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制塊結(jié)構(gòu),陶瓷杯壁外側(cè)一般為環(huán)砌炭磚,當爐缸采用這種混合結(jié)構(gòu)時,應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)襯砌筑復合式爐襯,即“陶瓷杯”。
陶瓷杯的主要特點是用低導熱的陶瓷材料,將1150℃等溫線(即鐵水凝固線)阻滯在陶瓷層中,使炭磚避開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)設計上緩解了鐵水及堿金屬對炭磚的滲透、沖刷破壞,同時所用的剛玉質(zhì)材料是低導熱的陶瓷材料,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
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)的灰剛玉預制塊,由兩塊半月中心磚形砌成圓錐臺,逐環(huán)由中心向外側(cè)砌筑,為保證磚縫及合門磚能正好砌筑上,應逐環(huán)控制砌筑半徑。每環(huán)砌最后幾塊時進行干排驗縫。
陶瓷杯壁大型預制塊形狀特異,左右?guī)С岚?上下層采取插入咬合,砌筑時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,費工費力,并直接影響工程質(zhì)量。陶瓷杯壁砌塊合門時,因杯壁大型砌塊硬度高難以加工,加工質(zhì)量也無法保證,因此,施工時在每層砌最后幾塊磚時進行干擺,通過調(diào)整磚縫的辦法或稍微調(diào)整砌筑半徑進行合門。
陶瓷杯墊及杯壁為大型預制塊,形狀各異,且上表面較小,不宜使用真空吸盤和夾具吊裝。采取在砌塊上表面預留1～2個吊裝孔,用專用起吊栓吊裝砌筑,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。
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砌圖進行,砌筑前,要求下層的滿鋪微孔炭磚層的水平標高控制在±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出0°～180°和90°～270°相互垂直的軸線經(jīng)爐子中心線?！ ?/div>
? ? ?陶瓷墊磚高度為800mm,最大單塊質(zhì)量達991kg,最小單塊質(zhì)量達337kg,總共244塊。磚上下左右均帶臺階,每環(huán)合門后均自鎖成一體,防止鐵水滲透后磚塊漂浮。砌筑時,兩片半月形中心磚的中心線必須對正在爐子中心0°～180°、90°～270°相互垂直的軸線的交點上。
砌筑時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找正。由于預制塊為不燒制品，泥漿失水較快，形成“花臉”較多，泥漿飽滿度不易達到要求。施工時涂抹泥漿前先用毛刷沾水潤濕磚面，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)砌時要按預砌圖編號逐環(huán)逬行，先預擺后砌筑，而且在剩下4~5塊磚時再次預擺，確定好磚縫后砌筑，防止合門磚磚縫太大或磚砌不邊去造成整環(huán)返工。由于每環(huán)磚均帶上下左右臺階方式的自瑣結(jié)構(gòu)，施工時每環(huán)從起點磚只能往一個方向從外面臺階一塊壓一塊的方式進行，只有合門磚是從外往該環(huán)內(nèi)塞插邊去。不允許從起點往兩方向同時進行，因另一方向每塊磚只能側(cè)插進去，臺階部位泥漿易擠出，造成臺階接觸面泥漿不滿。施工過程中，陶瓷杯磚縫設計為3mm。為有效控制磚縫大小，采用3mm厚20mm寬100mm長的鋼片插入磚縫合門后撥出，再將縫用泥漿勾實。為了保證磚縫泥漿飽滿，除了涂抹泥漿時要均勻，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千斤頂分別從側(cè)面及環(huán)外側(cè)加木方頂緊預制塊，千斤頂逐漸加力至磚縫擠出泥漿，磚縫大小合格為止。
每壞磚合門處是泥漿飽滿度薄弱壞節(jié)，且無法檢查，故合門磚位置要相互錯開，且遠離鐵口區(qū)域。
施工過程中，為保證每環(huán)砌筑半徑，在中心磚的中心點處用小鐵釘插在中心點上，砌筑每塊磚時均要拉尺檢查半徑大小，半徑誤差控制在+5mm以內(nèi)，防止半徑過大時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。
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,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是施工中的重點。水平縫易被擠下的泥漿填塞,磚縫容易超大,涂泥漿時要涂抹薄些。當磚吊裝就位、卸去起吊栓后,要用大錘墊木方敲擊震動,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去,避免磨磚。施工過程中側(cè)面采用千斤頂頂緊找正,效果較好。
3風口組合磚砌筑
該高爐風口帶共有26套風口組合磚,見圖3。由風口下蓋磚、風口下環(huán)磚、風口上環(huán)磚、風口過渡磚組成,風口下環(huán)磚每塊1602kg。風口帶磚的砌筑全部使用起吊栓和鐵扁擔起吊磚塊。
砌筑前,先找平陶瓷杯壁磚頂部標高和平整度,再按圖預擺風口下蓋磚。砌筑時磚塊兩面打灰漿,風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縫隙,在該兩層磚砌完后,用剛玉澆注料填充搗實。
砌筑風口上下環(huán)磚時,磚一定要放在設計的理論位置上,磚面中心對準各風口中心線,就位后必須檢查磚的水平度,垂直度及磚與風口套的預留間隙,且檢查磚的放射線,不合適的部位均需調(diào)整,合格為止。因為各個風口的開口角度存在一些偏差,在設計26套風口組合磚時,每套風口組合磚理論上留有65mm的調(diào)整間隙,以調(diào)整風口的角度間距。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。風口組合磚上環(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要求同前。風口套下半環(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。
結(jié)? 論
高爐陶瓷杯大型預制塊施工較小塊磚砌筑減輕了工人勞動強度,全部采用電動葫蘆、鐵扁擔、起吊栓等工具裝配式施工,是今后施工的發(fā)展方向。
但由于預制塊體積大,質(zhì)量重,形狀特異,材料的運輸和倒運比較困難,尤其鐵口、風口尺寸不夠大,材料進爐是施工中的難題,在宣鋼1800m3高爐,我們在出鐵場平臺上搭設一座39m高的上料架,將磚運到高爐▽40m平臺上,從爐頂檢修門利用卷揚機系入爐內(nèi),解決了材料進爐問題。
由于大型預制塊體積大,且磚形特異,帶自鎖結(jié)構(gòu),所以施工中一定要嚴格控制磚縫、半徑、垂直度及泥漿飽滿度,避免造成大量返工和加工、磨磚。
