1.炉窑及砌筑材料的分类与性能
1)炉窑的分类
炉窑按其生产过程可分为两大类;动态炉窑和静态炉窑。例如:水泥回转窑属于 动态炉窑,炼焦炉、玻璃熔窑属于静态炉窑。
2)耐火材料的分类
耐火材料可按化学特性、耐火度、结构性能、形状等分类。
(1)按化学特性分类
① 酸性耐火材料。其特性是能耐酸性渣的侵蚀。如硅砖、锆英砂砖等。
② 碱性耐火材料。其特性是能耐碱性渣的侵蚀。如镁砖、镁铝砖、白云石砖等。
③ 中性耐火材料。其特性是对酸性渣及碱性渣均具有抗侵蚀作用。如刚玉砖、高 铝砖、碳砖等。
(2)按结构性能分类
① 致密耐火材料,其气孔率低于45%。具有体积密度高、透气度低、耐磨性及抗渣性好、耐火度高等特性,常用于直接接触熔料的炉窑砌筑。
② 隔热耐火材料,其气孔率大于45%。具有质量较轻、体积密度低、隔热性能好等特性,常用于砌筑工程的隔热层。
(3)按形状分类
① 定形耐火材料,其特征是形状已定形制品,如耐火砖。
② 不定形耐火材料,其特性是凝固之前流动性及可塑性好。如耐火浇注料、耐火 泥浆、喷涂料、可塑料、捣打料等,适宜于定形耐火材料不宜施工和操作部位的充填,弥补定形耐火材料砌筑的不足之处。
3)锚固件的分类及性能
(1)金属锚固件,其性能是强度高、易操作,如把钉(锚固钉)、托砖板等,适宜 于在工作温度低于1100℃以下的炉体内使用。
(2)耐火材料锚固件,其特性是砖型几何尺寸要求比较严格,可耐1100℃以上的 高温,如锚固砖。
4)其他耐火材料的种类及性能
(1)耐火纤维
耐火纤维又称陶瓷纤维,是一种人造无机非金属纤维材料,是由氧化铝、二氧化 硅为主要成分的二元化合物。
耐火纤维主要特点:谢高温、隔热保温性能好、隔热效率高、化学稳定性好、抗 热振性强、绝缘性及隔声性能比较好。
(2)耐火纤维制品
耐火纤维制品是通过散装耐火纤维原料加工的二次产品。分为硬制品和软制品。 常用的耐火纤维制品有耐火纤维毡、耐火纤维毯、预制块、耐火纤维纺织品。
① 耐火纤维毡。常用的胶粘剂有甲级纤维素、乳胶、硅溶胶等。具有适宜的柔软性和刚度,施工性能好。根据供货状态可分为干毡和湿毡。
② 耐火纤维毯。是采用干法加工工艺制成的制品,不含或仅含少量的胶粘剂。根 据工艺和形状不同可分为:针刺毯、折叠毯、毯卷等。其中针刺毯具有强度高、抗风蚀性强、热收缩小等优点。
③ 预制块。根据厚度要求,采用负压模具脱模干燥而成;也可用胶粘剂将纤维毡 粘在金属网上,利用螺栓将金属网固定在炉墙或钢结构上,施工比较方便。
④ 耐火纤维纺织品。将耐火纤维采用编、织、纺等工艺制成的制品,有纱、带、 布、绳等品种。具有耐高温、耐腐蚀、绝缘好、无毒性等优点,节能效果好,不污染环境,广泛应用于保温、隔热、密封等方面。
(3)耐高温涂料
自粘性能好,可以涂层的形式涂刷或喷涂在炉墙高温的侧面。
2.炉窑砌筑施工技术要求
1)炉密砌筑前工序交接要求
(1)工序交接的技术要求
① 炉窑的砌筑工程应于炉体骨架结构和有关设备安装完毕,经检查合格并签订交 接证明书后,才可进行施工。
② 在工序交接时,对上一工序应及时进行质量检查验收并办理工序交接手续。
(2)工序交接证明书应包括的内容
① 炉子中心线和控制标高及必要的沉降观测点的测量记录。
② 隐蔽工程的验收合格证明。
③ 炉体冷却装置、管道和炉壳的试压记录及焊接严密性试验合格证明。
④ 钢结构和炉内轨道等安装位置的主要尺寸复测记录。
⑤ 动态炉窑或炉子的可动部分试运行合格证明。
⑥ 炉内托砖板和锚固件等的位置、尺寸及焊接质量的检查合格证明。
2)耐火砖砌筑的施工程序
(1)动态炉窑的施工程序
① 动态炉窑砌筑必须在炉窑单机无负荷试运行合格并验收后方可进行。
