筑機、焦側(cè)爐頭，待機、焦兩側(cè)爐頭砌磚定位完成后，拉通線砌筑，每層墻砌完后，利用水準(zhǔn)儀檢查墻面標(biāo)高，保證層高控制在允許誤差范圍內(nèi)。每道墻砌第一層磚時，均勻鋪一層油氈。小煙道部位砌筑完成后，要求當(dāng)天砌筑完成后用工具將煤氣管磚清掃一遍，確定暢通后用鐵皮蓋封蓋。

中心隔墻砌完后，將主、單墻兩面清掃干凈，按放在主、單墻上面的磚層線，從中心往兩端鋪底，砌筑小煙道襯磚。襯磚砌筑時要及時支撐木桿，以保證小煙道洞寬尺寸不變小。煙道砌筑完后，經(jīng)清掃、檢查確認(rèn)合格后，在小煙道底部鋪上5～10mm厚的干凈木屑，這種方式便于后期清掃吹灰，如果清掃不凈，木屑也會在后期工況下焚燒殆盡。

篦子磚砌筑前要干排驗縫、檢查磚號，按磚號的順序進(jìn)行預(yù)砌筑。而后，從中心隔墻處往機側(cè)或焦側(cè)端砌筑，磚下部泥漿隨砌隨刮凈，腳臺平整度要隨時用靠尺檢查，不得超過5mm，相鄰錯臺≤2mm，經(jīng)檢查合格后，在其上鋪蓋油氈。

(4)斜道部位。斜道砌筑最重要的是保證斜道口尺寸及位置準(zhǔn)確，砌筑第一層前，根據(jù)爐體縱、橫中心線，在蓄熱室墻面標(biāo)出各斜道口的位置線,并且斜道口寬度及中心距要勤檢查，控制在設(shè)計要求范圍之內(nèi)，斜道口內(nèi)應(yīng)清掃干凈，不能存有明顯灰疤。

斜道區(qū)域橫向磚縫、懸空磚縫不能用塞尺檢查，防止泥漿捅掉，此外，為防止磚的踩動開裂，一般不在墻面上擺放配磚板，上磚采取逐層擺磚方式。砌過頂磚時，要隨手將下部泥漿刮干凈。斜道砌筑應(yīng)逐層清掃、勾縫，逐層對標(biāo)高、平整度、脹縫進(jìn)行檢查，合格后方可砌筑上層。在第一、二層砌筑過程中，還應(yīng)盡量保持相鄰墻標(biāo)高差為±5mm。

(5)燃燒室部位。斜道聯(lián)合驗收合格后，開始放燃燒室線，放出每個燃燒室墻的邊線及砌筑的配列線，砌筑時依線控制。燃燒室下循環(huán)孔磚號較多，磚型復(fù)雜，砌筑時嚴(yán)格按圖施工。第13層砌筑完后，應(yīng)將煤氣道徹底清掃干凈，再將煤氣管磚口塞上發(fā)泡苯乙烯，防止落入異物，阻塞立火道，然后在其周圍和底部灑上干凈鋸木屑。

經(jīng)檢查合格的斜道口用灰袋子蓋上，燃燒室墻中間段按“①、②、③、④砌磚法”砌筑，即先砌一側(cè)兩塊墻面磚，再砌立火道隔墻磚，最后砌另一側(cè)“丁字磚”。

燃燒室墻每班砌筑完成后，對機側(cè)、機中、爐中、焦中、焦側(cè)等5個點的墻寬尺寸進(jìn)行?？?，并做好記錄。此外，檢查墻面的垂直度和平整度，立火道中心距和燃燒室墻頂標(biāo)高。合格后，經(jīng)清掃、保護(hù)板取出，才可砌筑炭化室過頂磚。炭化室內(nèi)設(shè)置的活動腳手架每升一步跳時，不得超過已砌磚層，以便檢查。

爐頭正面線主要控制機、焦側(cè)爐肩，控制住每個炭化室長度，使其符合設(shè)計、規(guī)范要求。燃燒室爐頭正面線校準(zhǔn)線設(shè)置在機、焦側(cè)爐肩向內(nèi)退550mm，在每一輪砌筑完畢后用經(jīng)緯儀放出，并在每一道墻上用墨線彈出。

