高爐耐火磚砌筑及澆注料施工規(guī)定

高爐是一種大型高溫冶金爐，用焦炭還原鐵礦石熔煉鐵水。耐火材料種類繁多。爐體上部一般采用性能異的粘土磚或高鋁磚，爐體下部、爐腰、爐腹采用碳制品、碳化硅磚、莫來石磚、剛玉磚等特殊耐火材料，特別是新開發(fā)的碳化硅磚，在高爐中的應(yīng)用取得了成功。同時(shí)，其他不定形耐火材料也得到了廣泛的應(yīng)用。

 

 

高爐腹部耐火材料

高爐腹部與爐腰和爐缸相連，該區(qū)域溫度較高，下爐溫度約1600~1650℃，氣流溫度較高。渣的侵蝕、堿金屬的作用和材料的清洗都增加了。因此，爐腹部一直是高爐壽命短的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，它要求耐火材料不僅具有良好的耐堿性和耐渣性，而且具有耐高溫性。

高爐襯里損壞嚴(yán)重的部分是爐腰、爐腹、爐體下部和爐底。損壞的原因有很多，主要是渣鐵的侵蝕和熱負(fù)荷的作用；還有堿金屬侵蝕和鉛鋅滲透、碳沉積和機(jī)械磨損。溫度是損壞過程中的決定性因素。爐體下部的爐襯損壞迅速且嚴(yán)重。一般選用耐火性好、耐渣性強(qiáng)、高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、耐磨性好的質(zhì)致密粘土耐火磚或高鋁磚砌筑。爐腰附近可采用高鋁磚或耐磨、耐渣、導(dǎo)熱性高的剛玉磚、碳化硅磚或碳磚砌筑。高鋁磚、剛玉磚、碳磚或碳化硅磚主要用于大型高爐爐體下部。

過去，大多數(shù)高鋁磚和剛玉磚砌筑商，但現(xiàn)在他們選擇碳化硅產(chǎn)品。日本試用了純度高、導(dǎo)熱性好、耐腐蝕性強(qiáng)的耐火材料，如電熔高鋁磚、合成莫來石磚、剛玉磚等，使用效果顯著。德國在爐腹部試用了各種耐火磚，如半石墨磚、電熔高鋁磚、莫來石磚、碳化硅磚直接或氮化硅結(jié)合。歐洲和美國的許多高爐在爐腹部試用碳化硅磚，也有石墨磚砌筑。簡(jiǎn)而言之，外高爐的實(shí)踐表明，粘土耐火磚或硅線石耐火磚主要用于爐腹部，近年來被良的耐堿性和高強(qiáng)度碳化硅耐火磚和碳化硅風(fēng)口組合磚所取代。

據(jù)報(bào)道，根據(jù)耐火磚的類型分類，過去大多數(shù)高鋁耐火磚和剛玉耐火磚砌筑商，但現(xiàn)在大多選擇碳化硅產(chǎn)品。日本試用了高爐腹部和風(fēng)口區(qū)域的高性能耐火磚，如電熔鋯剛玉磚合成莫來石磚、剛玉磚等，使用效果更為顯著。德國在爐腹部試用了各種耐火磚，如半石墨磚、電熔高鋁磚、莫來石磚、直接或氮化硅碳化硅磚等。（爐容3662m3）的爐腹部砌筑半石墨磚，效果較好。歐洲和美國有許多高爐在爐腹部試用碳化硅磚，也有石墨磚砌筑。

簡(jiǎn)而言之，外高爐耐火磚的實(shí)踐表明，粘土耐火磚或硅線石耐火磚多用于爐腹，近年來良的耐堿性、高強(qiáng)度碳化硅耐火磚和碳化硅風(fēng)口組合磚所取代。

 

高爐砌筑耐火磚規(guī)定如下：

(1) 砌筑耐火磚前，應(yīng)對(duì)上道工序提供的中間交接資料的主要數(shù)據(jù)如爐子中心、標(biāo)高、爐殼(管道)橢圓度等進(jìn)行復(fù)檢確認(rèn);爐缸砌體的中心線，對(duì)爐身中心線的位移，不應(yīng)超過30mm，熱風(fēng)爐爐殼全高，垂直誤差不應(yīng)超過30mm。

