分段加熱焦爐施工技術探析

楊杰 朱燦鵬(北京首鋼國際工程技術有限公司， 北京 100043)

分段加熱焦爐施工技術探析

楊杰 朱燦鵬(北京首鋼國際工程技術有限公司， 北京 100043)

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

焦爐;砌筑;施工管理

1 工程概述

首鋼長鋼焦化焦爐是炭化室高6米，2×65孔的大型搗固焦爐。由北京首鋼國際工程技術有限公司設計、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、燃燒室分段加熱結構，加熱方式為復熱式：既可以用焦爐煤氣加熱也可以用高爐煤氣加熱。本項目建成后可年產冶金焦120萬噸。首座2號焦爐已經投產，1號焦爐正在進行護爐鐵件安裝。

2 施工流程

預砌筑→測量放線→基礎頂板砌筑→蓄熱室單墻、主墻砌筑→吹風清掃→斜道砌筑→吹風清掃→燃燒室砌筑→吹風清掃→爐頂砌筑→吹風清掃→裝斜道口調節磚→裝蓄熱室調節磚、碼放格子磚并砌筑蓄熱室隔墻。

3 施工特點及采用新技術

3.1 砌筑前的準備工作

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

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

(3)砌筑溫度的保證。2#焦爐砌筑時間為冬季，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

每座大棚各設有兩臺5噸行車作為棚內運輸機械，耐火材料倉庫內設5臺叉車作為配磚、上磚的運輸工具，每座焦爐搭設一個攪拌站，內有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：焦爐焦側蓋有臨時配磚棚，白班通過叉車從磚庫往配磚棚運磚進行人工配磚，夜班吊裝配好的磚上爐。這種材料運輸模式的節省施工時間，大大的降低了工人的勞動強度。

3.3 焦爐砌筑前定位及放線

焦爐開始砌筑之前要進行定位測量及放線。本工程在爐區外設置四處永久基準點，通過矯正土建抵抗墻上的定位基準，定出焦爐中心線及正面線。放線采用經緯儀、水準儀及專用的50m卷尺進行：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：砌筑之前將預砌筑磚的尺寸位置精準的刻畫在長木條上，以焦爐中心線為基準，在逐墻把長木條上尺寸定位刻畫在下層已砌好的磚層上，這樣既節省了砌筑時間，又保證了施工質量。

3.4 主體砌筑施工

(1)機焦側煙道。與煙道傳統閉式砌筑方法相比，采用了開式砌筑方法：先澆筑煙道的底板及側壁，之后砌筑煙道內襯隔熱磚，在澆筑珍珠巖澆注料，之前此處設計為隔熱磚，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境好，便于把控煙道內襯砌筑質量，采用了珍珠巖澆注料，在保證煙道溫度的前提下，節省了施工時間、工程造價。

(2)施工組織安排。本座焦爐炭化室為65孔，安排了23個砌筑小組，每組人數為4人，一個小組負責3道墻體的砌筑，也就是三循環砌筑，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，單墻質量落實到人，便于施工質量管理。在進行燃燒室砌筑過程中，總包方拿出專項獎勵基金，進行小組間砌筑質量大比武，大大激發工人的勞動積極性。

(3)小煙道、蓄熱室部位。蓄熱室墻砌筑時,先砌筑機、焦側爐頭，待機、焦兩側爐頭砌磚定位完成后，拉通線砌筑，每層墻砌完后，利用水準儀檢查墻面標高，保證層高控制在允許誤差范圍內。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，經清掃、檢查確認合格后，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，按磚號的順序進行預砌筑。而后，從中心隔墻處往機側或焦側端砌筑，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確，砌筑第一層前，根據爐體縱、橫中心線，在蓄熱室墻面標出各斜道口的位置線,并且斜道口寬度及中心距要勤檢查，控制在設計要求范圍之內，斜道口內應清掃干凈，不能存有明顯灰疤。

斜道區域橫向磚縫、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。斜道砌筑應逐層清掃、勾縫，逐層對標高、平整度、脹縫進行檢查，合格后方可砌筑上層。在第一、二層砌筑過程中，還應盡量保持相鄰墻標高差為±5mm。

