陶瓷杯由陶瓷墊和陶瓷杯壁兩部分組成,大中型高爐一般杯底墊及杯壁為多種形狀的大型預(yù)制塊結(jié)構(gòu),陶瓷杯壁外側(cè)一般為環(huán)砌炭磚,當(dāng)爐缸采用這種混合結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)先砌筑陶瓷杯壁后砌筑環(huán)狀炭磚,該施工方法可有效地防止鐵水滲透和磚漂浮現(xiàn)象。
雖然高爐向大型化發(fā)展,爐底用材質(zhì)和構(gòu)造形式有所不同,但仍采用綜合爐底較多,在爐底、爐缸內(nèi)襯砌筑復(fù)合式爐襯,即“陶瓷杯”。
陶瓷杯的主要特點(diǎn)是用低導(dǎo)熱的陶瓷材料,將1150℃等溫線(xiàn)(即鐵水凝固線(xiàn))阻滯在陶瓷層中,使炭磚避開(kāi)800℃～1100℃的脆性斷裂區(qū),由于陶瓷杯的存在使鐵水不直接與炭磚接觸,從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上緩解了鐵水及堿金屬對(duì)炭磚的滲透、沖刷破壞,同時(shí)所用的剛玉質(zhì)材料是低導(dǎo)熱的陶瓷材料,具有較高的抗?jié)B透性和抗沖刷性。本文以宣化鋼鐵公司1800m3高爐為例,介紹陶瓷杯砌筑施工技術(shù)。
砌筑特點(diǎn)
陶瓷墊磚為防止磚漂浮,采取大型一層800mm高且有自鎖結(jié)構(gòu)的灰剛玉預(yù)制塊,由兩塊半月中心磚形砌成圓錐臺(tái),逐環(huán)由中心向外側(cè)砌筑,為保證磚縫及合門(mén)磚能正好砌筑上,應(yīng)逐環(huán)控制砌筑半徑。每環(huán)砌最后幾塊時(shí)進(jìn)行干排驗(yàn)縫。
陶瓷杯壁大型預(yù)制塊形狀特異,左右?guī)С岚?上下層采取插入咬合,砌筑時(shí)要保證磚塊垂直度和水平度,否則將造成砌筑困難,插縫磚插不下去,側(cè)面需大面積磨磚,費(fèi)工費(fèi)力,并直接影響工程質(zhì)量。陶瓷杯壁砌塊合門(mén)時(shí),因杯壁大型砌塊硬度高難以加工,加工質(zhì)量也無(wú)法保證,因此,施工時(shí)在每層砌最后幾塊磚時(shí)進(jìn)行干擺,通過(guò)調(diào)整磚縫的辦法或稍微調(diào)整砌筑半徑進(jìn)行合門(mén)。
陶瓷杯墊及杯壁為大型預(yù)制塊,形狀各異,且上表面較小,不宜使用真空吸盤(pán)和夾具吊裝。采取在砌塊上表面預(yù)留1～2個(gè)吊裝孔,用專(zhuān)用起吊栓吊裝砌筑,既安全可靠又方便施工。一層磚砌好后,將孔吹掃干凈,用同材質(zhì)澆注料將吊孔填實(shí)。
施工工藝
1爐缸底部陶瓷墊砌筑
砌筑爐底陶瓷墊磚要按預(yù)砌圖進(jìn)行,砌筑前,要求下層的滿(mǎn)鋪微孔炭磚層的水平標(biāo)高控制在±1mm范圍內(nèi),且炭磚層頂面平整度控制在≤1mm/3m。并且在炭磚面上用鉛油標(biāo)出0°～180°和90°～270°相互垂直的軸線(xiàn)經(jīng)爐子中心線(xiàn)?！ ?/div>
? ? ?陶瓷墊磚高度為800mm,最大單塊質(zhì)量達(dá)991kg,最小單塊質(zhì)量達(dá)337kg,總共244塊。磚上下左右均帶臺(tái)階,每環(huán)合門(mén)后均自鎖成一體,防止鐵水滲透后磚塊漂浮。砌筑時(shí),兩片半月形中心磚的中心線(xiàn)必須對(duì)正在爐子中心0°～180°、90°～270°相互垂直的軸線(xiàn)的交點(diǎn)上。
砌筑時(shí)在炭磚上表面涂抹剛玉質(zhì)RL85M泥漿，半月形磚底面及側(cè)面涂抹泥漿，然后砌筑就位，兩塊中心磚就位后拉線(xiàn)找正。由于預(yù)制塊為不燒制品，泥漿失水較快，形成“花臉”較多，泥漿飽滿(mǎn)度不易達(dá)到要求。施工時(shí)涂抹泥漿前先用毛刷沾水潤(rùn)濕磚面，涂抹泥漿采用刮板，磚面上的泥漿要求涂抹均勻，并迅速就位。
各壞磚環(huán)砌時(shí)要按預(yù)砌圖編號(hào)逐環(huán)逬行，先預(yù)擺后砌筑，而且在剩下4~5塊磚時(shí)再次預(yù)擺，確定好磚縫后砌筑，防止合門(mén)磚磚縫太大或磚砌不邊去造成整環(huán)返工。由于每環(huán)磚均帶上下左右臺(tái)階方式的自瑣結(jié)構(gòu)，施工時(shí)每環(huán)從起點(diǎn)磚只能往一個(gè)方向從外面臺(tái)階一塊壓一塊的方式進(jìn)行，只有合門(mén)磚是從外往該環(huán)內(nèi)塞插邊去。不允許從起點(diǎn)往兩方向同時(shí)進(jìn)行，因另一方向每塊磚只能側(cè)插進(jìn)去，臺(tái)階部位泥漿易擠出，造成臺(tái)階接觸面泥漿不滿(mǎn)。施工過(guò)程中，陶瓷杯磚縫設(shè)計(jì)為3mm。為有效控制磚縫大小，采用3mm厚20mm寬100mm長(zhǎng)的鋼片插入磚縫合門(mén)后撥出，再將縫用泥漿勾實(shí)。為了保證磚縫泥漿飽滿(mǎn)，除了涂抹泥漿時(shí)要均勻，厚度盡可能一致外，采用千斤頂擠壓法砌筑，每塊磚就位后用兩個(gè)千斤頂分別從側(cè)面及環(huán)外側(cè)加木方頂緊預(yù)制塊，千斤頂逐漸加力至磚縫擠出泥漿，磚縫大小合格為止。
