直立炉是一种将煤干馏生产煤气和兰炭的热工设备,耐火材料的施工质量对直立炉的寿命起着决定性作用,因此,在砌筑时要按砌筑说明中的要求保证泥浆使用正确、泥浆的饱满度,控制灰缝厚度、膨胀缝尺寸和各部位的外形尺寸,以确保工程的砌筑质量。文章着重阐述了直立炉砌筑重点即炭化室的砌筑和施工的工序安排。
外热式直立炉,炉体由炭化室、燃烧室、蓄热室和炉顶组成,炭化室、燃烧室与蓄热室并列在同一平面上,蓄热室由上、下两个蓄热室组成,炭化室由预热段、干馏段和冷却段组成,蓄热室与燃烧室以水平斜道相连接。炉体的主要耐火材料有硅砖、粘土砖、轻质粘土砖、漂珠砖、轻质耐火浇筑料、耐火纤维等。
1 施工工艺
1.1施工程序(见图)
1.2施工准备
(1)技术准备。①制作施工工艺卡和编写技术交底,按施工工序安排,编写上砖小票;②工序交接验收具体项目有:底箱下部托砖圈和顶板标高;蓄热室混凝土顶面标高;炭化室纵向中心线及到各底箱边框的距离;炉体的横向中心线;炭化室纵向中心线与底箱纵向中心线的偏差情况;底箱下部中心线与上部中心线的偏差情况;底箱下口和上口的尺寸。
(2)现场准备工作。①材料垂直运输。在直立炉炭化室侧土建框架前,每座炉子搭设两座龙门架,采用卷扬上料,随着炉体砌筑的进行,四周的脚手架逐层搭设,在龙门架处留设平台与上料托盘相对应,做为上料平台,进行耐火材料和其它材料的运输。②水平运输。采用叉车和汽车相结合的方式进行材料的水平运输。
(3)预砌筑。①选择平整、有防雨设施且地面已被硬化的场地,进行炭化室和蓄热室要求部位预砌。②预砌筑所得的结果应作出详细记录,其中包括:火泥的工作性能;耐火砖的外形公差情况及对砌体质量的影响;相关的砖缝、实体轮廓的尺寸。
1.3砌筑施工
炉体砌筑时的操作平台采用两种形式,炭化室侧用吊挂式平台,蓄热室用脚手架搭设平台(见图,吊挂式平台分节提升,方便简易,其挂钩采用Ф14mm的圆钢弯曲、焊接而成,挂钩做成0.9m和.3m两种长度,以便调节提升的高度,挂钩上端挂在装煤漏斗上,下端挂在平台板上。蓄热室脚手架搭设每步在1.2m左右,具体按砌筑高度的需要而定。
施工时采用两班制,即夜班上砖、摆砖,白班砌筑。炭化室侧采取两循环制,即第一个循环砌筑奇数号墙,第二个循环砌筑偶数号墙。摆砖时在相邻墙上放上跳板,在跳板上按砌筑顺序(先砌的砖放在上面,后砌的砖放在下面)和不同位置(炉头、炉中和炉尾)摆放,做到整齐有序;蓄热室采取单循环制,每班将炉体所砌筑层数整体砌筑,夜班上砖将砖按砌筑顺序摆放在脚手架搭设的平台上(蓄热室隔墙砖)和炭化室侧的墙上(蓄热室纵向墙砖),同样做到摆放规矩。这里要注意的是炭化室和蓄热室每一步的砌筑属于一个大循环,大循环中先进行蓄热室砌筑,蓄热室一步架砌筑完后,进行炭化室的砌筑,并且炭化室每步架砌筑完毕后,都必须低于蓄热室一层砖,以便于炭化室中心线的放线。
1.3.1测量放线
根据直立炉车间厂房的轴线确定直立炉的纵横
轴,炭化室横向中心线,炭化室、蓄热室纵向中心线和各墙的边线,以炭化室和蓄热室的炉柱为线杆,在上面画出蓄热室隔墙和炭化室的中心线,以及各砖层标高线,为施工做好准备。在砌筑过程中,利用原来放在混凝土平台梁上的点,根据砌筑需要,放出炭化室的纵向中心线,以便用于控制炉头正面,放出蓄热室的“800线”(距炉头正面800mm远的线),来控制蓄热室的炉头正面。
直立炉对砌体的标高有较为严格的要求,在砌筑过程中,需要用水准仪对当天砌筑的砌体进行标高的测量,并在最上一层耐火砖上做出标记,便于工人砌筑时自检,更好的控制标高。