(5)燃燒室部位。斜道聯合驗收合格后，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。燃燒室下循環孔磚號較多，磚型復雜，砌筑時嚴格按圖施工。第13層砌筑完后，應將煤氣道徹底清掃干凈，再將煤氣管磚口塞上發泡苯乙烯，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，即先砌一側兩塊墻面磚，再砌立火道隔墻磚，最后砌另一側“丁字磚”。

燃燒室墻每班砌筑完成后，對機側、機中、爐中、焦中、焦側等5個點的墻寬尺寸進行專控，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高。合格后，經清掃、保護板取出，才可砌筑炭化室過頂磚。炭化室內設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、焦側爐肩，控制住每個炭化室長度，使其符合設計、規范要求。燃燒室爐頭正面線校準線設置在機、焦側爐肩向內退550mm，在每一輪砌筑完畢后用經緯儀放出，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，然后根據燃燒室中心線量尺，拉線砌過頂磚，要仔細檢查磚的外觀，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，應使用清掃工具，清除孔內泥漿。看火孔墻砌完后，將裝煤孔、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，應保證磚縫泥漿飽滿，嚴格按照圖紙設計要求砌筑。砌筑完成經檢查確認合格后，安裝鐵件及爐蓋，砌筑爐頂缸磚。砌筑時應拉通線，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。待以后熱態烘爐施工時，溫度達1000℃以后，再進行修整砌筑。

(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。當爐子全部砌筑完后，經吹風清掃，蓄熱室、炭化室勾縫結束后，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，應按設計數量碼好。碼第二層時，則應由隔墻處開始按退臺形式往機、焦側方向碼。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，經檢查確認合格后，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，并采用擠漿法進行砌筑。

(2)膨脹縫的填充物最好選用發泡苯乙烯板，厚度略小于脹縫寬度1mm。注意膨脹縫之間的上下層鋪設滑動紙，把整個滑動面及下層的膨脹縫蓋上。滑動紙應預先計算寬度并且加工，標注施工部位待用。

4 結語

焦爐施工是個復雜繁瑣的工程，怎樣在保證人員安全、工程質量的前提下，加快施工進度是考核我們現場施工技術人員及設計人員能力的一大難題。本工程在以往工程實例的基礎上，在焦爐施工過程中，采取了一些優化措施。

(1)與土建交接時，必須嚴格把控標高及平整度指標，不符合設計標準進行落實整改，滿足砌筑要求。

(2)為了焦爐砌筑時順利進行，施工前必須進行關鍵部位的預砌筑。

(3)煙道采用了敞開式的砌筑方法，對于質量把控比較方便。

(4)焦爐材料管理是一門學問，本工程采用了白班大棚內砌筑，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)焦爐砌筑過程中，靠老砌筑工人的智慧，發明了很多的砌筑方法，比如上文提到的預刻畫磚定位的砌筑方法，在保證定位尺寸的前提下，節省了工作時間。

(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#焦爐已經投產運行，在總包及業主的通力合作下，焦爐運行正常，在干熄焦未投入運營情況下，采用低水分熄焦優質一級冶金焦達80%以上。為以后首鋼工程公司的焦爐工程精品化奠定了基礎。

[1]葛霖.筑爐手冊[M].北京：冶金工業出版社，1994.

[2]程愛民.7.63m焦爐砌筑施工技術[J].工業建筑，2009,(S1)：1041-1046.

[3]殷高峰.7m焦爐砌筑新技術應用[J].山西建筑，2015,(6)：92-94.

[4]何龍.大型焦爐砌筑質量控制[J].四川建筑，2016,(2)：166-171.

[5]孫仕斌，沈漢剛，余洋.大型焦爐砌筑質量控制[J].建筑施工，2014,(5)：559-560.

[6]顏定海.焦爐爐頂砌筑施工的控制措施[J].四川建筑，2014,(6)：246-247.

[7]金國祥.淺析焦爐本體砌筑工程中的膨脹縫施工技術[J].工業建筑，2015,(45)：351-355.