碳素焙烧炉是国内碳素行业较多采用的一种炉型,焙烧炉一般采用机械强度较大、荷重软化点较高、热稳定性较好的粘土砖和高铝砖砌筑。
碳素焙烧炉是国内碳素行业较多釆用的一种炉型,碳素焙烧炉的主要作用是将高压成塑的生电极、炭块、化学阳极等碳素制品在隔绝空气的条件下,按规定的被烧温度进行间接加热,使焙烧后的碳素制品的机械强度、导电性和抗热性能大大提高。目前,国内使用较多的是有火井连续式多室大型焙烧炉。
碳素焙烧炉各部位承受的荷载及温度有所不同,炕墩和炕面承受静荷载,上部电极箱加热墙、火并、及燃烧烧嘴等部位遭受1400℃左右的高温作用,以及在每个焙烧周期内温度变化较大,因此,焙烧炉一般采用机械强度较大、荷重软化点较高、热稳定性较好的粘土砖和高铝砖砌筑;为减少重量和热量损失,采用高强轻质粘土砖砌筑可移动的炉盖。
下面河南耐火材料厂对焙烧炉的施工过程进行一下阐述:
1 焙烧炉总体施工安排
1.1 旧工艺砌筑前应具备的条件
(1)焙烧炉厂房要进行封闭,能防雨;
(2)焙烧炉内天车要安装完毕,能正常使用;
(3)焙烧炉及烟道基础施工完毕,并检査合格。
1.2 旧工艺总体作业形式
(1)焙烧炉施工可以釆取焦炉的施工方法,焙烧炉用耐火砖的运输采取集装运输方式,施工作业采取四倒班的形式,即白班,摆砖场进行摆砖,炉上进行砌筑,二班将摆好的砖全部运至炉上指定位置,三班填陶粒(砂),四班,搅拌站搅灰,并将灰运至炉上。
(2)劳动组织采取分组负责制,即炉上砌筑每组四人负责两室,炉下摆砖每两人负责一组,全炉至下而上,平行作业,按口作业计划进度统一。
1.3 总体人员安排
一座大型34室碳素焙烧炉的砌筑,共分17个互助组,每组负责2个炉室,第一天砌筑17个炉室,第二天砌筑另外17个炉室,如此交替作业,在全体施工工程屮包括摆砖、砌筑、搅灰、上砖上灰挂钩、填陶粒(砂)、砖加工,少数工种和管理等人员。
1.4 施工流程
施工准备→炉底施工→总烟道施工→炕面下墙施工→炕面上墙施工→坑壊坑面施工→电极箱施工→炉盖施工。
2 预砌筑
在施工准备中,预砌筑是一项极其重要的工作,它是确保工程顺利进行,保证工程质量的重要环节。
2.1 预砌筑的目的
(1)检查设计是否有误;
(2)检查砖型是否有误;
(3)检查水泥的使用性能是否满足施工要求;
(4)检査耐火砖的公差情况及对砌体的影响;
(5)确定砌体的砌筑形式;
(6)了解砌体的关键所在,掌握砌筑耍点。
2.2 预砌筑的部位
主要针对一个炉室选择复杂和有代表性的部位进行预砌筑。(1)焙烧炉炉墙(直墙及其异形耐火砖和弧形墙);(2)火井墙和上部烧嘴;(3)内烟道及其斜拱;(4)炕墩、炕面砖;(5)电极箱格子砖。
2.3 预砌筑的要求
(1)预砌筑场地要平整,地抹灰要求不得超过±5mm;
(2)预砌筑砌体的质量要严格执行图纸和国标GBJ211-87规范标准;
(3)预砌筑所使用的工具应符合正式砌筑的要求;
(4)砌筑前首先进行干排验缝,合格后方可砌筑,砌筑中要严格控制砌休的的各项质量指标;
(5)预砌筑所使用的泥浆,应使用正式砌筑时的泥浆,不应用其它泥浆代替,搅拌时,配比准确,稠度适宜;
(6)预砌筑所使用的砖应分跺提取,不得使用单跺砖进行预砌筑;
(7)砌筑后,耍对砌体的线尺寸、灰缝、胀缝等进行详细检查,作好记录,并绘出砌筑草图,便于正式施工吋使用;
(8)砌体在拆除时应轻拆轻放,避免损失砖的棱角,砖表面粘接的泥浆应清理干净运回砖场,在施工时使用。
2.4 预砌筑的注意事项
(1)预砌结果能代表全部炉室,各炉室的砌筑形式保持一致,即炉室的一侧端部能与另一侧端部的同样形式相接;
(2)预砌筑必须仔细认真,将存在的问题详细记录,并提出解决的办法,施工前将存在的问题解决。