每壞磚合門(mén)處是泥漿飽滿(mǎn)度薄弱壞節(jié)，且無(wú)法檢查，故合門(mén)磚位置要相互錯(cuò)開(kāi)，且遠(yuǎn)離鐵口區(qū)域。
施工過(guò)程中，為保證每環(huán)砌筑半徑，在中心磚的中心點(diǎn)處用小鐵釘插在中心點(diǎn)上，砌筑每塊磚時(shí)均要拉尺檢查半徑大小，半徑誤差控制在+5mm以?xún)?nèi)，防止半徑過(guò)大時(shí)每壞磚的磚與磚間縫加大。陶瓷墊磚全部砌筑完后，用壓縮空氣將吊裝孔吹掃干凈，用剛玉澆注料將吊孔填搗密實(shí)。
2爐缸陶瓷杯壁磚砌筑
爐缸陶瓷杯壁磚共有480塊,單重最大1067kg。砌筑陶瓷杯壁磚時(shí),由于每塊磚均是兩面涂抹剛玉泥漿后由上往下插砌,因此磚的水平縫和垂直度應(yīng)是施工中的重點(diǎn)。水平縫易被擠下的泥漿填塞,磚縫容易超大,涂泥漿時(shí)要涂抹薄些。當(dāng)磚吊裝就位、卸去起吊栓后,要用大錘墊木方敲擊震動(dòng),擠出泥漿,使水平縫合格。垂直度包括磚的正面和側(cè)面,要保證磚就位后不前后傾斜,不左右歪倒。使用鐵水平檢查其垂直度。尤其側(cè)面垂直度必須保證,以保證每環(huán)的每塊磚均能插入進(jìn)去,避免磨磚。施工過(guò)程中側(cè)面采用千斤頂頂緊找正,效果較好。
3風(fēng)口組合磚砌筑
該高爐風(fēng)口帶共有26套風(fēng)口組合磚,見(jiàn)圖3。由風(fēng)口下蓋磚、風(fēng)口下環(huán)磚、風(fēng)口上環(huán)磚、風(fēng)口過(guò)渡磚組成,風(fēng)口下環(huán)磚每塊1602kg。風(fēng)口帶磚的砌筑全部使用起吊栓和鐵扁擔(dān)起吊磚塊。
砌筑前,先找平陶瓷杯壁磚頂部標(biāo)高和平整度,再按圖預(yù)擺風(fēng)口下蓋磚。砌筑時(shí)磚塊兩面打灰漿,風(fēng)口下蓋磚留有兩道約60mm縫隙寬的調(diào)整縫,用于調(diào)節(jié)蓋磚的半徑尺寸和合門(mén)縫隙,在該兩層磚砌完后,用剛玉澆注料填充搗實(shí)。
砌筑風(fēng)口上下環(huán)磚時(shí),磚一定要放在設(shè)計(jì)的理論位置上,磚面中心對(duì)準(zhǔn)各風(fēng)口中心線(xiàn),就位后必須檢查磚的水平度,垂直度及磚與風(fēng)口套的預(yù)留間隙,且檢查磚的放射線(xiàn),不合適的部位均需調(diào)整,合格為止。因?yàn)楦鱾€(gè)風(fēng)口的開(kāi)口角度存在一些偏差,在設(shè)計(jì)26套風(fēng)口組合磚時(shí),每套風(fēng)口組合磚理論上留有65mm的調(diào)整間隙,以調(diào)整風(fēng)口的角度間距。下環(huán)磚砌完,調(diào)整合適后,調(diào)整縫用木楔封堵,用剛玉澆注料充填振搗密實(shí)。風(fēng)口組合磚上環(huán)磚砌筑方法與上相同。下環(huán)磚與冷卻壁間的炭素料搗實(shí)要求同前。風(fēng)口套下半環(huán)與磚間填充緩沖泥漿,上半環(huán)磚與中套間澆注自流澆注料,磚與冷卻壁間炭素料搗實(shí)。
結(jié)? 論
高爐陶瓷杯大型預(yù)制塊施工較小塊磚砌筑減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度,全部采用電動(dòng)葫蘆、鐵扁擔(dān)、起吊栓等工具裝配式施工,是今后施工的發(fā)展方向。
但由于預(yù)制塊體積大,質(zhì)量重,形狀特異,材料的運(yùn)輸和倒運(yùn)比較困難,尤其鐵口、風(fēng)口尺寸不夠大,材料進(jìn)爐是施工中的難題,在宣鋼1800m3高爐,我們?cè)诔鲨F場(chǎng)平臺(tái)上搭設(shè)一座39m高的上料架,將磚運(yùn)到高爐▽40m平臺(tái)上,從爐頂檢修門(mén)利用卷?yè)P(yáng)機(jī)系入爐內(nèi),解決了材料進(jìn)爐問(wèn)題。
由于大型預(yù)制塊體積大,且磚形特異,帶自鎖結(jié)構(gòu),所以施工中一定要嚴(yán)格控制磚縫、半徑、垂直度及泥漿飽滿(mǎn)度,避免造成大量返工和加工、磨磚。