1.3.2蓄热室砌筑
铺设炉底滑动层,在基础平台上铺设厚度的河砂,河砂上铺一层石油沥青毡,然后铺灰砌筑,河砂要随砌随铺,禁止大面积预先铺放。
蓄热室砌筑时,主墙与相邻主墙间用靠尺和水平尺检查相互间的标高,使其保持一致。砌筑蓄热室顶盖几层砖时,要防止将这几层带错台的砖踩活动。
砌筑斜道第一层耐火砖之前,从燃烧室中心线用线坠及标板引出各斜道口的位置线,精确的划在燃烧室与蓄热室交界的墙面上。第一层干排验缝后进行砌筑,完毕后清扫勾缝进行下一层砌筑,并随时检查斜道口间的距离。斜道口内表面要保持平整,并保证斜道口地断面尺寸,利用卷尺检查,炭化室侧上下煤气管孔砖插口部位,采用浸渍高温粘结剂的耐火纤维绳缠紧后压实,并在砖面结合缝处用勾缝泥浆填实。垂直气道砌筑时经常清扫,并设置保护板保护,严防灰浆等杂物落入。
小烟道衬砖与箅子砖应由内向外砌筑,衬砖与炉墙间的膨胀缝在砌筑时铺设马粪纸,并用木方支撑衬砖,保持洞口尺寸。砌完衬砖及清扫完小烟道和墙面后,在小烟道底面上铺锯木屑,再由中心向外砌筑箅子砖,随砌随清扫箅子砖下面挤出的泥浆。砌筑箅子砖时,先进行干排验号,砖缝检查合格后再进行砌筑,确保箅子砖的孔径排列正确。
1.3.3炭化室砌筑
(1)底箱衬砖砌筑。砌筑时,首先进行01—05层砌筑,完毕后,在钢平台侧壁贴10mm厚的石棉板,然后进行轻质料的填充,直至钢平台顶面,为使浇注料填充密实,需要用木棒捣实,在此之前,为防止墙向内偏移倾倒,需用30mm厚的木板靠在墙上,再用木方支撑,此外填充时注意06、07层处浇注料的厚度,控制在允许范围内,然后进行06、07层砌筑。此处标高很重要,需逐层进行控制,保证07层的顶标高与炭化室第一层砖的标高一致。
(2)冷却段(1—21层)砌筑。砌筑炭化室每步时,在已砌筑好的蓄热室纵墙上,放出燃烧室墙的中心线,以便控制炭化室的中心和宽度。砌筑炉头时,用线坠根据线杆上的中心点检查燃烧室炉头中心,并将中心画在炉头砌体上。炉头砖层的标高根据线杆上砖层线用水平尺检查。炭化室炉墙砖应保持平滑,炉墙上下层表面,不得产生与炭化煤料下行方向逆向错台。燃烧室管砖砌筑时要保证孔中心对中,管砖插口部位用浸透耐火泥的Φ6mm耐火纤维绳按要求压实,在同一层管砖之间的填充砖出现砖缝过大时,允许使用耐火纤维泥进行填实。第7层和第8层粘土砖和硅砖交界的部位为水平滑动层,在检查底面标高合格后,第8层砖的底面采用滑动缝专用泥浆砌筑。炭化室隔墙与燃烧室设计了膨胀缝,两膨胀缝间设有滑动层,膨胀缝内填充耐火纤维毡,填充纤维毡时,必须将其塞满塞紧,一方面,防止因填充疏松导致煤粉进入,失去膨胀缝的伸缩作用,另一方面,对炭化室起到密封的作用。由于炭化室和蓄热室砌体工作时所受的温度不同,膨胀的大小不同,就出现了相对位移,为避免因相对位移,造成砌体相互摩擦的损害,炭化室与蓄热室相接处设置滑动层,滑动层是由片状石墨与耐火泥混合搅拌的泥浆涂抹而成。砌筑煤气立火道顶部烧嘴砖时,对煤气喷出口密封。密封方法为:顶部喷口内先塞一纸团,用胶水将纸片贴在上面封住,烧嘴侧面的孔洞用纸团填塞。密封结束后,在立火道底洒干净锯木屑,然后盖上立火道固定保护板。
