【案例】湘钢2580m³高炉本体耐火材料砌筑施工方案
湘钢2580m³高炉耐材砌筑施工含高炉本体，出铁场系统及粗煤气净化系统三大块，高炉本体基础标高1.0m，炉底封板面标高4.50m炉底水冷管中心标高4.70m，铁口中心标高10.0m，风口中心标高14.00m，炉顶钢圈面标高43.10m，炉缸内径Φ11.30m，炉腰内径Φ12.60m，炉喉内径Φ8.10m，高炉设3个铁口，30个风口。炉内采用砖壁合一全冷却技术。炉底下部平砌五层碳砖，其中下两层为国产半石墨碳砖，上三层为国产超微孔碳砖，全高2.005m，陶瓷杯底为两层，全高为0.802m，杯底与杯壁内侧均采用微孔刚玉砖，陶瓷杯外侧则采用进口UCAR小块碳砖，炉内保护砖采用高铝砖，风口组合砖采用微孔刚玉砖砌筑。筑炉工程实物量高炉本体2302t(炉内钢平台制安约5t)，出铁场1553t(351m3)，粗煤气系统830t。1、中冶南方在设计中采用了易操作矮胖强化炉型，砖壁合一薄内衬结构，全冷却壁(铸铁+铜)，推荐联合全软水密封闭循环冷却技术，一代炉役寿命≥15年。2、高炉内衬根据炉内各层区域不同的侵蚀原因，选用不同的内衬材质，以适应长寿的要求。3、该炉在内衬砌筑施工中的主要难点是复合型炉底，炉缸及风口带，所以在 砌筑施工中必须精心组织、精心施工，确保内衬砌筑质量。湘钢2580m³高炉系统，耐材砌筑施工含高炉本体，出铁场系统及粗煤气净化系统三大块，高炉本体基础标高1.0m，炉底封板面标高4.50m炉底水冷管中心标高4.70m，铁口中心标高10.0m，风口中心标高14.00m，炉顶钢圈面标高43.10m，炉缸内径Φ11.30m，炉腰内径Φ12.60m，炉喉内径Φ8.10m，高炉设3个铁口，30个风口。炉内采用砖壁合一全冷却技术。炉底下部平砌五层碳砖，其中下两层为国产半石墨碳砖，上三层为国产超微孔碳砖，全高2.005m，陶瓷杯底为两层，全高为0.802m，杯底与杯壁内侧均采用微孔刚玉砖，陶瓷杯外侧则采用进口UCAR小块碳砖，炉内保护砖采用高铝砖，风口组合砖采用微孔刚玉砖砌筑。预砌一般在生产厂家进行，业主及施工单位派人验收，预砌合格后，编号按顺序装箱。2.1 炉顶钢圈以下安装并验收完毕，办理相关的工序交接。2.3 炉底密封钢板及水冷管安装完毕，并通水试压合格。2.4 铁口框及风口大、二套安装就位，各口中心偏移检查合格;各风口相交点与炉底、炉缸中心线偏差在允许范围内并符合规范要求。2.6 出铁场平台土建完工，出铁场棚屋面安装完，天车能交筑炉使用，平台上下交筑炉堆放机具和材料。2.7 炉内炭砖砌筑保护棚安装并试车完毕，各施工机具到位，调试合格。2.8 炉身以上冷却壁镶砖宜在仓库试压合格后同步进行，镶砖达到设计要求后，才进行镶砖冷却壁安装。倒扣冷却壁后的浇注料也是在仓库冷却壁试压合格后同步进行。3.3 铁口铜冷却壁及五段-八段铜冷却壁浇注料浇注;3.4 冷却壁与冷却壁之间勾缝，及铁屑填料的填充;3.5 九段-十段铸铁冷却壁的镶砖及倒扣冷却壁浇注料的浇注，高温涂料施工;3.6 炉顶封板以上水冷管中心线以下的耐热混凝土浇注;3.12 炉腹至炉身下部喷涂(即五至八段铜冷却壁喷涂);根据现场施工场地狭窄的情况只能堆放少量耐火材料，而大批材料则只能根据工程进度分期分批按需供料。4.1 工程材料、施工用料及施工机具用汽车运至出铁场平台下，用出铁场天车吊至平台上各处定点堆放。4.2 砌筑炉底和炉缸时用天车将炭砖或陶瓷杯砖吊至风口进料平台上的辊道上，推至炉内进料平台上，通过炉腹保护棚的环吊装置吊入炉内各砌筑部位。该方案要求预留三个风口，只安装大套，以备穿钢丝绳进人和设备用。具体位置现场定(如图示)。4.3 当炉缸砌筑完毕，炉身结构也已安装完毕时，拆掉保护棚环吊装置，在炉内搭设卷扬塔，将保护棚改为吊盘。
