36室陽極焙燒爐筑爐工程的施工方法

李朝方

【摘 要】文章簡要介紹了工程概況，結(jié)合針對本工程的特點以及對工藝流程和工期的要求，著重對陽極焙燒爐的筑爐施工方法進行了闡述。

【關(guān)鍵詞】陽極焙燒爐；施工方法；筑爐

0.工程概況

中鋁撫順鋁業(yè)有限公司焙燒爐為半地下式構(gòu)筑物，主要由爐底、側(cè)墻、橫墻、火道墻、爐頂板、連通火道、環(huán)形煙道等部分組成；由土建工程的混凝土擋墻分隔成左右各18個爐室，共36個爐室。每個爐室被火道墻隔成相同的9個料箱，10條火道墻組成。燃料為天然氣（熱值：約3.5X104KJ/NM3）。生塊尺寸為1580mm×785mm×623mm。焙燒曲線28-36小時/室，每室9箱。裝爐方案三層立裝，每層6塊、每箱18塊，每室162塊。爐子連續(xù)工作每個火焰系統(tǒng)6個爐室運轉(zhuǎn)，火焰移動周期為24-30個小時，焙燒溫度為1200度±20度，炭塊溫度>1080度。碳素焙燒爐是碳素廠焙燒車間的主要設(shè)備，布置在該車間專用單跨廠房內(nèi)。各焙燒室沿車間縱向分兩排排列。碳素焙燒爐的作用是將高壓成型后的生陽極炭塊在隔絕空氣的條件下，按規(guī)定的焙燒溫度進行間接加熱，提高炭塊的機械強度、導(dǎo)熱性能、導(dǎo)電性能的一種熱工設(shè)備。全部爐室共有324個料箱。爐本體主要結(jié)構(gòu)尺寸如下：

焙燒爐全長： 121000mm

焙燒爐全寬： 34200mm

焙燒爐全高： 6920mm

爐室尺寸（長×寬×高） 103680×13870×6920mm

每個料箱尺寸（長×寬×高） 5760×780×5496mm

爐底總面積 3062.56㎡

焙燒爐兩端緊靠爐室各有一條由耐火材料砌筑的連通火道。焙燒爐外側(cè)為鋼制環(huán)形長方形煙道。斷面尺寸為2460×1160（高×寬）。內(nèi)襯為74mm厚纖維澆注料。

1.施工條件

（1）筑爐工程開工前，廠房應(yīng)基本封閉，防風(fēng)防雨，工地的氣溫應(yīng)不低于+5℃。

（2）焙燒爐基礎(chǔ)應(yīng)經(jīng)驗收合格，平整度達到設(shè)計要求公差。

（3）現(xiàn)場應(yīng)有足夠耐火材料倉庫。面積為3000㎡左右。

（4）耐火材料應(yīng)準(zhǔn)備齊全，保證砌筑不間斷進行。

（5）所有施工用材料均應(yīng)有材料保證書、合格證，各種耐火磚外形尺寸必須符合設(shè)計要求的公差范圍，并經(jīng)現(xiàn)場驗收合格。

（6）焙燒車間內(nèi)為生產(chǎn)配備的天車運行正常，允許筑爐施工使用。

2.施工方法

針對本工程的特點以及對工藝流程和工期的要求，爐體砌筑方案擬采用以下施工方法。

2.1總體安排

將焙燒爐主體的縱向兩列爐室（每列18個爐室）劃分為兩個大的流水施工段，爐體全高分五步架砌筑完成。施工中兩列爐室輪流施工，每列爐室的砌體每砌至一步架的高度后，騰出工作面搭設(shè)下一步架的腳手架，砌筑人員則轉(zhuǎn)入砌筑另一列的砌體，如此輪流砌筑，直至爐頂部澆注料塊施工結(jié)束。每列爐室每步架高度的砌體依次按爐底、側(cè)墻、橫墻、火道墻的順序進行流水施工。

