多层自悬式焙烧炉炉床关键

多层自悬式焙烧炉炉床关键

施工工艺的控制

张克亮（攀钢冶金工程技术有限公司修建分公司邮编 617062）

摘要：针对多层自悬式焙烧炉这种国内少有的炉型结构、独特高难度的炉窑施工技术，我单位从长期施工中发现，炉床的稳定性对整个焙烧炉周期寿命起决定性影响，因此，本文从炉床砌筑工艺中的预砌筑、拱胎支设、炉床砌体砌筑和砌体养护等四个关键工序如何实行有效控制进行了介绍，侧重于实际操作方面的总结，以形成较为成熟的现场作业经验。

关键词：焙烧炉床结构预砌筑拱胎灰缝

一、前言

攀钢钒制品在国内市场占有率达80%，在国际市场的占有率为20%，攀钢将在“十一五”末，成为世界上最大的钒制品生产基地。多层自悬式焙烧炉是钒制品生产的重要热工设备，89年从德国引进（当时为国内独有），攀钢现有8 座。其使用寿命和检修周期直接决定了攀钢钒制品的生产能力。如何提高砌筑质量，做好关键砌筑工艺的控制，从而延长检修和更换炉床的周期，是我们施工单位长期研究的课题。

从1989年开始至2008年，我公司在长达二十年新建、检修过程中，从无到有，通过摸索实践，积累了不少施工经验，形成了系统而独特的多层焙烧炉耐火内衬施工工艺，但在以往实际施工中，常见问题是刚施工完后出现炉床下沉和局部塌陷甚至坍塌，因此克服焙烧床下沉，如何对关键施工工艺进行有效控制和持续改进非常重要。

二、炉床的承重自悬原理及施工工艺分析

（一）、炉床的承重自悬原理。多层自悬式焙烧炉结构比较独特，炉内结构主要由多层悬空炉床、内衬大墙、中心轴及旋转耙臂组成，每层炉床由多环标准、异形耐火砖组合砌筑而成，整个炉床上表面呈水平面，下表面为斜拱面，每层床子重约6—8吨（奇偶层数重量不一），无任何依托支撑自悬结构。炉床自悬原理：一是整个炉床四周与炉子大墙紧密粘合，在径线方向上与床子均布荷载形成力偶平衡。二是主要依靠下表面以一定拱角形成拱的托力。三是切向每环砖之间以及同环每块砖间的自身粘合。因此，这种炉型国内少有，施工技术也罕见，技术要求高，难度大。见图1。

边缘下料中间下料

奇偶层炉床示意图图1

（二）、施工工艺流程。施工准备→焙烧床砖加工预砌筑→制作拱胎→设施搭设→中心轮杆安装→炉墙及拱脚砖砌筑→安装一层炉床拱胎、砌筑一层炉床砖……安装十一层炉床拱胎、砌筑十一层炉床拱砖→养护→由上至下拆除各层拱胎→清扫各层焙烧床废物→交工。（三）、关键施工工序。因此，综合以上分析以及结合大量施工实践证明：关键施工工序为：施工前的炉床预砌筑、施工中的拱胎支设、炉床砌体砌筑、砌体养护。

三、关键施工工序控制

（一）、炉床预砌筑

多层焙烧炉共十一层炉床，其中奇数层炉床周边下料口使用组合砖，砖型多达四十多种，焙烧床预砌筑，是为了检查砖的公差以及各种砖（特别是大异形组合砖）之间的搭配组合情况，通过对每块耐火砖进行筛选、加工、打磨，使砖缝达标，同时将砌筑中可能出现的问题在预砌筑中提前进行处理。预砌筑的程序如下：

