“卡鲁金”顶燃式热风炉筑炉施工技术浅析

　　摘要：热风炉是为高炉提供高温热风的主要附属设备。筑炉专业的施工对确保一代炉龄具有非常重要的作用。本文主要介绍“卡鲁金”顶燃式热风炉筑炉施工技术。
　　关键词：热风炉，顶燃式，筑炉施工
　　一、 前言
　　热风炉是高炉的主要附属设备。它是利用高炉煤气燃烧的热量，借助砖格子的热交换作用为高炉提供高温的热风。由俄罗斯KALUGIN公司设计的称为“卡鲁金”顶燃式热风炉。空气、煤气自热风炉顶部的空气支管及煤气支管进入预燃室混合均匀后，在热风炉顶部燃烧。由于热风炉在高温条件下工作，炉料砌筑施工质量要求较高。如：砌缝、泥浆的饱满度，膨胀缝的合理留设等。各种耐火材料之间衔接部位缝隙处理，特别是炉顶、热风口等区域的施工质量对保证炉衬的整体质量至关重要。因此，只有采用科学合理的施工方法，才能达到降低成本、缩短工期、确保质量和安全的目的。
　　二、 施工工艺及质量控制要点
　　1施工工艺流程
　　炉体及各孔洞检查→测量放线→炉体及管道喷涂→炉内墙体第一层砖预砌筑→炉篦子以下墙体及孔洞砌筑→炉篦子以上墙体、孔洞及格子砖砌筑→炉内格子砖上搭设脚手架→拱顶砌筑→预燃室通道及孔洞砌筑→球顶砌筑→拆除炉内脚手架→清扫检查→井架拆除。见附图1；
　　
　　2进料方法
　　（1）炉外水平运输，搅拌站与热风炉上料井架之间搭设轻型运输轨道，利用小矿车将耐材推至井架内大提升罐笼。
　　（2）炉内、外垂直运输，利用井架及提升罐笼将耐材从地坪提升至进料平台。从进料孔用人工传至炉内。
　　根据炉壳形状特征，进料平台搭设在炉壳直段处，进料平台往上500mm沿开设进料孔（避开炉壳焊缝不小于150mm，开孔尺寸650*650mm）。待耐火砖砌至进料孔高度后封闭进料孔，焊缝为双面60°剖口焊。
　　炉外卷扬塔采用4根L160*10角钢制作立柱，3米/段，M16螺栓连接。沿炉壳方向@1500设置90°斜撑([16b槽钢焊接于炉壳)。
　　进料平台采用φ48*5脚手架钢管搭设，上铺20mm木板。
　　（3）炉外至炉内进料方式
　　炉篦子以下从烟气管、冷风管、人孔等孔洞传至炉内。炉篦子至热风口高度从进料平台处开设的进料孔传至炉内。热风口以上利用热风炉上部人孔钢平台从上部人孔传至炉内。球顶最后两环耐材利用炉顶平台用人工传至炉内。
　　3炉身大墙与格子砖砌筑
　　根据炉体的安装中心，从炉顶法兰分中并将该中心利用线锤下放到炉底，与炉体安装结构中进行比较，在规范允许范围内对上下中进行比对调整后确定耐材筒体部分施工十字中心，在设计、施工、业主三方确认该中心线的前提下，定出十字中心线。在砌筑大墙和火井墙前需用泥浆进行找平。圆形大墙炉衬砌筑由炉壳向内，依次是轻质砖、耐火砖，一层一层砌筑，砌筑半径应拉十字中心线进行逐环检查和控制。
　　各孔口组合砖与墙体砖的砌筑同步，砌筑时需对号入座，与各组合砖相配合的墙体砖应根据现场情况进行加工，同时在距孔口组合砖10～20层砖时，应注意控制各层砖的标高值以及平整度。
　　格子砖的砌筑可在墙体砖砌筑到一定的高度后再施工，并与其交替进行砌筑，每层格子砖采用同一高度偏差级别的格子砖砌筑。在砌筑格子砖前，应在大墙砌体上按0°、90°、180°和270°四个方向弹出十字中心线。第一层格子砖应试砌，试砌时，应对准炉篦子中心格孔拉十字线进行。第一层砌完后，经检查确认格孔与炉篦格孔相吻合，表面平整度符合要求，方可进行第二层格子砖的砌筑。各层格子砖的砌筑必须从中心线开始，先砌十字砖列，再依次从四个角向炉墙砌筑。格子砖下面四层为独立砌筑，不加锁砌，尽量控制在第四层砖砌筑完毕后，上表面的格子砖高度差≤1ｍｍ，此后每层格子砖均采用同一级格砖砌筑，如果局部不平，用另一级别的砖进行调整。在砌筑过程中随时用插捧对格孔的错位进行检查及调整。
　　4组合砖及管孔砌筑