連通火道內(nèi)襯澆注料與橫墻砌筑同時進行。環(huán)形煙道內(nèi)襯的施工，根據(jù)鋼煙道的安裝進度來安排施工。

2.2測量放線

2.2.1縱橫軸線控制

整個爐室縱橫控制軸線按土建與筑爐圖示的對應(yīng)關(guān)系進行設(shè)置，用經(jīng)緯儀投放在四周的混凝土壁上或爐體上，隨著爐墻砌筑高度的上升逐漸將中心線向上引伸。

2.2.2標(biāo)高控制

基礎(chǔ)標(biāo)高控制點用水準(zhǔn)儀投設(shè)標(biāo)記在四周壁上。保溫磚墻的皮數(shù)畫在與每個爐室橫墻對應(yīng)的四周的混凝土壁上，爐墻和橫墻是在每個爐室的四角附近每隔10層投設(shè)標(biāo)記四個基礎(chǔ)點，砌筑過程中由筑爐工用隨身攜帶的皮數(shù)桿控制標(biāo)高。每砌完一步架檢測一次標(biāo)高，在墻體砌完后再全面檢測一次標(biāo)高，以便于爐頂澆注料塊的標(biāo)高控制。

2.2.3平面放線

平面放線全爐室進行七次，第一次是在底板找平層后按圖放出架空層H1支墩磚邊線，第二次是按施工所示尺寸放出爐底輕質(zhì)粘土磚4-1的分隔線；第三次是在爐底輕質(zhì)粘土磚4-1的表面，按施工圖所示尺寸放出輕質(zhì)磚3-5的分隔線；第四次是爐底輕質(zhì)磚上表面放出爐底耐火磚的分隔線；第五次是在爐底耐火磚1-4的上表面放出爐室橫墻、側(cè)墻的邊線；第六次是在爐底耐火磚上表面放出爐底板磚D1的分隔線；第七次是在爐底板磚。上表面放出火道墻外邊線。

2.3材料運輸及砌筑時間安排

2.3.1材料運輸

車間外材料二次水平倒運由兩臺5T輪胎式叉車承運。車間內(nèi)的材料垂直運輸計劃利用廠房內(nèi)的5噸天車兩臺，以解決施工所需的材料運輸問題。

2.3.2砌筑時間安排

砌筑均安排在白天進行，上磚搭腳手架等輔助性工作均安排在晚上。這樣可避免砌磚和上磚在同一工作時間進行，減少天車緊張作業(yè)，及垂直交叉作業(yè)，有利于生產(chǎn)，充分利用有限的機械設(shè)備、空間和時間，保障安全生產(chǎn)。

2.4腳手架搭設(shè)

2.4.1側(cè)墻、橫墻砌筑采用鋼管腳手架

在火道墻上鋪設(shè)草袋或其它保護物，火道墻上滿鋪50mm厚木跳板，施工人員站在跳板上進行施工，每步架滿鋪一次（下次砌筑火道前，先檢查火道磚是否有松動，松動磚即時重砌）。

2.4.2火道砌筑采用鋼管腳手架

依據(jù)火道尺寸，用架子管及卡扣搭設(shè)井子架，架上放置專制木托盤，木托盤綁扎在架子管上，確保穩(wěn)定。每砌筑一步架，兩端橫桿向上移動一次。此腳手架形式的特點是搭設(shè)方便，一物多用，安全可靠及整體吊移。

2.5焙燒爐各部位砌筑方法

2.5.1砌筑程序

（1）砌筑程序圖中“第六次測量放線”以前的工作程序不能改變。

（2）側(cè)墻每砌一步架高以后，組織橫墻、火道墻砌一步架，如此循環(huán)流水施工至工程完畢。

（3）料箱底板的砌筑可在第一步架施工完成后統(tǒng)一安排集中砌筑，橫墻、火道墻、連通火道墻的砌筑是陽極焙燒爐筑爐最關(guān)鍵、重要的工序，施工前必須編織作業(yè)指導(dǎo)書，并進行詳細的技術(shù)交底。

