有关高炉窑筑炉施工技术

【摘 要】随着钢铁冶炼技术的发展，高炉趋于大型化。为达到高炉长寿、低耗、节能的目的，除了应用新技术、新材料外，高炉的砌筑施工质量也是关键。高炉本体质量的好与坏直接影响高炉的炉龄。因此，必须重视和加强高炉砌筑的施工技术。本文结合高炉砌筑工程案例，对炉底炭砖施工、炉底陶瓷杯垫施工、高炉冷却壁安装、炉壳焊接控制四个方面对高炉砌筑的技术要点进行了探析。

【关键词】高炉砌筑；施工特点； 炭砖施工；陶瓷杯垫；冷却壁

1 工程概况

某公司1280m3的高炉砌筑工程，分为炉底、炉缸、炉腹、炉腰、和炉身喷涂等分项工程，其中炉底和炉缸砌筑为主要分项工程，主要耐火材料为微孔碳块、半石墨质炭块、超微孔炭块、复合棕刚玉砖、刚玉莫来石砖、粘土保护砖。

2 高炉的设备构成及施工特点

2.1 高炉的设备构成

高炉结构及设备安装主要包括高炉炉壳安装、炉体框架结构安装、炉渣处理设备、炉顶设备、炉体设备、风口平台及出铁场设备的安装。其中炉顶设备包括装料设备、探料装置、炉顶煤气放散阀、均压阀及排压阀、除尘罩等；炉体设备包括炉体冷却设备、风口装置、渣口装置、铁口装置、煤气取样机炉喉砖、固定测温装置、热风围管吊架等。风口平台及出铁场设备包括液压泥炮、开口机、液压堵渣机、渣铁沟槽、炉前液压站等。

2.2 高炉筑炉施工特点

高炉主体结构及设备安装大多在露天和高空作业，易受风、雨、雾等自然条件影响；高炉主体结构及设备安装为多工种的立体交叉、多层平行作业、相互干扰因素多，安全防护问题突出；高炉主体结构及设备安装点多，作业面狭窄，配合关系复杂，既有主体工艺线上的关键结构及设备又有辅助生产的配套设备；既有土建、钢结构、设备、管道、耐火材料砌筑、电气仪表的互相穿插施工，又有工序上的互相配合，施工场地平面狭小，地面上有正式建筑物和构筑物，还有大量钢结构件和设备的堆放；受起重能力的限制，难以实现大部件整体吊装，只能在起重设备能力许可的前提下尽可能采用大部件整体吊装，以缩短工期。新技术、新工艺、新设备对安装质量提出更为严格的要求，加大了施工难度。

3 高炉筑炉施工技术要点

3.1 炉底炭砖施工

3.3.1 炉底板下压入炭胶

炉底板下压入炭胶时，应把压浆嘴及周围炉底板上的灰渣、浮锈清扫干净，并用压缩空气吹扫，然后逐一进行测量编号，并做好记录。搅拌好的炭胶从压入机流出，经软管导入炉底板焊好的短管，压入炉内。在压入过程中，用水准仪逐一观察压浆嘴周围底板的隆起高度，并用大锤在压浆嘴周围敲打，促使底板下炭胶顺利流入。当出现下述情况之一时，即可停止对该压浆嘴的压入，压浆嘴周围底板隆起高度超过2mm，压力表出口压力读数超过0.4MPa或邻近压浆嘴往外滑浆。然后拆去压浆管，用木塞将压浆嘴塞紧。压入必须按编号顺序进行，整个压入过程应连续施工，不得停顿，以免炭胶在管道中硬化。压入完毕后，自然养护24小时，待其硬化后，便可割掉短管，焊上封板。

