改進型頂燃式熱風爐耐火材料施工技術

劉征

摘要：隨著現代冶金行業產業結構的調整，“矮胖”、大容積爐型已成為了高爐發展的主流。因此，大型頂燃式熱風爐也隨應而生，同時對筑爐技術的要求也越來越高，本文主要介紹大型頂燃式熱風爐耐火材料施工技術。

關鍵詞：熱風爐；頂燃式；耐火材料；施工技術

1、前言

熱風爐是為高爐冶煉提供高風溫的設備，由蓄熱室和燃燒室組成。改進型頂燃式熱風爐設計上優化了內燃式、球式和卡魯金式熱風爐的優點，具有投資省、見效快、高效節能、長壽高風溫的特點。

2、工藝流程

頂燃式熱風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→爐內格子磚上搭設腳手架→拱頂砌筑→預燃室及工藝孔道砌筑→球頂砌筑→拆除爐內腳手架→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行的保證。頂燃式熱風爐施工場地一般選擇在熱風出口的背面，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。緊靠熱風爐是雙排腳手架位置，三座井架正對熱風爐豎立，并與腳手架連成一體。與腳手架之間6m空間，搭設施工安全保護棚，將上下施工區域隔離，并可作為耐材緩沖區。

4、材料供運

熱風爐施工都是在相對封閉的空間內進行，而且是垂直布置，大型頂燃式熱風爐高度在45m以上，因此，需要在爐殼上開設進料孔。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。為發揮有限場地的最大效率，可根據施工進度和施工部位進駐材料，以存量能滿足3～4天施工即可。

5、爐體耐材結構與施工技術要求

在爐體中溫區（標高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δ=30mm厚的陶瓷纖維機制板，拱頂填塞陶瓷纖維毯。低溫區工作層為粘土磚，高溫區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。蓄熱室上部高溫區是儲熱量大的硅質格子磚，下部為對流傳熱強的粘土格子磚。

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

6、施工方法

6.1蓄熱室圍墻與格子磚砌筑

爐篦子以下圍墻應以爐篦子邊緣為依據，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高。找平層可用細粉澆注料，待澆注體表面干透后方可砌筑。爐篦子以上圍墻砌筑圓徑，應從爐頂法蘭分中吊線錘至爐篦子面，再與爐體安裝中心進行比較，在規范允許范圍內，對上下中心進行適當調整，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，指定專人負責上返該十字中心。圍墻第一層應先預砌，確定實際合理的磚型配比及數量，并與設計相比對，以免因材料的差錯而影響進度。工藝孔洞組合磚一般都是經過生產廠家預砌并對每塊磚都進行了編號，因此，砌筑時應按預砌圖對號入座，設置中心輪桿，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、工序的銜接及對格子磚的保護。格子磚必須由廠家按厚度進行嚴格挑選，但公差類型最好不超過4種，并在每塊磚側面用不同顏色做好公差標識，砌筑時做到同色共層。在砌筑格子磚前，應在圍墻砌體上按0°、90°、180°和270°四個方向拉出十字中心線。第一層格子磚應試砌，并將每個格孔對準爐篦子孔，尤其是格子磚之間的縫隙應保持均勻一致，邊緣格子磚可在爐外集中機械加工。

6.2拱頂砌筑

首先，根據拱頂結構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動與弧度樣板校驗，確保拱型的準確性。由于拱頂砌筑需要在蓄熱室格子磚面上搭設腳手架施工平臺，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，應根據平臺上的中心、磚的厚度公差情況確定托板上抹灰找平層的頂面標高。

6.3預燃室砌筑

預燃室是頂燃式熱風爐結構最為復雜的部位，其特點是：環道孔洞多、磚型種類多等。因此，施工要點是：中心要找準、放線要準確、磚型要用對、砌筑要勾縫、墻面要平整。預燃室中心仍然從爐頂法蘭分中得出，但應用12#鐵絲吊線錘，并根據標高在鐵絲上配制與磚層等厚的刻度尺，用于預燃室圓徑和平整度控制。

7、質量控制

7.1砌體磚縫控制

大型頂燃式熱風爐都是處于高溫、高壓工作環境，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，在廠家進行選磚，盡可能做到進駐現場的磚，厚度公差小于1.5mm以下；在縱向需要設置層數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、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實。

7.3砌體外形控制

砌體外形是指各工藝孔道、環道、拱頂等部位的線性尺寸是否符合設計要求。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砌筑成型。

8、結束語

該改進型頂燃式熱風爐采用單燒高爐煤氣，采用上述工藝施工后，投產2—3年，風溫可穩定達到1270℃左右，燃燒穩定強度大，氣流流場穩定合理，完全滿足中大型高爐的冶煉要求。

參考文獻：

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（作者單位：鞍鋼建設集團有限公司）