　　拱顶、热风口的组合砖在正式砌筑前应进行预砌筑。以生产厂家给出的砖型设计图及预组装图。按实际尺寸进行摆设，预组装时进行干排，砖缝以相应设计厚度的黄板纸垫放。每层预组装合格后，应在每块砖的内外两端面标明编号，并注明调节、合门字样。组合砖砌筑时按砌筑顺序进料，不可混乱。按预组装标明的编号进行砌筑。
　　热风炉设有多个管（如：烟气管、空、煤气气管、人孔、热风口等），在砌筑过程中，下半圆采用轮杆控制内径。
　　管孔上半圆采用“弹性支撑”的方式砌筑，砌筑前先按砖层内径加工好撑杆，撑杆采用弹性材料。砌筑前先用砌筑泥浆粘贴好纤维毯等隔热材料。然后逐块砌筑耐火砖，每砌筑一块耐火砖用撑杆支撑固定，充分利用撑杆的弹力使耐火砖紧贴砌筑导面。先砌筑内层砖（管壁侧），内层砖锁口并检查完毕后砌筑外层砖（管道中心侧）。可边砌边检查、控制每块砖的砌筑质量。避免了传统用拱胎砌筑，因拱胎挡住视线易造成的三角缝、错台等质量通病。
　　5炉顶砌筑
　　蓄热室格子砖施工完成后。即用包装袋及胶垫将格子砖顶面铺满，防止炉顶砌筑是碎砖或活泥堵塞砖格孔。然后铺上模板，搭设炉顶砌筑脚手架及砌筑平台。热风炉拱顶砌筑的过程中需控制好砖层内径及砖层标高，允许偏差为±0.1%，但保证的砖层厚度是第一位，严禁改变砖层厚度。
　　拱顶撂底前，应根据平台上的中心、砖的厚度公差情况确定托板上抹灰找平层的顶面标高。砌筑时，应严格控制砖层的高度和砌筑的半径。拱顶采用金属卡钩进行砌筑，上层砖借助卡钩的长臂固定在下层砖上，开始时，每砌4－5块砖就需用一个卡钩，往上随着斜度的增大，增加卡钩数量。到最后几环砖时，每砌一块砖就需用一个卡钩。并且每环砖的卡钩应在合门后才能拆掉。
　　6关键质量控制点的控制方法：
　　（1）砌体泥浆：
　　砌砖时的程序为：先将砖干排、验缝，并将砖依次移放于一边；接着清扫工作面，铺上一层泥浆，并进行打灰、揉浆、挤浆。操作时，用打好灰浆的砖块放在墙面上揉动1－2下将砖抵紧已砌好的墙砖并将灰浆挤出，保证水平与垂直缝内的泥浆饱满。
　　（2）管孔砌筑：
　　管孔砌筑质量控制的重点是三角缝、错台、泥浆不饱满等质量通病。下半圆采用轮杆控制内径。管孔上半圆采用“弹性支撑”的方式砌筑。采用观察、敲击、塞尺检查等方式边砌边检查、控制每块砖的砌筑质量。
　　（3）预燃室的砌筑：
　　预燃室支撑砖砌筑找平后开始砌筑预燃室。砌筑前找出炉顶法兰盘中心，用线坠结合刻度尺（杆）、水平尺进行预燃室整个砌筑半径控制线。在炉壳上每500mm高度用水平仪打上一圈水平标高，控制砖层标高及水平度。
　　砌筑空、煤气通道砖时应严格控制墙体的内径、标高、水平度及通道尺寸。喷口位置及角度严格按设计要求施工。砌筑时随时勾缝、清理碴子及积灰。通道砌筑完成后从空、煤气支管进入通道整体二次清扫。
　　（4）炉顶砌筑：
　　燃烧室、球顶都是炉顶砌筑质量控制的重点。根据炉顶法兰盘中心，用线坠进行整个炉顶砌筑半径控制线。该炉顶中心线坠是整个的控制依据，随炉顶砌筑的上升逐渐提升，直到炉顶最后两环砖砌筑前方可拆除。球顶砌筑过程中，依据图纸算出各砖层标高及内径，从炉顶第一层砖开始进行每层砖的标高及内径控制。在砌筑过程中要边砌边检查。用卷尺、水平尺、靠尺及水平仪即可精确控制各砖层标高及内径。在砌筑最后几层砖时在全面检查一次，确认无误后，方可砌筑。
　　三、 结束语：
　　针对此类工程，我公司对云南红钢3号高炉热风炉及河南汉冶钢厂1350m3高炉热风炉等工程进行了热风炉筑炉施工技术的运用实践。事实证明“卡鲁金”顶燃式热风炉筑炉施工技术能保证工程质量、大大缩短施工工期，并且经济效益也是很显著，是较为理想、行之有效的一种施工方法。
　　参考文献
　　[1]葛霖编《筑炉手册》冶金工业出版社1994
　　[2]《工业炉砌筑工程施工及验收规范》GB50211－2004中国计划出版社
　　[3]《工业炉砌筑工程质量检验评定标准》GB50309-2007中国计划出版社