选砖→磨砖→预砌筑→编号→装筐

1、选砖：按砖的主尺公差以1mm为一等级分选出来分类堆放，并在砖的非打灰面标出公差，并逐块对砖进行外形检查。

2、磨砖：将选出的合格品砖逐块对砖的打灰面进行磨制，以确保砌筑时砖与砖之间能结合紧密，保证拱的强度。磨砖时根据砖的外形尺寸用钢板制作垫板垫在砖的下方，以保证砖的被磨面与砂轮保持水平接触。垫板用δ20的长420×宽300钢板加工，每种砖加工3-5块。

3、预砌筑：炉床预砌筑是按照图纸技术要求，将整个炉床上表面与下拱面倒过来进行干排，在预装平台地板上，画出十字中心线，从外环向内环依次逐环干排，在每块砖缝内夹入1mm的黄板纸替代泥浆。每一环要在径线上预留两块合门砖位置，合门处的砖不允许切割但可用木楔代替砖将每环砖楔紧。

在预砌筑过程中，奇数层炉床的周边16套下料口的组合砖的加工与预砌尤为重要，因为其本身均是砖大、异形、面多，加工难度大。二是这些组合砖是紧靠四周炉子大墙砌筑，其与大墙粘合程度决定了整个炉床的稳定不下沉，对砖缝要求高，因此在对不符要求的砖缝加工后，必须用手砂轮对组合砖的每一组合接触面要进行仔细打磨，以保证砖与砖之间结合严密，达到砖缝要求。

拱砌筑完后应检查表面平整度，对个别砖表面错台超过5mm的砖用手砂轮进行打磨。

4、编号：炉床预砌筑打磨完后在拱的表面画出十字中心线，进行逐块编号，从外环开始编，每环砖均以画有中心线的砖作为编号的第一块砖，向两侧同时编，每块砖应写出层号、环号及砖号。下图2为预砌完的偶数层炉床。

图 2

（二）、拱胎支设

实际施工中，采用满膛支设拱胎，在拱胎上砌筑炉床砖，因此对拱胎支设角度和强度是关键控制因素。

由于炉床下表面呈5º38′的拱，是炉床自悬承重关键因素之一，因此拱胎的支设角度决定了整个炉床下拱的起拱角度，这是整个焙烧炉炉床砌筑的核心技术和关键。对5º38′的现场控制非常重要，现场施工采用在炉子大墙上与中心轴上测量出炉床下表面起拱标高，在中心轴上沿此标高往上返237 mm，这两个标高即为拱胎两端上表面控制点，见图三。另外考虑后续因拱胎拆除整个炉床出现自然下沉，拱胎应整体抬高5mm ～10 mm左右，以保证床子下沉余量。

图3

拱胎的强度要求：要满足于炉床砌体的重量及在上面施工人员及相关机料的承重。拱

胎的辐射梁、环形梁均用100*100mm的木方制作，上满铺木板条做拱胎面，立柱采用100*100mm木方。为不影响砌筑工期，每层拱必须准备一套拱胎，即共制作二十三套拱胎，形状见图2示。在制作加工拱胎中，用合格的木材，保证整个拱胎要有足够的强度，见图4。

图4

（三）、炉床砌筑

为保证整个炉床整体粘合强度，要控制好以下关键因素：

1、按炉床预砌筑砖的编号顺序，将砖对号入座从外环开始依次砌筑，砌筑采用打灰条砌筑，保证砖缝泥浆饱满度不小于95%。施工中禁止用二锤等重锤直接敲打砖面。每一环砖的合门砖必须要楔紧，起到合门锁砖作用，在径向上，环与环之间每块砖要紧靠（内环靠外环）砌筑。所有砌筑灰缝≤2mm；表面平整度在5mm以内。图5为砌筑完的炉床。

图5

2、灰浆控制

严格控制灰浆配合比：硅火泥（46%）、水玻璃（52%）、氟硅酸纳（2%）。

砌筑前要根据配比检查泥浆的砌筑性能和干凝时间，提前一天做泥浆试验，检验泥浆是否凝固。砌筑中初凝的泥浆禁止使用。