(3_干馏段(22—81层)砌筑。干馏段是直立炉最为重要的部位,此部位不但要求灰浆饱满,砌体尺寸严格按设计执行,同时砌体密封必须严密,在砌筑时砌体的立缝和卧缝表面刷高温粘结剂,炭化室全部砌筑完毕后,再刷一遍高温粘结剂,以确保炭化室的密封,保证生产出煤气的纯度,为生产甲醇做准备,减少除去煤气中其他气体的费用和时间。燃烧室第22—81层为扩张段,即炭化室的收缩段,炭化室宽度有21层的550mm递减到82层的400mm,这样燃烧室墙宽每层增加2.5mm,这样砌筑时就要求按照中心线对炉头测量,保证炉墙按设计斜度向上砌筑。
预热段及燃烧室水平气道的砌筑。砌筑燃烧室上部和下部各水平气道时,控制中心尺寸与斜道接口处的错台与规定值在3mm范围内,并且水平气道内应清扫干净。在与斜道接口处的四周砖缝采用Φ5mm的耐火纤维绳予以填充。预热段包括上水平道,砌筑上水平道时,利用线杆沿燃烧室中心线找正各废气孔砖煤气道口及各层看火孔的中心及直径,并控制在设计公差内。砌筑水平道顶第一层砖时,用线杆校正看火孔的位置及孔径,砌上面各层时用卷尺检查看火孔的断面尺寸。
1.3.4炉顶砌筑
炉顶上安装辅助煤箱的矩形座砖和看火孔等各作为一个砌砖段,一次性砌到炉顶,看火孔用破布或报纸堵严,防止灰浆、废砖及杂物掉入立火道内。砌筑装煤孔座砖时,保持该配套的每组座砖用于安装辅助煤箱底座的密封槽对中,严格控制炭化室口的尺寸,并沿炭化室内壁面用浸渍泥浆的耐火纤维绳填缝密实。砌筑拉条沟时,保证其宽度,并根据炉柱上中心线,将其砌筑平直。
2 结束语
直立炉砌筑施工重点是工序的安排,合理有序的安排可以更有效的控制工程质量,保证工程进度,降低了劳动成本支出,顺利完成施工任务。此外,在施工中炭化室操作平台的选择上,选用了吊挂式平台,这种平台优点是升降简单,节省时间,节约人工费用,缺点是稳定性差,挂钩位置影响人员行走和材料的搬运,也可以选用另一种平台,即用钢管做成不同高度的马凳,根据需要进行升降,这种平台克服了吊挂平台的缺点,但是将增加材料和人工等费用。
工程施工是多变的,根据不同的现场条件,选择不同的施工方法,要以变应变,才会适应市场需要,更好的发挥特长,创造更大的社会效益和经济效益。
外热式直立炉,炉体由炭化室、燃烧室、蓄热室和炉顶组成,炭化室、燃烧室与蓄热室并列在同一平面上,蓄热室由上、下两个蓄热室组成,炭化室由预热段、干馏段和冷却段组成,蓄热室与燃烧室以水平斜道相连接。炉体的主要耐火材料有硅砖、粘土砖、轻质粘土砖、漂珠砖、轻质耐火浇筑料、耐火纤维等。
1 施工工艺
1.1施工程序(见图)
(1)技术准备。①制作施工工艺卡和编写技术交底,按施工工序安排,编写上砖小票;②工序交接验收具体项目有:底箱下部托砖圈和顶板标高;蓄热室混凝土顶面标高;炭化室纵向中心线及到各底箱边框的距离;炉体的横向中心线;炭化室纵向中心线与底箱纵向中心线的偏差情况;底箱下部中心线与上部中心线的偏差情况;底箱下口和上口的尺寸。
(2)现场准备工作。①材料垂直运输。在直立炉炭化室侧土建框架前,每座炉子搭设两座龙门架,采用卷扬上料,随着炉体砌筑的进行,四周的脚手架逐层搭设,在龙门架处留设平台与上料托盘相对应,做为上料平台,进行耐火材料和其它材料的运输。②水平运输。采用叉车和汽车相结合的方式进行材料的水平运输。
(3)预砌筑。①选择平整、有防雨设施且地面已被硬化的场地,进行炭化室和蓄热室要求部位预砌。②预砌筑所得的结果应作出详细记录,其中包括:火泥的工作性能;耐火砖的外形公差情况及对砌体质量的影响;相关的砖缝、实体轮廓的尺寸。
1.3砌筑施工