② 砌筑的基本顺序:从热端向冷端(或从低端向高端)→分段作业划线→选砖→ 配砖→分段砌筑→分段进行修砖及锁砖→膨胀缝的预留及填充。例如,回转窑砌筑时,自热端向冷端分若干段依次分别进行环向砌筑,每段长度;湿砌每段不大于1m,干砌每段不大于2m。若采用砌砖机砌筑,则不必进行窑筒体旋转,每环砖可一次完成;若采用顶杆压砖砌筑,则每环砖由底部开始向两侧同时砌筑到半圆时,用顶杆压紧已砌好的耐火砖,然后旋转窑筒体90°后继续砌筑,再用顶秆压紧 后,再次旋转筒体90°后继续砌筑,直至本环锁砖完成,本段砌筑结束。
(2)静态炉窑的施工程序
① 静态炉窑的施工程序与动态炉窑基本相同。
② 静态炉窑的施工程序和动态炉窑的不同之处:不必进行无负荷试运行即可进行 砌筑;砌筑顺序必须自下而上进行;无论采用哪种砌筑方法,每环砖均可一次完成;起拱部位应从两侧向中间砌筑,并需采用拱胎压紧固定,锁砖完成后,拆除拱胎。
3.耐火砖底和墙砌筑施工技术要求
1)耐火砖底砌筑施工技术要求
(1)砌筑可动炉底式炉子时,其可动炉底的砌体与有关部位之间的间隙,应按规 定的尺寸留设。
(2)水平砖层砌筑的斜坡炉底,其工作层可退台或错台砌筑,所形成的三角部分, 可用相应材质的不定形耐火材料找齐。
(3)反拱底应从中心向两侧对称砌筑。砌筑反拱底前,应用样板找准砌筑弧形拱 的基面;斜坡炉底应放线砌筑。
(4)非弧形炉底、通道底的最上层砖的长边,应与炉料、金属、渣或气体的流动 方向垂直,或成一交角。
2)耐火砖墙砌筑施工技术要求
(1)圆形炉墙应按中心线砌筑。当炉壳的中心线垂直误差和半径误差符合炉内形 要求时,可以炉亮为导面进行砌筑。
(2)弧形墙应按样板放线砌筑。砌筑时,应经常用样板检查。
(3)具有拉钩或挂钩的炉墙,除砖槽的受拉面与挂件靠近外,砖槽的其余各面与 挂件间应留有活动余地,不得卡死。
(4)圆形炉墙不得有三层重缝或三环通缝,上下两层重缝与相邻两环的通缝不得 在同一地点。圆形炉墙的合门砖应均匀分布。
(5)砌砖时应用木槌或橡胶锤找正,不应使用铁锤。砌砖中断或返工拆砖时,应 做成阶梯形的斜槎。
4.耐火砖拱和拱顶砌筑技术要求
(1)拱脚表面应平整,角度应正确;不得用加厚砖缝的方法找平拱脚;拱脚砖应 紧靠拱脚梁砌筑。
(2)当拱脚砖后面有砌体时,应在该砌体砌完后,才可砌筑拱或拱顶。不得在拱 脚砖后面砌筑隔热耐火砖或硅藻土砖(隔热耐火砖拱顶的拱脚砖后面,可用与隔热同材质的砖)。
(3)除有专门规定外,拱和拱顶应错缝砌筑,并应沿纵向缝拉线砌筑,保持砖面 平直。拱或拱顶上部找平层的加工砖,可用相应材质的耐火浇注料代替。
(4)跨度不同的拱和拱顶宜环砌,且环砌拱和拱顶的砖环应保持平整垂直。拱和 拱顶必须从两侧拱脚同时向中心对称砌筑。砌筑时,严禁将拱砖的大小头倒置。拱和拱顶的放射缝,应与半径方向相吻合。拱和拱顶的内表面应平整,个别砖的错牙不应超过3mm。
(5)锁砖应按拱和拱顶的中心线对称均匀分布。锁砖砌人拱和拱顶内的深度宜为 砖长的2/3~3/4,拱和拱顶内锁砖砌入深度应一致。打锁砖时,两侧对称的锁砖应同时均匀地打入。不得使用砍掉厚度1/3以上的或砍凿长侧面使大面成楔形的锁砖,且不得在砌体上砍凿砖。
(6)吊挂砖应预砌筑。吊挂平顶的吊挂砖,应从中间向两侧砌筑。其边砖同炉墙 接触处应留设斜坡;炉顶应从下面的转折处开始向两端砌筑。吊挂砖的主要受力处不得有裂纹。砌完黏土质(或高铝质)炉顶吊挂砖后,应按规定的部位铺砌隔热制品。
(7)吊挂拱顶应环砌,并应与炉顶纵向中心线保持垂直。在镁质吊挂拱顶的砖环中,砖与砖之间应插入销钉和夹入钢垫片,不得遗漏或多夹。吊挂拱顶应分环锁紧,各 环锁紧度应一致。锁砖锁紧后,应立即把吊挂长销穿好。