(2) 耐火磚砌體和隔熱砌體，在施工過程到投入生產(chǎn)前，做好防潮、防水工作。

(3) 耐火磚砌筑時(shí)做好錯(cuò)縫砌筑工作。

(4) 濕砌砌體的所有磚縫中，泥漿應(yīng)飽滿(爐底和爐缸泥漿飽滿度不得低于95%，其他部位泥漿飽滿度不得低于90%)，其表面應(yīng)勾縫。

(5) 不得再耐火磚砌體上砍鑿磚。砌筑耐火磚時(shí)，應(yīng)使用木錘或橡膠錘找正，不應(yīng)使用鐵錘。泥漿干涸后，不得敲擊砌筑好的砌體。

(6) 砌磚中斷或返工拆磚而須留槎時(shí)，應(yīng)做成階梯形的斜槎。

(7) 耐火磚的加工面和有缺陷的表面，不宜朝向爐膛或爐子通道的工作面。

(8) 砌體內(nèi)的各種孔洞、通道、膨脹縫以及隔熱層的構(gòu)造等，應(yīng)在施工過程中及時(shí)檢查。

(9) 砌體內(nèi)外層的膨脹縫不應(yīng)互相貫通，上、下層膨脹縫除設(shè)計(jì)另有規(guī)定外，也應(yīng)錯(cuò)開。

(10) 當(dāng)耐火砌體工作面的膨脹縫與隔熱砌體串通時(shí)，該處的隔熱磚應(yīng)用耐火磚代替。

(11) 托磚板與其下部砌體之間、托磚板上部砌體與下部砌體之間，均應(yīng)留有間隙。間隙尺寸及填充材料由設(shè)計(jì)規(guī)定。

當(dāng)托磚板下的膨脹縫不能滿足設(shè)計(jì)尺寸時(shí)，可加工托磚板下部的耐火磚(熱風(fēng)爐爐墻轉(zhuǎn)折面可加工調(diào)整磚)。加工后的耐火磚的厚度不應(yīng)小于原磚厚度的2/3

(12) 有噴涂層的圓形爐墻或管道磚應(yīng)按中心線砌筑。當(dāng)爐殼或管殼的中心線垂直誤差和半徑誤差符合爐內(nèi)形要求又無噴涂層時(shí)，可以爐殼(管殼)為導(dǎo)面進(jìn)行砌筑。

(13) 圓形爐墻不得有三層重縫或三環(huán)通縫，上、下兩層重縫與相鄰兩環(huán)的通縫不得在同一地點(diǎn)。圓形爐墻，在砌筑時(shí)不應(yīng)同時(shí)有三層以上的退臺(tái)。在同一層內(nèi)，每環(huán)合門不應(yīng)多于四處，并應(yīng)均勻分布

(14) 特殊部位或冷卻板(箱)周圍需預(yù)加工的磚塊，應(yīng)在砌筑前預(yù)先按設(shè)計(jì)尺寸分層(段)放線加工，并按順序編號(hào)。

(15) 對(duì)于特類砌體，應(yīng)將耐火磚精細(xì)加工，并應(yīng)按其厚度和長(zhǎng)度選分;一類砌體，應(yīng)按磚的厚度和長(zhǎng)度選分，如耐火磚的尺寸誤差選不到磚縫要求時(shí)，應(yīng)加工;二類砌體，應(yīng)按磚的厚度選分，要時(shí)可加工。選磚時(shí)，應(yīng)保證耐火磚的尺寸誤差能滿足所規(guī)定的磚縫要求。

(16) 高爐爐身砌體與鋼磚底部之聞的縫隙，應(yīng)為50mm-120mm，在設(shè)計(jì)沒有規(guī)定時(shí)，縫內(nèi)應(yīng)填以粘土質(zhì)耐火泥料(或根據(jù)具體施工要求填充泥漿)。

 

高爐內(nèi)襯冷卻設(shè)備的砌筑

高爐爐腹以上采用多種冷卻設(shè)備形式：主要包括冷卻壁（光表面和r形）、冷卻水箱、冷卻板（焊接和波紋管）、冷卻壁和冷卻板的板壁組合、襯砌磚冷卻壁。

當(dāng)冷卻未準(zhǔn)備冷卻時(shí)，耐火磚靠近冷卻墻上下層交錯(cuò)砌筑（耐火磚與冷卻墻之間有30~40mm的膨脹間隙），砌體與冷卻墻之間的天然三角形接縫填充與磚相同的厚泥漿；如果耐火砌體為兩環(huán)不同材料的磚，施工前應(yīng)選擇和分配兩塊磚，以保持厚度和尺寸一致，確保上下層、內(nèi)外層交錯(cuò)砌筑。

當(dāng)冷卻設(shè)備為波紋管冷卻板時(shí)，冷卻板區(qū)域的耐火磚砌筑和冷卻板安裝交替進(jìn)行。上下冷卻板之間的耐火磚砌筑應(yīng)嚴(yán)格控制水平和標(biāo)高，不僅滿足冷卻板的安裝要求，而且使各段冷卻板安裝的頂面標(biāo)高與耐火磚頂面標(biāo)高一致；當(dāng)冷卻設(shè)備為焊接冷卻板時(shí)，冷卻板區(qū)域應(yīng)先安裝冷卻扳手，然后砌筑耐火磚。冷卻板的安裝標(biāo)高應(yīng)符合要求，上下冷卻板之間的耐火磚砌筑也應(yīng)嚴(yán)格控制水平和標(biāo)高，不僅要滿足冷卻板下的膨脹間隙要求，而且要使耐火磚的頂面與各段冷卻板的頂面標(biāo)高一致。因此，兩種形式的冷卻板區(qū)域的耐火磚應(yīng)在施工前進(jìn)行選擇和分配，以使厚度和尺寸滿足砌體要求。同一段相鄰兩塊冷卻板之間的耐火磚應(yīng)嚴(yán)格設(shè)計(jì)磚砌體，以確保磚與板之間的間隙符合要求，要時(shí)應(yīng)加工磚。

