浅谈高炉内补砌筑施工

摘要：从施工顺序的安排和作业设施、材料运输方面对筑炉工程的施工方法进行了介绍，并对预砌筑和试喷涂进行了阐述，探讨了高炉的砌筑方法，以保证高炉的施工质量。
　　关键词：高炉；筑炉；砌筑；施工
　　随着新时代科技技术的不断提高，我国的钢铁冶炼技术也在不断完善，高炉也趋于大型化。为了实现高炉长寿，节能的目的，除了使用新技术和新材料之外，高炉的砌筑施工质量也是关键，熟练的砌筑施工操作以及科学的施工工序是保证质量的关键。
　　高炉炉体分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸及炉底等几部分，炉喉、炉腰和炉缸为中空圆柱体，炉身和炉腹则分别为上小下大和上大下小的平截空心园锥台体，炉底为圆柱体。高炉炉底的耐火材料一般采用高铝砖及炭块砖两种，炉缸及出铁口一般采用刚玉砖、炭块组合砖及高铝砖等，炉缸以上部分采用高铝砖、粘土砖、碳化硅砖及不定形耐火材料。
　　一、施工顺序的安排和作业设施
　　高炉系统筑炉工程中，最科学的施工程序是先热风炉后高炉。高炉耐砖一般分为两次作业:第一段自炉底、炉缸砌至炉腹；托圈以上是第二段，包括炉腰、炉身、炉喉与炉顶。第一段的施工量较大，对施工要求比较严格，也是炉体砌筑的重点。当炉腰处设有设计托圈时，则炉内砌砖采用一段作业，即从炉底往上一直砌至炉顶。
　　施工前，在托圈下500mm-1000mm处，应安排炉腹保护棚，总体上分为上下两个工作区，除了起到保护安全的作用之外，还可在保护棚下设置电葫芦轨道，进行炭块、组合砖箱的运输。保护棚可用I32，I24，I20等槽钢焊接而成，上铺木板，木板上可用一层薄铁皮覆盖严密，所有设施安装完成后进行试车，确定符合设计要求时再使用。高炉吊盘一般是用四个10t的平拉葫芦连接在四根钢丝绳上来提升，同时，还有四根承重钢丝绳，八根钢丝绳等距离地安装在吊盘桩架上的主梁上，吊盘通过手拉葫芦提升后，主要由承重钢丝绳承受全部的重量，吊盘设计总荷载不应小于150kN。
　　二、炭质炉缸的内衬结构及选材
　　高炉的生产和使用过程中，炉底炉缸破损的主要原因是铁水渗透、冲刷和化学反应。尤其是出铁时，铁水流动会给高炉造成很大的冲击力，铁水会透过砖缝和孔隙渗侵蚀砖衬，时间一长，就会在炉缸侧壁与炉底相交处形成一片侵蚀区，间断炉缸的使用寿命。另外，通常炭砖的温度在800℃以上，容易和碱性金属发生化学反应，会使炉缸局部体积膨大，形成一片脆化区，进而造成炉缸部位砖衬环形断裂。因此，要保证炉缸、炉底的高效稳定运行，首先就要进行防铁水渗透、侵蚀，将800℃等温线推至炭砖以外。
　　三、材料运输
　　高炉系统筑炉工程，每次材料的输送量保持在100t-150t。所有的耐火材料应按砌筑顺序逐月运送到施工现场。当高炉炉底为高铝砖时，最好使用砖筐运输，炉底砖经挑选、配层、装箱后，在按顺序吊运到炉内。当炉腰、炉身等部位都没有开设输送原料口时，可采取在炉内安装卷扬塔配合吊盘的施工方法，耐火材料经通风口递入炉内，经卷扬塔提升至所需高度。如果在施工中采用两段施工法时，就以托圈为界，分为上下施工段，炉腰、炉身部分的进料口视现场情况而定，一般在冷却壁区域，可有两块炉壳暂时不焊接，作为进料口，而在炉身无冷却壁区域，沿炉壳高度方向，每隔3.5m左右的地方开设一道800mm×800mm的进料口。上升管及下降管的耐火材料都应利用高炉运料的卷扬塔运输。
　　四、高炉内部砌筑施工
　　（一）环状炉衬的砌筑