(6)爐頂部位。在燃燒室墻上畫出裝煤孔和上升管孔中心線和邊線，然后根據(jù)燃燒室中心線量尺，拉線砌過頂磚，要仔細(xì)檢查磚的外觀，不允許使用有橫向裂紋的磚。過頂磚一般不允許反向砌筑，但因磚公差原因，可適當(dāng)反砌幾塊。砌看火孔墻時，則在機中、焦中、爐中部位各先砌一個孔，再根據(jù)已砌的孔中拉線砌筑余下的孔。為防止泥漿掉入，孔磚砌筑時，應(yīng)使用清掃工具，清除孔內(nèi)泥漿?？椿鹂讐ζ鐾旰螅瑢⒀b煤孔、上升管孔和裝煤車軌道下部砌體中心線、邊線、畫在墻上，然后砌筑粘土磚。

填芯砌體砌筑時，應(yīng)保證磚縫泥漿飽滿，嚴(yán)格按照圖紙設(shè)計要求砌筑。砌筑完成經(jīng)檢查確認(rèn)合格后，安裝鐵件及爐蓋，砌筑爐頂缸磚。砌筑時應(yīng)拉通線，且磚縫泥漿飽滿。表面則用靠尺檢查，靠爐端墻表面則不打泥漿砌筑。待以后熱態(tài)烘爐施工時，溫度達(dá)1000℃以后，再進(jìn)行修整砌筑。

(7)蓄熱室格子磚碼放。蓄熱室格子磚采用后放，避免了異物堵塞磚孔。當(dāng)爐子全部砌筑完后，經(jīng)吹風(fēng)清掃，蓄熱室、炭化室勾縫結(jié)束后，開始碼格子磚。碼前，先在蓄熱室墻上畫出控制線。碼第一層時，應(yīng)按設(shè)計數(shù)量碼好。碼第二層時，則應(yīng)由隔墻處開始按退臺形式往機、焦側(cè)方向碼。在最外面格子磚與墻間隙用木楔嵌住，以保證格子磚不傾倒，格子磚碼完后，經(jīng)檢查確認(rèn)合格后，再砌筑封墻。

3.5 施工注意事項

(1)砌筑過程中，凡是直立縫都要兩面打灰，水平縫可單面打灰，但是也要求均勻鋪平，并采用擠漿法進(jìn)行砌筑。

(2)膨脹縫的填充物最好選用發(fā)泡苯乙烯板，厚度略小于脹縫寬度1mm。注意膨脹縫之間的上下層鋪設(shè)滑動紙，把整個滑動面及下層的膨脹縫蓋上?；瑒蛹垜?yīng)預(yù)先計算寬度并且加工，標(biāo)注施工部位待用。

4 結(jié)語

焦?fàn)t施工是個復(fù)雜繁瑣的工程，怎樣在保證人員安全、工程質(zhì)量的前提下，加快施工進(jìn)度是考核我們現(xiàn)場施工技術(shù)人員及設(shè)計人員能力的一大難題。本工程在以往工程實例的基礎(chǔ)上，在焦?fàn)t施工過程中，采取了一些優(yōu)化措施。

(1)與土建交接時，必須嚴(yán)格把控標(biāo)高及平整度指標(biāo)，不符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行落實整改，滿足砌筑要求。

(2)為了焦?fàn)t砌筑時順利進(jìn)行，施工前必須進(jìn)行關(guān)鍵部位的預(yù)砌筑。

(3)煙道采用了敞開式的砌筑方法，對于質(zhì)量把控比較方便。

(4)焦?fàn)t材料管理是一門學(xué)問，本工程采用了白班大棚內(nèi)砌筑，磚棚配磚；夜班上磚的工作模式，合理的分配了勞動時間，用行車上磚大大降低了白班工人的勞動量。

(5)焦?fàn)t砌筑過程中，靠老砌筑工人的智慧，發(fā)明了很多的砌筑方法，比如上文提到的預(yù)刻畫磚定位的砌筑方法，在保證定位尺寸的前提下，節(jié)省了工作時間。

(6)為了保證灰漿飽滿，臥縫要求兩面打灰，立縫要求用擠獎法砌筑。

目前，2#焦?fàn)t已經(jīng)投產(chǎn)運行，在總包及業(yè)主的通力合作下，焦?fàn)t運行正常，在干熄焦未投入運營情況下，采用低水分熄焦優(yōu)質(zhì)一級冶金焦達(dá)80%以上。為以后首鋼工程公司的焦?fàn)t工程精品化奠定了基礎(chǔ)。

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