耐火砌體采用冷卻板作為冷卻設(shè)備，一般同時(shí)設(shè)計(jì)多層金屬托板：砌筑金屬托板時(shí)，應(yīng)注意：

（1）由于爐襯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同，膨脹縫的尺寸和形式也不同，托板周圍的膨脹縫應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)精心設(shè)計(jì)。包括高徑向膨脹縫，縫內(nèi)填充專用緩沖泥漿。填充時(shí)應(yīng)飽滿致密。

(2)托板上部用設(shè)計(jì)規(guī)定的澆注料找平。找平層的厚度應(yīng)與冷卻板的安裝標(biāo)高和相應(yīng)的磚層模數(shù)相適應(yīng)。

爐喉鋼磚澆筑材料的填充與鋼磚的安裝相結(jié)合，清除鋼磚內(nèi)的油污，用發(fā)泡苯乙烯堵塞鋼磚之間的間隙和螺栓孔。澆筑材料固化后，濕養(yǎng)護(hù)24小時(shí)，然后安裝下一層鋼磚。如果是水冷鋼磚，則在鋼磚與爐殼之間填充鋼磚間隙。

 

高爐耐火澆注料施工規(guī)定

耐火澆注料(或耐熱混凝土)施工的一般規(guī)定如下:

(1)用于攪拌耐火澆注料的水應(yīng)采用清潔水。沿海地區(qū)的攪拌水應(yīng)經(jīng)過測(cè)試，氯離子(Cl-)濃度不得大于300mg/L。

（2）澆筑用的觸摸板應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，模具尺寸應(yīng)準(zhǔn)確，防止施工過程中變形。模板接頭應(yīng)緊密，不得漏漿。模板應(yīng)采取防粘措施。接觸澆筑材料的保溫砌體表面應(yīng)采取防水措施。

（3）澆筑材料應(yīng)由強(qiáng)制攪拌機(jī)攪拌。攪拌時(shí)間和液體添加量應(yīng)嚴(yán)格按照施工說明書執(zhí)行。變更材料牌號(hào)時(shí)，應(yīng)清洗攪拌機(jī)、料斗、稱重容器等。

(4)攪拌好的耐火澆注料應(yīng)在30分鐘內(nèi)澆注，或按施工說明書要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)澆注。不得使用自己的初凝澆注料。

（5）澆筑材料應(yīng)振動(dòng)密實(shí)。振動(dòng)機(jī)應(yīng)采用插入式振動(dòng)器。特殊情況下，可手動(dòng)固化。使用插入式振動(dòng)器時(shí)，澆筑層厚度不得超過振動(dòng)器工作部分長(zhǎng)度的1.25倍。自流澆筑材料應(yīng)按施工說明書進(jìn)行。保溫耐火澆筑材料應(yīng)手動(dòng)固化。采用機(jī)械振動(dòng)時(shí)，應(yīng)防止離析和體積密度的增加。

(6)澆筑過程中應(yīng)經(jīng)常觀察模板、支撐和預(yù)留孔洞，發(fā)現(xiàn)變形或移位時(shí)應(yīng)及時(shí)采取措施。

(7)耐火澆注料的澆注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。前澆注料凝結(jié)前，應(yīng)澆注次澆注料。間歇超過凝結(jié)時(shí)間的，按施工縫要求處理。

(8)澆注料的養(yǎng)護(hù)應(yīng)按照所有牌號(hào)規(guī)定的方法進(jìn)行。澆注料養(yǎng)護(hù)期間，不得受外力和振動(dòng)影響。

(9)不承重模板只有在澆筑強(qiáng)度能保證其表面和棱角不因拆模而損壞或變形時(shí)才能拆除；澆筑材料達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%后，才能拆除承重模板。熱硬澆筑材料在拆模前應(yīng)烘烤至指定溫度。

(10)現(xiàn)場(chǎng)澆筑材料的澆筑質(zhì)量，每20m3檢查一批留置試塊，每個(gè)或配合比。如果不足這個(gè)數(shù)字，也要做一批檢驗(yàn)；采用同一號(hào)或配合比多次施工時(shí)，每次施工都要留置試塊檢驗(yàn)。

(11)澆筑襯體表面不得有剝落、裂縫、孔洞等缺陷。

注：允許有輕微的網(wǎng)狀裂紋。