4.4 高炉炉腹及炉身下部(即5-8段冷却壁)喷涂施工时，喷涂站设置于风口平台和炉顶平台上(如图示)。5.1 炉底密封钢板与耐热基墩间的缝隙无水压入泥浆施工要领① 确定开孔位置焊好压入短管(带丝扣)，灌浆管Φ48，L=150mm。③安装好压浆机和搅拌机及输浆用高压橡胶管，并经压送洁净水检验泄漏现象，且满足 0.4Mpa 压力的要求。安装好炉内外通迅联络设备。
④ 架好水准仪对封板标高进行监测，然后开始压入料的施工。压入时，应按短管编号从1开始后顺号进行。先用扣件将输送软管头与压入短管联接好，然后开启旋塞，炉内指挥人员通知 炉外操作人员送浆。作业时在压入口旁立好标杆，通过水平仪观测，发现炉底封板凸起达到2mm时，应立即停止送浆，或软管上的压力表指示达到0.4Mpa时也应立即停止送浆，关闭旋塞。然后将软管头联接到下一个压力短管上继续作业，当相邻的灌浆口溢出浆时，应立即塞上木楔，继续压入，直到达到上面两个停止作业条件，在压入软管拔出短管时，应立即将木楔塞上，溢出过的短管不可再进行压浆。压浆作业结束后，自然养护，待其固化后，即可割掉短管和焊上封板，然后满测炉底封板凸起标高，并作好记录。密封钢板上炭质捣打料按照水冷管的分布安装控制扁钢条，扁钢条上沿与炭素料设计高度相同，炭素料一次铺料100，沿一个方向铺，风镐一锤压半锤，确保压缩比达到45%，其容重达到设计标准，每层取若干个样做检验，合格后再捣上层。炭素料标高及平整度的控制：用扁钢条标高来控制炭素料的成型高度。捣打成型时炭素料略高于模板3～5mm，然后用重轨刮刀，以扁钢条上沿为导面进行铲平，使其表面平整度用2m钢靠尺检查小于1mm，超过处进行打磨。在冷却壁、风口套、铁口框、炉喉钢砖安装的过程中，在它的间隙外紧贴着冷却壁和钢砖的背面安装好0.5m厚的钢板条和在风口套及铁口框外塞紧石棉绳，然后用特制勾缝刀将铁屑填料往缝内塞满勾实，外表面压平收光(如图示)。搅拌铁屑填料时，先按配比将干料混合均匀后，再逐渐加水玻璃调制成干浓泥料状，以手能捏成团状为好，即可使用。一次拌料不要太多，随用随拌，拌好的料1小时内用完。砌筑前，测定和画出每层炭块的层高和砖列的控制线，即通过铁口中心标高返出每一层标高，测出十字中心线。炭块顶架基准线是在平行于十字中心线的一根线向一侧移3/2炭块，加一条平行线，作为炭块支撑架设置的控制线，顶架装时，应严格按线控制，调整顶撑面的上下位置，只有上下两条都与控制线重合，才可据此进行炭块的摞底。
根据炭块预砌筑图编号，将2列炭块准确地沿顶架干排完后，即可作为第一列(中心列)炭块的导面。每块炭块必须从中心开始往两边砌筑。砌炭块时，先铺上炭素泥浆，并用刮油刀刮匀，使炭素泥浆保持3mm厚，再将炭块左右前后揉动几下后砌上，以保证缝内炭油均匀饱满。每砌完一列,在两端胀缝内要及时用木楔楔紧，往下依次逐列进行炭块的干排和砌筑。按同样的程序，砌完六列左右，拆除顶架，两侧炭块列同时砌筑。树脂结合的炭油搅拌后直接用，焦油系列配制的炭油需隔水加热至 50℃～70℃才可使用。每砌完一层，清扫周边缝内杂渣，分段取出木楔，分层捣打周边粗缝糊，每次铺料厚度 100mm， 用风镐以一锤压半锤的方式捣打 3～4 趟，粗缝糊的压缩比不应小于40%即可，并分层取样，模子容重要达到相关要求。捣打完周边炭素料后，即可找平，放线砌筑下一层，砌筑时热电偶的开槽与其套管的安装应配合进行。开槽前，根据预留孔洞的位置和设计要求的方位、尺寸，在炭块砌体表面划出定位线，然后用炭块开槽机对准定位线开槽。热电偶套管嵌入槽内后及时用粗缝糊填实找平。本混合炉底系中间为微孔刚玉砖，周边是进口炭砖组成。先砌一层环形炭砖，接着是环形炭砖与冷却壁间隙内的炭素料捣料，然后是砌中间刚玉砖，再捣打刚玉砖与环形炭砖之间间隙的炭素粗缝糊，炭素捣打料与炭素粗缝糊要求捣匀，捣实并取样检测，模子容重达到相关要求。