(8)跨度大于5m的拱胎在拆除前,应设置测量拱顶下沉的标志;拱胎拆除后,应 做好下沉记录。拆除拱顶的拱胎,必须在锁砖全部打紧、拱脚处的凹沟砌筑完毕,以及 骨架拉杆的螺母最终拧紧之后进行。
5.不定形耐火材料施工技术要求
1)耐火浇注料的施工程序
材料检查验收→施工面清理→锚固钉焊接→模板制作安装→防水剂涂刷→浇注料 搅拌并制作试块→浇注并振捣→拆除模板→膨胀缝预留及填充→成品并护。
2)施工技术要求
(1)搅拌耐火浇注料的用水应采用洁净水。
(2)浇注用的模板,应有足够的刚度和强度,支模尺寸应准确,防止在施工过程 中变形。模板接缝应严密,不漏浆。对模板应采取防粘措施。与浇注料接触的隔热砌体的表面,应采取防水措施。
(3)浇注料应采用强制式搅拌机搅拌。搅拌时间及液体加人量应符合产品施工说 明书的要求。变更用料牌号时,搅拌机、料斗、称量容器等均应冲洗干净。
(4)搅拌好的耐火浇注料,应在30min内浇注完成,或根据产品施工说明书的要 求在规定的时间内浇注完。已初凝的浇注料不得使用。
(5)整体浇注耐火内衬膨胀缝的设置应按设计规定。若无规定时,每米长的内衬 膨胀缝的平均数值,可采用下列数据:黏土耐火浇注料为4~6mm;高铝水泥耐火浇注 料为6~8mm;磷酸盐耐火浇注料为6~8mm;水玻璃耐火浇注料为4~6mm;硅酸盐 水泥耐火浇注料为 5~8mm。
(6)耐火浇注料的浇注,应连续进行。在前层浇注料初凝前,应将次层浇注料浇 注完毕;间歇超过初凝时间,应按施工缝要求进行处理。施工缝宜留在同-排锚固砖的中心线上。
(7)耐火浇注料在施工后,应按设计规定的方法和要求养护。
(8)拆模要求。不承重模板,应在浇注料强度能保证其表面及棱角不因拆模而受损 坏或变形时,才可拆模。承重模板应在浇注料达到设计强度70??后,才可拆模。热 硬性浇注料应烘烤到指定温度之后,才可拆模。
6.耐火喷涂料施工技术要求
(1)喷涂料应采用半干法喷涂,喷涂料加入喷涂机之前,应适当加水润湿,并搅 拌均匀。
(2)喷涂时,料和水应均匀连续喷射,喷涂面上不允许出现干料或流淌。
(3)喷涂方向应垂直于受喷面,喷嘴与喷涂面的距离宜为1~1.5m,喷嘴应不断地 进行螈旋式移动,使粗细颗粒分布均匀。
(4)大面积喷涂应分单元连续进行,且在木单元内应一次达到设计厚度。喷涂内 衬厚度超过300mm 需分层喷涂时,应在前层耐火喷涂料凝结前喷完次层。
(5)喷涂完毕后应及时开设膨胀缝线,用1~3mm厚的楔形板压入30~50mm而成。
7.耐火陶瓷纤维施工技术要求
按耐火纤维陶瓷制品形状,耐火陶瓷纤维内衬分为层铺式内村、叠砌式内衬和折 叠式模块内衬。
1)层铺式内衬施工技术要求
(1)设于炉顶的锚固钉中心距宜为200~250mm,设于炉墙的锚固钉中心距宜为 250~300mm。锚固钉与受热面耐火纤维毯、毡或板边缘距离宜为50~75mm,最大距 离不应超过 100mm。
(2)锚固钉应在钢板上垂直焊牢,并应逐根锤击检查。当采用陶瓷杯或转卡垫圈 固定耐火陶瓷纤维毯、毡或板时,锚固钉的断面排列方向应一致。
(3)纤维毯、毡或板铺贴要求:
① 耐火陶流纤维毯、毡或板应铺设严密、紧贴炉壳。紧固锚固件时应松紧适度。
② 耐火陶瓷纤维毯、毡或板的铺设应减少接缝,各层间错缝不应小于100mm。隔 热层耐火纤维陶瓷毯、毡或板可对缝连接。受热面为耐火陶瓷纤维毯、毡或板时,接缝 应搭接,揩接长度宜为100mm,搭接方向应顺气流方向,不得逆向。
③ 耐火陶瓷纤维毯、毡在对接缝处应留有压缩余量。当采用耐火陶瓷纤维毡时, 压缩余量不应小于5mm;当采用耐火陶瓷纤维毯时,压缩余量不应小于10mm。
2)叠砌式内衬施工技术要求
(1)叠砌式内衬可用销钉固定法和粘贴法施工,每扎耐火陶瓷纤维毯、毡均应预 压缩成制品,其压缩程度应相同,压缩率不应小于15??