3.1.2用支承架砌筑炉底炭砖，确保砌体的砖缝符合设计规范的要求

砌筑前将炉内十字中心线和砖层线放出，并据此放出炭化硅的砖层线与钢支撑架的位置线。按照支撑架制作图安装钢支撑架（见图1），把支撑杆点焊在炉壳上，支撑架下垫上枕木，使其正对着炭化硅砖半高的位置。砌筑时，先将中心几块砖吊到炉内砌筑位置干摆，检查砖缝、中心线等，确认合格后用真空吸盘吊起砌筑。中心一块砖砌好后，拉起十字中心线和砖边线检查，砖上面的“米”字形白线与拉起的线重合后再继续砌筑。由中心向两头砌筑的同时，砌一块同时顶另一块，一直顶到砖缝达到要求为止。每排炭砖的边沿砖砌上以后，胀缝内容纳不下千斤顶时，便在砖面上借助倒顶垫板用千斤顶将砖顶到合格，（见图2）顶紧后打上木楔，拆除千斤顶。

图1 钢支撑架工作情况图 图2 边沿砖顶紧方法图

当中心列砌完三排后，可两边同时砌筑，但顶千斤顶必须两边同步进行，否则将导致砌体偏移。当砌上的砖比周围砖高时，可用大木锤垫木板在炭化硅上小心敲打，或压上重锤使其归位。一层砖砌完后，用炭捣料将周围胀缝填捣密实。研磨找平是炉底砌筑关键，先用钢平尺沿待砌砖排方向检查，对高出部位打上记号，然后用研磨机沿检查方向作“S”形路线研磨，直到全部表面平整度达到要求为止。炉底热电偶开槽按孔洞位置放线后加工，装上热电偶套管后周围用炭捣料填捣密实。

3.2 炉底陶瓷杯垫施工要点

高炉炉底两层陶瓷杯垫砖采用斜面人字自锁结构。此种结构砌筑方法：砌筑时，根据冷却壁上所划的十字中心线拉线，沿线准确放置四根表面平整且互成直角的导向方木作为砌筑中心十字砖的依据。及时检查其砖缝和垂直度是否符合要求，如质量符合要求，接着紧靠第一列砖依次砌筑两对角的砖，待砌筑完3～4列砖，砌体稳定性增强后方可拆除导向方木，然后四个角均可同时进行砌筑。砌筑完一层，进行环缝捣打料施工。陶瓷杯垫砖缝≤1.5mm。砌筑顺序为5层炭砖砌完后砌第一层和第二层棕刚玉杯底砖，再砌环形炭砖，再砌陶瓷杯砌体。上部砌筑时一定要轮圆，检查砖缝、平整度、垂直度等。（见图3）

图3 陶瓷杯底砌筑示意图

3.3 高炉冷却壁安装难点

冷却壁的安装滞后炉壳安装2～3带，吊装用主履带吊吊装，一次吊2块冷却壁进炉内，操作者在炉内吊盘上用推顶器将冷却壁顶入到各安装位置，慢速推入，谨防损伤螺丝和撞坏接管。在冷却壁与炉皮上所号尺寸线吻合时，及时把紧套管安装螺帽，并在两块冷却壁横向和纵向缝隙之间装入间隙板，间隙板固定后，把Ф5mm的嵌压圆钢割成与冷却壁内侧表面平齐，然后割除冷却壁的吊耳。冷却壁找正固定后，及时焊好固定节点和铰节点的垫圈，固定节点的连接螺栓必须均匀把紧，垫板与炉壳，水管与垫板，螺母与垫板，螺栓与螺母必须层层焊满，不得泄漏煤气。铰节点、滑动节点的垫圈焊在保护管上，在炉壳与垫圈之间不得有间隙。规范要求冷却壁安装后，其之间垂直及水平缝间隙偏差为±10mm，且最小缝隙不得小于15mm。每安装一带冷却壁提升一次吊盘，提升吊盘时推顶器要固定死，防止吊盘出现倾斜时推顶器滑动伤人。吊盘各滑车组要受力均匀，吊钩要封死，防止脱钩。