改進(jìn)型頂燃式熱風(fēng)爐耐火材料施工技術(shù)

劉征

摘要：隨著現(xiàn)代冶金行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，“矮胖”、大容積爐型已成為了高爐發(fā)展的主流。因此，大型頂燃式熱風(fēng)爐也隨應(yīng)而生，同時對筑爐技術(shù)的要求也越來越高，本文主要介紹大型頂燃式熱風(fēng)爐耐火材料施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：熱風(fēng)爐；頂燃式；耐火材料；施工技術(shù)

1、前言

熱風(fēng)爐是為高爐冶煉提供高風(fēng)溫的設(shè)備，由蓄熱室和燃燒室組成。改進(jìn)型頂燃式熱風(fēng)爐設(shè)計上優(yōu)化了內(nèi)燃式、球式和卡魯金式熱風(fēng)爐的優(yōu)點，具有投資省、見效快、高效節(jié)能、長壽高風(fēng)溫的特點。

2、工藝流程

頂燃式熱風(fēng)爐施工順序是由下往上、先圍墻后格子磚、先孔道后墻體，可歸納為：爐體及各孔道檢查→測量放線→爐殼及管道噴涂→爐篦子以下圍墻砌筑→爐篦子以下工藝孔道砌筑→爐篦子以上圍墻、孔道及格子磚砌筑→爐內(nèi)格子磚上搭設(shè)腳手架→拱頂砌筑→預(yù)燃室及工藝孔道砌筑→球頂砌筑→拆除爐內(nèi)腳手架→清掃檢查→井架拆除。

3、平面布置

冶金建筑施工一般都是空間有限、場地狹窄、道路擁擠，因此，合理布局、有序安排是施工順利進(jìn)行的保證。頂燃式熱風(fēng)爐施工場地一般選擇在熱風(fēng)出口的背面，雖然沒有可利用的工藝平臺，但可避開各類介質(zhì)管道的干擾，而且，緊靠交通道便于材料的水平運輸。緊靠熱風(fēng)爐是雙排腳手架位置，三座井架正對熱風(fēng)爐豎立，并與腳手架連成一體。與腳手架之間6m空間，搭設(shè)施工安全保護(hù)棚，將上下施工區(qū)域隔離，并可作為耐材緩沖區(qū)。

4、材料供運

熱風(fēng)爐施工都是在相對封閉的空間內(nèi)進(jìn)行，而且是垂直布置，大型頂燃式熱風(fēng)爐高度在45m以上，因此，需要在爐殼上開設(shè)進(jìn)料孔。一般孔徑為φ600mm，孔間距3～3.5m，而且要避開爐殼焊縫位置及異型部位。為發(fā)揮有限場地的最大效率，可根據(jù)施工進(jìn)度和施工部位進(jìn)駐材料，以存量能滿足3～4天施工即可。

5、爐體耐材結(jié)構(gòu)與施工技術(shù)要求

在爐體中溫區(qū)（標(biāo)高13.480m）以上，分段噴涂δ=50mm的RT-J0.8和FN-130耐火噴涂料，直墻鋪設(shè)δ=30mm厚的陶瓷纖維機(jī)制板，拱頂填塞陶瓷纖維毯。低溫區(qū)工作層為粘土磚，高溫區(qū)域為高溫蠕變性能好的硅磚和抗震性好的紅柱石高鋁磚，陶瓷燃燒器采用堇青石磚。蓄熱室上部高溫區(qū)是儲熱量大的硅質(zhì)格子磚，下部為對流傳熱強(qiáng)的粘土格子磚。

爐墻水平縫和放射縫≤2mm，環(huán)縫和隔熱層磚縫≤3mm；人孔、熱風(fēng)出口、助燃空氣、煤氣和煙道口、冷風(fēng)口磚縫≤1.5mm，灰漿飽滿度≥95%；爐墻半徑誤差±15mm，內(nèi)弧面平整清潔，錯臺≤2mm，合門磚分布均勻，爐墻厚度合符設(shè)計要求。