炉体砌筑时的操作平台采用两种形式,炭化室侧用吊挂式平台,蓄热室用脚手架搭设平台(见图,吊挂式平台分节提升,方便简易,其挂钩采用Ф14mm的圆钢弯曲、焊接而成,挂钩做成0.9m和.3m两种长度,以便调节提升的高度,挂钩上端挂在装煤漏斗上,下端挂在平台板上。蓄热室脚手架搭设每步在1.2m左右,具体按砌筑高度的需要而定。
施工时采用两班制,即夜班上砖、摆砖,白班砌筑。炭化室侧采取两循环制,即第一个循环砌筑奇数号墙,第二个循环砌筑偶数号墙。摆砖时在相邻墙上放上跳板,在跳板上按砌筑顺序(先砌的砖放在上面,后砌的砖放在下面)和不同位置(炉头、炉中和炉尾)摆放,做到整齐有序;蓄热室采取单循环制,每班将炉体所砌筑层数整体砌筑,夜班上砖将砖按砌筑顺序摆放在脚手架搭设的平台上(蓄热室隔墙砖)和炭化室侧的墙上(蓄热室纵向墙砖),同样做到摆放规矩。这里要注意的是炭化室和蓄热室每一步的砌筑属于一个大循环,大循环中先进行蓄热室砌筑,蓄热室一步架砌筑完后,进行炭化室的砌筑,并且炭化室每步架砌筑完毕后,都必须低于蓄热室一层砖,以便于炭化室中心线的放线。
1.3.1测量放线
根据直立炉车间厂房的轴线确定直立炉的纵横
轴,炭化室横向中心线,炭化室、蓄热室纵向中心线和各墙的边线,以炭化室和蓄热室的炉柱为线杆,在上面画出蓄热室隔墙和炭化室的中心线,以及各砖层标高线,为施工做好准备。在砌筑过程中,利用原来放在混凝土平台梁上的点,根据砌筑需要,放出炭化室的纵向中心线,以便用于控制炉头正面,放出蓄热室的“800线”(距炉头正面800mm远的线),来控制蓄热室的炉头正面。
直立炉对砌体的标高有较为严格的要求,在砌筑过程中,需要用水准仪对当天砌筑的砌体进行标高的测量,并在最上一层耐火砖上做出标记,便于工人砌筑时自检,更好的控制标高。
1.3.2蓄热室砌筑
铺设炉底滑动层,在基础平台上铺设厚度的河砂,河砂上铺一层石油沥青毡,然后铺灰砌筑,河砂要随砌随铺,禁止大面积预先铺放。
蓄热室砌筑时,主墙与相邻主墙间用靠尺和水平尺检查相互间的标高,使其保持一致。砌筑蓄热室顶盖几层砖时,要防止将这几层带错台的砖踩活动。
砌筑斜道第一层耐火砖之前,从燃烧室中心线用线坠及标板引出各斜道口的位置线,精确的划在燃烧室与蓄热室交界的墙面上。第一层干排验缝后进行砌筑,完毕后清扫勾缝进行下一层砌筑,并随时检查斜道口间的距离。斜道口内表面要保持平整,并保证斜道口地断面尺寸,利用卷尺检查,炭化室侧上下煤气管孔砖插口部位,采用浸渍高温粘结剂的耐火纤维绳缠紧后压实,并在砖面结合缝处用勾缝泥浆填实。垂直气道砌筑时经常清扫,并设置保护板保护,严防灰浆等杂物落入。
小烟道衬砖与箅子砖应由内向外砌筑,衬砖与炉墙间的膨胀缝在砌筑时铺设马粪纸,并用木方支撑衬砖,保持洞口尺寸。砌完衬砖及清扫完小烟道和墙面后,在小烟道底面上铺锯木屑,再由中心向外砌筑箅子砖,随砌随清扫箅子砖下面挤出的泥浆。砌筑箅子砖时,先进行干排验号,砖缝检查合格后再进行砌筑,确保箅子砖的孔径排列正确。
1.3.3炭化室砌筑
(1)底箱衬砖砌筑。砌筑时,首先进行01—05层砌筑,完毕后,在钢平台侧壁贴10mm厚的石棉板,然后进行轻质料的填充,直至钢平台顶面,为使浇注料填充密实,需要用木棒捣实,在此之前,为防止墙向内偏移倾倒,需用30mm厚的木板靠在墙上,再用木方支撑,此外填充时注意06、07层处浇注料的厚度,控制在允许范围内,然后进行06、07层砌筑。此处标高很重要,需逐层进行控制,保证07层的顶标高与炭化室第一层砖的标高一致。