　　UCAR砖及国产模压微孔小块炭砖在炉外预砌时，应该按顺序从铁口或风口将炭砖按顺序运往炉内，摆在砌筑位置上。环状砌体由双环或多环组成时，应先砌内环，后砌外环。砌筑时，从铁口两侧开始，先在起点处砌2-3块炭砖，检查已砌筑炭砖上表面的水平度、垂直度和炭砖的砌筑半径合格后，再顺着圆周向两边砌筑。当砌到铁口区域时，先砌铁口，再砌铁口两边的炭块，用千斤顶从两侧顶紧，并同时打紧间隙中的全部木楔，使炭砖接触紧密，防止已砌筑的炭砖砌体产生位移而导致裂缝加大。砌筑环状炉衬时,必须逐层检查炭砖的砌筑半径，其半径的偏差在15mm之内，炉衬中心线与高炉垂直中心线的偏差在30mm之内。砌体表面的平整度大于5mm，用2m的靠尺检查。合格后，才能砌上一层的炭砖。
　　（二）炉底砌筑
　　1、满铺炭块炉底的砌筑
　　满铺炉底共有两种方法：卧砌、立砌，每层之间的炭块都是以薄缝相接的，垂直缝小于1.5mm，水平缝小于2mm。卧砌与立砌都能利用炭块支撑架，从而进行砌筑，从中心开始，根据工程实际情况编号，沿中心线准确砌筑中心炭块列，同时进行检查，检查合格后，再砌第2列，当一侧砌完3列以上炭块时，可两侧同时展开砌筑，千斤顶需要同时进行施工，保证砌筑的平衡的和稳定。一层炭块砌完后，用炭捣料将周围的胀缝分层填捣密实，最后进行研磨找平。
　　2、混合炉底的砌筑
　　混合炉底系中间为高铝(粘土)砖，周围是环形炭块所组成的结构，炉底上下、相邻层环形炭块与高铝砖之间的厚缝应错开，它们之间的厚缝用炭素料捣打，环形炭块的砌筑一般采用支撑法或顶砌法施工，在施工时，要经过检查缝隙及中心线，随时调整，混合炉底中高铝砖部分见炉底粘土砖的施工方法，高铝砖与炭块的配比很重要，一定要精心按规范进行，砖砌完后，对厚缝进行炭料捣打，先打外环缝，再打内环缝，压缩比分别为40%，45%。
　　3、高铝(粘土)砖炉底的砌筑
　　高铝砖炉底是由许多层竖砌砖层构成的，每层砌筑成十字形，上、下相邻砖层中心线相互错开30°-60°角，最上一层中心线与出铁口中心成30°-60°角。每层炉底均都要从中心十字形开始砌筑，同时还要保持十字形的相互垂直，中心砖宜以异向方木为异向面。炉底最好使用沾浆法砌筑，以保证施工的稳定性。在施工过程中，应检查砖缝厚度、泥浆饱满度、平整度及相邻标高，砖层上表面局部错牙应磨平。
　　（三）炉缸砌筑
　　1、炉缸环形炭块砌筑
　　炉缸通常是由环形炭块组成的，铁口、风口周围则砌以组合砖，炉缸铁口带施工时，先砌环形炭块，后砌铁口组合砖，因此，必须严格按铁口中心线留设组合砖位置。铁口组合砖砌筑前，应在铁口通道两侧设出砖层线并将标高、中心线引至中心柱上，根据配砖图逐层砌筑。风口带组合砖要根据设计图纸逐块砌筑，同时要控制好它与风口之间的差异，当出现差异时，要及时调整。铁口、风口、渣口砌完砖后之间的厚缝，用捣打料捣打密实。
　　2、炉缸粘土(高铝)砖砌筑
　　炉缸墙各层皆平砌成互相交错的同心圆环，同层相邻的放射缝，上下相邻砖层的垂直缝与环缝均应交错。砌筑施工前，根据事先找好的中心线，安设半经规，在此基础上画出炉缸的圆周线，炉缸墙下面环状带的炉底表面应找平。出铁口区域的砖，应从出铁口开始向两边进行，并应使出铁口通道墙早于相应高度的炉缸墙的砌筑。渣、风口可按安好的水套用水平砖层错台砌筑。
　　（四）炉缸以上部位的砌筑
　　炉腰、炉身段砌体为两环砖，上、下两层应交错砌筑，炉喉钢砖内浇筑料的充填与安装配合进行，按一层钢砖填充一次浇筑料。施工时，要找好中心线，随时检查半径尺寸，及时发现当中的问题，解决问题。
　　五、结束语
　　在施工时，要对关键部位进行严格的控制，特别是工程的标高、半径、灰缝厚度及勾缝等施工程序，这样才能为今后的施工创造优秀的前提条件。立足于现有测量工具，精确测量以达到最佳施工质量。
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