3 焙烧炉炉底施工
炉底施工首先要进行测量复测、放线,上道工序应提供有关测量资料。对焙烧炉进行全面复测,确认合格后,进行砂浆找平,找平时,由测最绘出标高控制点,控制点间距为2.0m纵横拉线抹平,在其达到一定强度后,进行炉底测量放线。
炉底红砖砌筑,炉底的砌筑要按所放的底盘线进行,先将四角的砖砌上,标高控制釆取测量跟踪法,四角标高的误差控制在±1mm之间,最大误差不能超过±2mm,然后沿网周进行干排验缝,合格后,将四周砖砌上,再以两侧砖为准拉线进行炉室底的砌筑。
炉底轻质耐火砖及粘土砖的砌筑,首先要将耐火砖四周的边框红砖墙砌完,在红砖墙内表面放出耐火砖砖层标高扩控制线,每2层放出一条控制线(闭合线)。砌筑时,先沿四周进行干排验缝,并将其砌上,然后拉线砌筑,砌筑最上层时,四角砖要进行测量墩点,合格后,在进行顶面砖砌筑。
炉底膨胀缝的留没,在炉底砌膨胀缝吋,可以采用膨胀缝样板,也可以采用拉线砌筑来保证膨胀缝的尺寸。砌筑时,膨胀缝的位置可以适当移动,避免出现加工砖,砌筑后,将膨胀缝淸理干净,按没计填上填充物。
4 焙烧炉总炳道施工
烟道底的砌筑,同炉底砌筑方法相同,不同之处是沿烟道全长方向,为避免出现加工砖,在烟道表面放出耐火砖控制线。
烟道墙施工前,在烟道底上应“龙门”线杆,为避免线杆变性,在线杆的上、中、下加固,在线杆上画出砖层线,线杆的作用是既控制墙面的垂直度,又控制砖层标高。烟道墙以线杆为准进行砌筑,耐火砖砌筑完后,将外侧红砖砌上,然后支设拱胎砌碹。
4.1 焙烧炉炕面下墙施工
炉室测量放线,炉墙施工前,在炉底上放出底盘线,包括:(1)炉室的纵横中心线,内烟道中心线;(2)炉室的各墙面边线,火道口边线;(3)炉墙膨胀缝的位置线:(4)坑墩边线。
4.2 炉墙砌筑
(1)在砌筑炉墙第一、二层时,要严格按预砌筑结果进行砌筑,全炉各炉室砌筑形式保持统一,其上砌筑奇数戻对应第一层,偶数层对应第二层,始终上下压缝砌筑;
(2)炉室中心线随砌随引测至炉墙上,炉室各线尺寸控制采用木尺杆检査的方法,木尺杆长3m,在其上阃出炉室的中心线至炉室边线及中心各火井口边线,施工时,以炉室屮心线为基准,向两侧量线尺寸来检查其偏离情况;
(3)标高控制可在炉室四角立线杆,画上砖层线,按线砌筑,在炉底基础标高偏差较小的情况下,可不立线杆,而采用皮数杆的形式,即以炉底为准,用皮数杆量砖层控制标高。
5 焙烧炉炕面上墙施工
炕面以上部分包括炕面以上墙体,内烟道过顶,内烟道斜坡碹,排烟道,空煤气道及铁件安装,这部分的结构较复杂,如果施工安排合理,工程进展就会顺利。
5.1 炉墙砌筑
炉墙的粘土砖和轻质粘土砖要错缝砌筑,当耐火砖砌至一定高度后(红砖能满足满足一天的砌筑量),将外侧的红砖砌上;
砌弧形墙时,因无法拉线,在砌筑屮要经常使用靠尺检查墙面的上平,墙的弧度要使用弧形板检查;
墙体的标点采用测量红三角来控制,测量红三角给在每炉室四角,弧形墙部分在其中点给出2个辅助红三角,上部耐火砖墙加宽后,在外侧按一定距离给出测量红三角;炉室的线尺寸控制同炕面下墙控制方法;面层砌筑可在电极箱施工前后均可,其标点控制采取测量跟踪、墩点、检查;
当炉墙砌至1.1m左右时,炉室内开始搭设脚手架,该工序穿插在施工中,先搭设未进行砌筑的炉室,第二天搭设另一半炉室,依次循环。
5.2 排烟道砌筑
当炉墙砌筑超过内烟道1.5m左右后,进行内烟道斜坡碹砌筑,然后将炉墙的复杂部位砌过,再砌排烟道,砌筑前先将排烟道隔离钢板固定,方法是利用炉室外侧脚手架与砼墙之间搭设钢管,将钢板按设计位置固定,在钢板放出排烟道的难直边线和砖层线来控制排烟道的尺寸和标高。