(2)冷却段(1—21层)砌筑。砌筑炭化室每步时,在已砌筑好的蓄热室纵墙上,放出燃烧室墙的中心线,以便控制炭化室的中心和宽度。砌筑炉头时,用线坠根据线杆上的中心点检查燃烧室炉头中心,并将中心画在炉头砌体上。炉头砖层的标高根据线杆上砖层线用水平尺检查。炭化室炉墙砖应保持平滑,炉墙上下层表面,不得产生与炭化煤料下行方向逆向错台。燃烧室管砖砌筑时要保证孔中心对中,管砖插口部位用浸透耐火泥的Φ6mm耐火纤维绳按要求压实,在同一层管砖之间的填充砖出现砖缝过大时,允许使用耐火纤维泥进行填实。第7层和第8层粘土砖和硅砖交界的部位为水平滑动层,在检查底面标高合格后,第8层砖的底面采用滑动缝专用泥浆砌筑。炭化室隔墙与燃烧室设计了膨胀缝,两膨胀缝间设有滑动层,膨胀缝内填充耐火纤维毡,填充纤维毡时,必须将其塞满塞紧,一方面,防止因填充疏松导致煤粉进入,失去膨胀缝的伸缩作用,另一方面,对炭化室起到密封的作用。由于炭化室和蓄热室砌体工作时所受的温度不同,膨胀的大小不同,就出现了相对位移,为避免因相对位移,造成砌体相互摩擦的损害,炭化室与蓄热室相接处设置滑动层,滑动层是由片状石墨与耐火泥混合搅拌的泥浆涂抹而成。砌筑煤气立火道顶部烧嘴砖时,对煤气喷出口密封。密封方法为:顶部喷口内先塞一纸团,用胶水将纸片贴在上面封住,烧嘴侧面的孔洞用纸团填塞。密封结束后,在立火道底洒干净锯木屑,然后盖上立火道固定保护板。
(3_干馏段(22—81层)砌筑。干馏段是直立炉最为重要的部位,此部位不但要求灰浆饱满,砌体尺寸严格按设计执行,同时砌体密封必须严密,在砌筑时砌体的立缝和卧缝表面刷高温粘结剂,炭化室全部砌筑完毕后,再刷一遍高温粘结剂,以确保炭化室的密封,保证生产出煤气的纯度,为生产甲醇做准备,减少除去煤气中其他气体的费用和时间。燃烧室第22—81层为扩张段,即炭化室的收缩段,炭化室宽度有21层的550mm递减到82层的400mm,这样燃烧室墙宽每层增加2.5mm,这样砌筑时就要求按照中心线对炉头测量,保证炉墙按设计斜度向上砌筑。
预热段及燃烧室水平气道的砌筑。砌筑燃烧室上部和下部各水平气道时,控制中心尺寸与斜道接口处的错台与规定值在3mm范围内,并且水平气道内应清扫干净。在与斜道接口处的四周砖缝采用Φ5mm的耐火纤维绳予以填充。预热段包括上水平道,砌筑上水平道时,利用线杆沿燃烧室中心线找正各废气孔砖煤气道口及各层看火孔的中心及直径,并控制在设计公差内。砌筑水平道顶第一层砖时,用线杆校正看火孔的位置及孔径,砌上面各层时用卷尺检查看火孔的断面尺寸。
1.3.4炉顶砌筑
炉顶上安装辅助煤箱的矩形座砖和看火孔等各作为一个砌砖段,一次性砌到炉顶,看火孔用破布或报纸堵严,防止灰浆、废砖及杂物掉入立火道内。砌筑装煤孔座砖时,保持该配套的每组座砖用于安装辅助煤箱底座的密封槽对中,严格控制炭化室口的尺寸,并沿炭化室内壁面用浸渍泥浆的耐火纤维绳填缝密实。砌筑拉条沟时,保证其宽度,并根据炉柱上中心线,将其砌筑平直。
2 结束语
直立炉砌筑施工重点是工序的安排,合理有序的安排可以更有效的控制工程质量,保证工程进度,降低了劳动成本支出,顺利完成施工任务。此外,在施工中炭化室操作平台的选择上,选用了吊挂式平台,这种平台优点是升降简单,节省时间,节约人工费用,缺点是稳定性差,挂钩位置影响人员行走和材料的搬运,也可以选用另一种平台,即用钢管做成不同高度的马凳,根据需要进行升降,这种平台克服了吊挂平台的缺点,但是将增加材料和人工等费用。
工程施工是多变的,根据不同的现场条件,选择不同的施工方法,要以变应变,才会适应市场需要,更好的发挥特长,创造更大的社会效益和经济效益。