6、施工方法

6.1蓄熱室圍墻與格子磚砌筑

爐篦子以下圍墻應(yīng)以爐篦子邊緣為依據(jù)，確定圍墻砌筑圓徑，并由該處工藝孔道中心下返定出圍墻砌筑找平層標(biāo)高。找平層可用細(xì)粉澆注料，待澆注體表面干透后方可砌筑。爐篦子以上圍墻砌筑圓徑，應(yīng)從爐頂法蘭分中吊線錘至爐篦子面，再與爐體安裝中心進(jìn)行比較，在規(guī)范允許范圍內(nèi)，對上下中心進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，最后確定圍墻砌筑中心，放出十字中心線并刻畫在砌體或爐殼上，指定專人負(fù)責(zé)上返該十字中心。圍墻第一層應(yīng)先預(yù)砌，確定實際合理的磚型配比及數(shù)量，并與設(shè)計相比對，以免因材料的差錯而影響進(jìn)度。工藝孔洞組合磚一般都是經(jīng)過生產(chǎn)廠家預(yù)砌并對每塊磚都進(jìn)行了編號，因此，砌筑時應(yīng)按預(yù)砌圖對號入座，設(shè)置中心輪桿，控制半徑尺寸。格子磚與圍墻磚砌筑是交替分班進(jìn)行，一般是早班砌圍墻，晚班砌格子磚，這樣安排有利于材料的供應(yīng)、工序的銜接及對格子磚的保護(hù)。格子磚必須由廠家按厚度進(jìn)行嚴(yán)格挑選，但公差類型最好不超過4種，并在每塊磚側(cè)面用不同顏色做好公差標(biāo)識，砌筑時做到同色共層。在砌筑格子磚前，應(yīng)在圍墻砌體上按0°、90°、180°和270°四個方向拉出十字中心線。第一層格子磚應(yīng)試砌，并將每個格孔對準(zhǔn)爐篦子孔，尤其是格子磚之間的縫隙應(yīng)保持均勻一致，邊緣格子磚可在爐外集中機(jī)械加工。

6.2拱頂砌筑

首先，根據(jù)拱頂結(jié)構(gòu)制作弧度樣板與半徑輪桿，砌筑前安裝在拱頂縱向中心線位置，砌筑時借助輪桿的轉(zhuǎn)動與弧度樣板校驗，確保拱型的準(zhǔn)確性。由于拱頂砌筑需要在蓄熱室格子磚面上搭設(shè)腳手架施工平臺，因此，必須用約20mm厚橡膠皮將格子磚面全部覆蓋嚴(yán)實，并在每根腳手架管底部鋪墊50mm厚木板，確保格子磚不損壞不堵孔。拱頂撂底前，應(yīng)根據(jù)平臺上的中心、磚的厚度公差情況確定托板上抹灰找平層的頂面標(biāo)高。

6.3預(yù)燃室砌筑

預(yù)燃室是頂燃式熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的部位，其特點是：環(huán)道孔洞多、磚型種類多等。因此，施工要點是：中心要找準(zhǔn)、放線要準(zhǔn)確、磚型要用對、砌筑要勾縫、墻面要平整。預(yù)燃室中心仍然從爐頂法蘭分中得出，但應(yīng)用12#鐵絲吊線錘，并根據(jù)標(biāo)高在鐵絲上配制與磚層等厚的刻度尺，用于預(yù)燃室圓徑和平整度控制。

7、質(zhì)量控制

7.1砌體磚縫控制

大型頂燃式熱風(fēng)爐都是處于高溫、高壓工作環(huán)境，因此，砌體的氣密性要求非常高，砌體磚縫厚度要求在2mm以下，灰漿飽滿度要求95%以上。磚縫的控制首先是從源頭做起，在廠家進(jìn)行選磚，盡可能做到進(jìn)駐現(xiàn)場的磚，厚度公差小于1.5mm以下；在縱向需要設(shè)置層數(shù)桿拉線檢查磚層表面是否水平一致。

7.2格子磚通孔控制

蓄熱室格子磚主要起到通風(fēng)、熱交換作用，因此，格孔的暢通是極其重要的。一是砌筑前在爐篦子底部均勻布置12盞帶罩500W白熾燈，并讓光線朝上照射，砌筑時可借助光線將上下格孔對正；二是用與磚縫等厚的泡沫板，塞入磚縫內(nèi)固定磚縫使格子磚間的拼孔不變形走樣；三是砌筑順序采取先中心后行列再四周，一層不完下層不砌的方法，并做到層層拉線，塊塊對孔；四是在格子磚層邊緣用木楔尖緊防止磚層松散；五是砌筑完成后用橡膠板將格子磚面覆蓋嚴(yán)實。

7.3砌體外形控制

砌體外形是指各工藝孔道、環(huán)道、拱頂?shù)炔课坏木€性尺寸是否符合設(shè)計要求。采取的主要措施是通過將砌體按中心定位，再放出砌筑控制線；孔道砌筑采用中心輪桿控制半徑尺寸；拱頂砌筑采用制作弧形樣板和安裝半徑輪桿來引導(dǎo)砌筑成型。

8、結(jié)束語

該改進(jìn)型頂燃式熱風(fēng)爐采用單燒高爐煤氣，采用上述工藝施工后，投產(chǎn)2—3年，風(fēng)溫可穩(wěn)定達(dá)到1270℃左右，燃燒穩(wěn)定強(qiáng)度大，氣流流場穩(wěn)定合理，完全滿足中大型高爐的冶煉要求。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：鞍鋼建設(shè)集團(tuán)有限公司）