(2)销钉固定法。支撑板应水平,固定销钉应按设计规定的位置垂直焊接牢固。耐火陶瓷纤维制品的接缝处均应挤紧。
(3)粘贴法施工的耐火陶瓷纤维制品,排列方法正确,耐火陶瓷纤维制品应粘贴 平直、紧密、压紧。
3)折叠式模块内衬施工技术要求
(1)折叠式模块应与焊在炉壳上的金属锚固件连接,固定在炉亮上。模块常用的 结构应为中心孔吊挂式结构。折叠式模块的体积密度宜为190~220kg/m3。
(2)折叠式模块本身无预埋锚固件时,应用穿钉固定,穿钉应垂直插入相邻的支 撑板孔内。
(3)折叠式模块沿折叠方向应顺次同向排列;非折叠方向或与其他耐火炉村的连 接,均应铺设相同等级的耐火陶瓷纤维毯,耐火陶瓷纤维毯的压缩率不应小于15?? 顺次排列结构用于炉顶时,应用耐热合金U形钉将耐火陶瓷纤维毯与折叠式模块固定, U形钉的间距官为600mm。
8.冬期施工的技术要求
(1)砌筑应在供暖环境中进行。工作地点和砌体周围温度均不应低于5℃,耐火砖 和预制块在砌筑前应预热至0℃以上。
(2)附火泥浆、耐火浇注料的搅拌应在暖棚内进行。耐火泥浆、耐火可塑料、耐火 喷涂料和水泥耐火浇注料等在施工时的温度均不应低于5℃。但黏土结合耐火浇注料、 水玻璃耐火浇注料、磷酸盐耐火浇注料施工时的温度不宜低于10℃。
(3)调制耐火浇注料的水可以加热,加热温度为:硅酸盐水泥耐火浇注料的水温不应超过60℃;高铝水泥耐火浇注料的水温不应超过30℃。水泥不得直接加温。耐火浇注料施工过程中,不得另加促凝剂。
(4)冬期施工耐火浇注料的养护:
① 水泥耐火浇注料可采用蔷热法和加热法养护。加热硅酸盐水泥耐火浇注料的温 度不得超过80℃;加热高铝水泥耐火浇注料的温度不得超过30℃。
② 黏土、水玻璃、磷酸盐水泥浇注料的养护应采用干热法。水玻璃耐火浇注料的 温度不得超过60℃。
(5)冬期施工时,应做专门的施工记录:
① 室外空气温度,工作地点和砌体周围的温度,加热材料在暖棚内的温度,不定 形耐火材料在搅拌、施工和养护时的温度,应每隔4h测量一次。
② 全部测量点应编号,并绘制测温点布置图。
③ 测量不定形耐火材料的温度时,测温表放置在料体的时间不应少于3min。
9.烘炉的技术要求
1)烘炉阶段的主要工作
(1)制订工业炉的烘炉计划;准备烘炉用的工机具和材料;确认烘炉曲线。
(2)编制烘炉期间作业计划及应急处理预案;确定和实施烘炉过程中的监控重点。
2)烘炉的技术要点
(1)工业炉在投入生产前必须烘干烘透。烘炉前应先烘烟囱及烟道。
(2)耐火浇注料内衬应该按规定养护后,才可进行烘炉。
(3)烘炉应在其生产流程有关的机电设备联合试运行及调整合格后进行。
(4)烘炉应根据炉窑的结构和用途、耐火材料的性能、建筑季节等制定烘炉曲线 和操作规程。主要内容包括:烘炉期限、升温速度、恒温时间、最高温度、更换加热系统的温度、烘炉措施、操作规程及应急预案等。
(5)烘炉必须按烘炉曲线进行。烘炉过程中,应测定和测绘实际烘炉曲线。烘炉 后需降温的炉窑,在烘炉曲线中应注明降温速度。
(6)烘炉时应做详细记录。对所发生的一切不正常现象,应采取相应的应急措施。
(7)烘炉期间,应仔细观察护炉铁件和内衬的膨胀情况以及拱顶的变化情况,必 要时可调节拉杆螺母以控制拱顶的上升数值。在大跨度拱顶的上面应安装标志,以便检查拱顶的变化情况。
(8)在烘炉过程中,如主要设施发生故障而影响其正常升温时,应立即进行保温 和停炉。故障消除后,才可按烘炉曲线继续升温烘炉。烘炉过程中所出现的缺陷经处理后,才可投料生产。