5.3 空煤气道砌筑
空煤气道施工前先进行测最放线,按线砌筑,煤气道铸铁件要配合砌筑,其周围砌体与铁件砌筑严密,砌筑水平空气道盖顶砖前,要将内部泥浆、杂质洁理干净,砌筑垂直空气道时,可先砌筑成烟囪状,一次砌至顶,砌筑吋避免空气道内落入泥浆和砖渣,其顶面标高要经过测量达到质量标准,周围的墙可参照该砖层标髙砌筑。
6 焙烧炉炕墩炕面施工
6.1砌筑顺序
由于炉室的面积较小,炕墩和炕面砖质景要求较卨,同时为便于施工,每室的炕墩、炕面分两天干完。即每室每天先干一半炕墩和炕面,另一半位置放置耐火砖。第二天将耐火砖罝于干完的炕面上,再砌另一半的炕墩和炕面。
6.2炕墩砌筑
(1)砌筑前将炉底清扫干净,使炉室放线时所放的底盘线露出来,如有不清楚的地方要重新进行补放;
(2)确定第一层的砌筑形式,以确保表面的炕墩砖与炕面砖错缝砌筑;
(3)砌筑时,按底盘线先将靠炉墙两侧砖墩砌上,标高控制以炉墙砖层为准,然后拉线砌筑其它砖墩。
6.3 炕面砌筑
(1)砌筑前,对抗面砖进行长度和宽度的检查,确保炕面砖砌筑尺寸正确;
(2)将炕面的边线打在炉室墙上,控制炕面线尺寸;
(3)砌筑前,将炕墩周围的杂物渚理干净;
(4)砌筑时,先将炕面周边砖按线砌筑,确保上平和线尺寸,然后再砌筑炕面大砖,砌筑打灰要适量,避免过多的灰浆落入炕面下。
7 焙烧炉电极箱施工
7.1 放线
(1)将电极箱格子砖位置线全部垂直打在炉室墙壁上,以此控制电极箱线尺寸;
(2)将格子砖砖层线打在炉室直墙墙壁上。
7.2 电极箱格子砖砌筑
(1)格子砖应从中心向两边挂线砌筑;
(2)砌砖打灰要适当,避免过多灰浆掉入格孔内;
(3)要减小格孔内错台,格子砖公差较大可加工角砖。
7.3 脚手架搭设
当电极箱砌筑至1.1m左右时,需搭设脚手架,搭设方法是第一步脚手架采用两个“II”形架,用钢管或木方连接,顶面用木板连成一个工作台,与炕面接触部分连接底盘。当脚手架需要增高时,在“II”形架和底盘之间加625mm钢管,接头采用外径为60mm的套皮管连接。
在施工中,每组两室使用一套脚手架,当一室砌筑一步架后,将脚手架用天车吊至另一室,砌完后,加625mm钢管,进行第二步架砌筑,如此循环。
8 焙烧炉炉盖施工
焙烧炉炉盖砌筑在厂房内有场地时,可同炉体砌筑平行作业,否则在焙烧炉施工后进行。
8.1 工作台的搭设
炉盖砌筑使用两个工作台,一个为砌筑工作台,另一个为勾缝工作台。
(1)砌筑工作台就是按炉盖的尺寸用红砖砌一个边框基础,厚240mm,表面找平,其上放木方将砌炉盖用的碹胎骨架支设好,钉上碹条,形成一个整体碹胎。
(2)勾缝工作台,就是按炉盖线尺寸,沿四周砌八个红砖垛,宽为240mm,高为700~800mm,在顶面以下第二层用角钢将八个垛连成整休,其作用在于提高水平抗拉强度,因为在炉盖起吊过程中,可能会出现水平拉力。
8.2 炉盖骨架检查
炉盖承受荷载的骨架一般釆用铸铁毛坯,铁件自身和铁件安装过程屮容易出现变形,往往公差较大,给砌筑带来极大闹难,因此在砌筑前对骨架进行检査,对不合格者进行调整。
8.3 炉盖砌筑
首先将炉盖骨架吊至砌筑工作台,将骨架的四角与碹胎的四角对正,然后开始砌筑。砌筑吋,先将四角的角砖砌上,以角砖为准拉线逐层砌筑,炉盖砌完后,要使用专用吊架将炉盖吊至勾缝工作台,进行内表面勾缝,经检查合格后,将炉盖吊至指定场地或炉上。
9 对新施工工艺之评价
9.1 对旧施工方法的四大改进
(1)新施工工艺采用了定人、定位、定时、定量,湖砖、供料分班的施工方法,自始自终以事先安排的曰作业计划控制整个施工过程。