（4）由于爐墻砌筑必然存在標(biāo)高偏差，使得爐頂澆注料塊厚度尺寸難以與設(shè)計尺寸一致，為保證爐頂標(biāo)高和爐子質(zhì)量，控制爐頂標(biāo)高尤為重要，每砌筑一步架，側(cè)墻、橫墻、火道墻、連通火道標(biāo)高必須一致。

（5）爐底架空層砌筑，首先根據(jù)設(shè)計圖彈出通長縱向線，用經(jīng)緯儀測定爐中心線，依圖放出邊線及各空間邊線、支墩橫線。

2.5.2選磚、預(yù)砌筑

（1）磚的分類、分選。

焙燒爐耐火磚規(guī)格、型號較多，進磚時應(yīng)按不同材質(zhì)、磚型分類堆放，并加以標(biāo)識；注明產(chǎn)地、批次、規(guī)格型號及質(zhì)量狀態(tài)，并繪制存放平面圖。選磚時按耐火材料標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計院提供的耐火材料技術(shù)條件及磚型圖規(guī)定的公差標(biāo)準(zhǔn)嚴格分選。施工前，現(xiàn)場技術(shù)員應(yīng)編制完成選磚作業(yè)指導(dǎo)書。

（2）預(yù)砌筑。

橫墻、火道墻、連通火道等部位結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特異型磚砌體，正式砌筑之前均應(yīng)進行預(yù)砌筑并做好記錄，發(fā)現(xiàn)問題及時與設(shè)計建立聯(lián)系，以達到設(shè)計要求。

所用各種耐火泥漿，砌筑前均應(yīng)現(xiàn)場試配預(yù)砌筑，確保其施工使用性能滿足砌縫要求。

2.5.3爐底架空層砌筑

爐底架空層每爐室設(shè)26道通風(fēng)墻，由4層H1耐火磚縱向通長砌筑，每1560處設(shè)一條寬為14mm的脹縫，H1磚上砌G1、G2澆注料塊滿砌。設(shè)縱向縫2道，橫向縫每1560處設(shè)1道，縫寬14mm。架空層全高512mm，填縫材料為14mm硅酸鋁耐火纖維氈。

2.5.4爐底保溫磚干砌

爐底保溫磚設(shè)計采用兩種材質(zhì)，其一為爐底輕質(zhì)磚4-1干砌4層，共268mm，砌縫為2mm；每層每隔1840mm留設(shè)一條寬度為10mm的脹縫，脹縫清理干凈，并填塞12mm厚的陶瓷纖維氈；其二為爐底輕質(zhì)磚3-4干砌 3層，共201mm，砌縫為2mm。每層每隔1610mm留設(shè)一條寬度為10mm的脹縫，脹縫清理干凈，并填塞12mm厚的陶瓷纖維氈；每層橫向留設(shè)8條脹縫。爐底保溫磚與土建混凝土接觸處鋪設(shè)δ=20mm陶瓷纖維氈。爐底砌筑時關(guān)鍵是控制表面平整度及標(biāo)高。施工中應(yīng)層層打點，按脹縫留設(shè)位置拉雙線。

2.5.5料箱底砌筑

料箱底一層，厚度80mm，用D7耐火粘土磚砌筑，當(dāng)爐底D2耐火磚施工完畢后，測量出爐室縱、橫中心線，并按縱、橫中心線彈出各爐室、各火道及料箱的線尺寸。

2.5.6側(cè)墻砌筑

側(cè)墻壁砌筑以前，在爐子3-5磚面上測量測出爐堂中心線，由爐室中心線量出側(cè)墻位置。側(cè)墻寬度為132mm噴射耐火料、20mm耐火纖維氈、348mm高強輕質(zhì)保溫磚、40mm保溫板、232mm高強輕質(zhì)保溫磚，總共772mm。側(cè)墻高度5096mm。正確留設(shè)橫墻凹槽口的位置。