环形炭砖砌筑主要注意事项：首先放线要正确，其次必须干排半数以上炭块进行验缝;第三，只能用木锤或铁锤垫木板敲打;第四，每砌 4～6块必须塞上木楔 (在炭块与冷却壁之间);第五，要保证合门顺利，合门区必须是3～5块砖砌上时，同时向炉壳方向退20～30mm，并用木楔顶到设计位置。第六，合门前，用千斤顶把合门位置尽量顶到位，再根据尺寸、加工合门砖。砖缝需达到设计要求。中间微孔刚玉砖砌筑，首先一定要安装好4根表面平整和互成直角的导向方木，作为砌筑中心十字形的依据，其次必须按预砌的定位角度和编号砌筑。砌筑时必须做到：稳沾(大面和小面都沾满泥浆);低靠(沾好浆的砖往已砌好的砖上靠时，应尽量放低);短拉、重揉(上下拉动距离不超过30mm，揉浆的动作要重而抵紧)。由于结构安装尺寸误差，必要时对不能达到设计要求的微孔刚玉砖进行切割加工。砖缝需达到设计要求。炉缸主要由环形炭块和铁口组合砖组成，该区域砌筑首先必须从组合砖开始，铁口组合砖砌到略高于一层环形砖时，再砌铁口两侧环形炭砖，其它砌筑要求同前。炉缸保护层跟随环形炭砖同步往上砌筑，每砌1200mm高搭设一步满膛脚手架。风口区组合砖砌筑前，应分别测定风口大套对炉体中心的半径偏差及相邻风口大套之间的夹角偏差。并根据偏差的大小对砌体内径和组合砖组中心进行适当调整，砌筑时必须按预砌筑的编号顺序进行，每砌一层就捣打一层组合砖与冷却壁间的刚玉质捣打料，以确保填料密实。风口套与风口组合砖间的间隙，在砌筑过程中及时用干浓耐火缓冲泥浆填满塞实。喷涂作业采用钢吊盘作为工作平台。吊盘设置四个吊点，固定在高炉顶部炉壳上，提升方式采用倒链式，具体实施时应根据现场实际情况确定。设计厚度控制可采用方格网板控制法;原理为在每段冷却壁上按适当的间距划分喷涂区域，并用纵向板条分割，板条厚度同喷涂层设计厚度。再用弧度刮板以板条为导轨，进行喷涂层厚度控制。喷涂作业对炉体来说，质量往往影响到炉体的密封性能和保温性能，喷涂作业连续性强，喷涂操作时要根据喷涂料的输送距离，高度及时调节风压和加水量，因此，喷枪手应由技术熟练者担任。喷涂设备的调试：风压、水压能否达到规定标准值，设备运转情况是否正常，并进行负荷试车。喷涂材料的准备：喷涂料的数量应满足连续作业要求，配比应严格控制，喷涂前进行试喷检验。喷涂设施的完成情况：吊盘承载试验，上下提升运行情况良好，并设置安全保护设施，上下通讯联络信号畅通，在确认安全的情况下方可使用。喷涂操作者在开喷前，应用高压风吹扫喷涂面并用水湿润后方可开始喷涂，通知下面开阀送料。喷涂作业顺序应为“送风、送水、送料”停喷时间则相反。喷涂作业可由上往下，从左至右，按Ф300～400mm划圆循环渐进移动，每次喷涂厚度宜控制在40～50mm左右，如设计厚度超过此厚度时，可通过逐步循环方式达到目标。喷涂作业中喷枪离工作面垂直距离宜控制在1.0～1.2m，根据喷涂距离随时调整风压、水压，喷涂效果应以喷涂面微微滴水为佳，喷涂厚度大于50mm的，可分两次喷涂，相隔时间不得超过初凝时间。喷涂层喷到一定的面积后，应进行粗修，将凸面刮平整，而后再进行清整，此外还应及时对喷涂后厚度或半径尺寸进行检查，使之符合设计要求。5.9 炉壳与铜冷却壁间浇注料施工(5-8段铜冷却壁)高炉本体铜冷却壁中浇注料施工时，要紧随安装，冷却壁安装安装完一段，经验收后，支模，吊缝，浇注。浇注时逐层往上施工，每层不超过50mm，并逐层振捣密实，每段浇注时上口预留10mm不浇注，方便上下冷却壁之间的铁皮吊缝。5.10 炉壳与冷却壁间灌浆要领(1段-4段、11段-14段)灌浆采用大于1.6Mpa的压浆泵施工。炉皮灌浆孔的定位及分布情况由设计确定，并在炉壳安装时开好孔，同时焊好灌浆孔。灌浆从下往上逐层进行。灌浆时，相邻管孔冒浆时，停止半小时后再补灌一次，然后用木楔(或堵头)塞紧。下层灌完后，再灌上一层，待烘炉结束后，将所有的灌浆孔封闭补焊牢固，以免生产时冒煤气。