在旧的施工方法中,焙烧室的炉墙和电极箝平行施工,炉墙和电极箱的砌筑分别由不同的两个组来承担,造成施工中出现的问题责任不明,相互推诿;施工中,砌筑和供料同时进行,造成施工现场的复杂化,不易管理;施工进度也是由个人的操作水平所决定,技术水平高、操作快,其进度也快,造成整体施工进度的不平衡,同时也影响了工程质量。
新的施工工艺中,首先确定了“人”与“位”,也就是明确了每个组的成员对施工的炉室所承担的责任,施工中出现问题由小组成员负责,即“责任到人”;其次是明确了“时”与“量”,所谓“定时”,就是各工序在规定的时间内要完成规定的工作内容,工序与工序之间衔接紧密,如有一道工序出现问题,就会影响下一道工序,在本工序中,如果提前完成且符合质量要求就可以提前收工;所谓“定量”就是在施工前,要科学地安排日作业计划,在无特殊情况下,要严格执行该曰作业计划。每天按计划进行砌筑、供料,全炉各施工组的进度统一,施工中的供料和砌筑均分别作业,互不干扰,有利于施工的各项管理。
(2)新施工工艺采用集装运输,限额领料的供应方法,砖、灰、辅料的供应有条不紊。
旧的施工方法中,垂直运输釆用龙门架或卷扬塔,
水平运输釆用胶轮手推车,炉上在两列焙烧室中间搭设走跳,作为水平运输通道,然后,将耐火砖用人工传入炉内,火泥的运输也采用同样的方法;在倒运过程中,材料易出现损耗,加之材料供应无限制,损耗大大增加。新施工工艺中,采取了集装运输方式,即耐火砖由胶轮手推车备至摆砖场,摆在砖板上,然后由下一班用天车吊至炉上施工面,灰浆是由搅拌站注入中灰槽,用天车运至炉上,运输过程减少了中间环节,故减少了材料的破损,各种材料的供应均按日作业计划执行,当材料需要增补时,由工段长和技术人员下达增补通知单,有效地控制了材料的出库,大大降低了材料的消耗。各种材料的供应均分班进行,因而使其更具程序化。
(3)电极箱施工采用了工具式,装配式脚手架。旧的施工方法中,电极箱施工釆用马櫈,适合电极箱较小的焙烧炉,新施工工艺中,由于采用了工具式、装配式脚手架,不受电极箱高低的限制,施工更灵活、更方便。
(4)炉盖使用双工作台,平行流水作业。旧的施工方法中,炉盖是依照工作台上的骨架支撑砌筑,新的施工方法是采用砌筑工作台和勾缝工作台,保证了炉盖的施工质量。
9.2 新施工工艺的先进性
(1)有利于施工管理:新施工工艺釆用“四定”的方法,各工序之间衔接紧密清楚,全炉施工进度统一,便于施工技术管理和其他各项管理;
(2)减轻了职工的劳动强度,新施工工艺的机械化程度较高,材料大部分釆用机械运输,㈥而工人的劳动强度大大的降低:
施工人数减少,由于作业采取流水形式,运输机械化程度加大,使施工人员减少;
(3)有利于施工进度控制。在施工中,严格按日作业计划进度供料砌筑,全炉保持统一,实际进度便于控制;
(4)有利于保证工程质量:新工艺中确定的日作业计划量是按以往施工屮实际完成定额量而定,对砌体的检査修理工作留有时间,工程中出现问题可以及时处理,不留后患,电极箱施工采取流水作业,从下到上一次完成,避免了平行作业中对电极箱的压碰,对质量大有益处,炉盖砌筑采用完整拱胎,避免了炉盖出现变形下沉现象;
(5)有利于降低工程成本:施工中釆取集装运输,限额领料方式,材料消耗大大降低。施工功效也显著提高,有利于工程成本的降低;
(6)便于文明施工:由于采用定量施工,每班即可工完料清,施工现场无多余的材料,便于搞好现场文明施工;
(7)有利于安全施工:施工中的供料和砌筑分班作业,避免了上料中出现的不安全因素。焙烧炉施工新工艺,经过抚顺34室炭素焙烧炉和鸡西柳毛34室炭素焙烧炉施工验证,效果良好。
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