側(cè)墻砌筑先砌筑348mm厚高強輕質(zhì)磚，砌到一架高時，再澆灌132mm噴射耐火料，往返重新至頂標(biāo)高。每面?zhèn)葔ι嫌?6個不銹鋼拉鉤，與土建結(jié)構(gòu)砼墻預(yù)埋件焊接，安裝拉鉤時應(yīng)包一層10mm纖維氈，拉鉤在C1、C2、C3拉鉤磚上，然后澆注耐火澆注料，將拉鉤周圍填實。磚槽的受拉面應(yīng)與拉鉤靠緊，每爐室92個，共計3312個。

2.5.7橫墻砌筑

橫墻分為中間橫墻與端部橫墻。橫墻砌筑是整個焙燒爐的主要結(jié)構(gòu)部位，橫墻與側(cè)墻凹槽口連接，幾何尺寸是關(guān)系到每個爐室的關(guān)鍵尺寸。

在砌筑時必須泥漿飽滿（大于95%），砌筑從橫墻的兩端向中央逐塊雙面掛線進行。先在側(cè)墻凹槽口鋪一層纖維氈，鋪設(shè)纖維氈時用粘結(jié)劑刮在側(cè)墻槽口內(nèi)，橫墻上每層設(shè)置8條膨脹縫厚度9mm，內(nèi)填纖維氈，從第一層一直砌到54層交錯布置。橫墻上的槽口尺寸應(yīng)+4，不能出現(xiàn)負值，橫墻寬度中間位463mm，端部為454mm，當(dāng)橫墻51層時，砌筑H11、H12磚時要注意磚的外觀質(zhì)量，看有無裂紋。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有裂紋的磚不得使用。橫墻全高5096mm，56層磚，磚縫采用稀泥漿砌筑，應(yīng)避免稀泥漿流出，外口采用干泥漿割口砌筑。

2.5.8火道墻砌筑

火道墻是爐料室的重要組成部分，也是焙燒爐室的主要部位，火道墻內(nèi)按工藝流程設(shè)計成W形流向，與各個爐室通過橫墻孔相連通。在砌筑火道時，先將磚進行干擺驗縫，調(diào)整好磚的正負差，砌筑第一層火道磚時，下鋪一層10mm厚鋁礬土。

火道墻按下列要求砌筑：

（1）火道墻第1層、第50層、第51層的豎磚縫以及外火道墻靠側(cè)墻的一面墻砌滿，其余各層豎縫均為無漿砌筑，豎縫寬度為2-4mm。

（2）在兩邊火道靠側(cè)墻一面留2mm空縫隙不打泥漿，但這一面火道磚立縫全部實砌。

（3）除規(guī)定不打泥漿的部位外，其他的泥漿應(yīng)飽滿。

（4）火道墻砌入橫墻槽口內(nèi)，距橫墻壁槽口內(nèi)1-38層為45mm空縫，39-51層部位貼硅酸鋁纖維，并在該部位刮一層8-9粘結(jié)劑。

（5）當(dāng)砌完火道墻第52層時，對火道墻內(nèi)進行清掃，檢查火道內(nèi)無雜物后，再進行第53層封頂砌筑。

2.5.9連通火道的砌筑

由連通火道中部向兩端砌筑，連通火道下半部的砌筑從鋼框為導(dǎo)面，由外環(huán)至內(nèi)環(huán)逐段逐層的方法進行，砌筑至上框后，按墻厚用木板進行支模。

當(dāng)砌筑到每個排煙道處，按照圖紙所規(guī)定的磚號進行砌筑，在砌筑連通火道時，應(yīng)仔細加工好耐火磚。連通火道與火道口相接處，由里向外砌筑，邊砌筑邊后退，并填好所規(guī)定的伸縮縫隔熱材料。

2.5.10爐頂澆注料

爐頂澆注料由現(xiàn)澆與預(yù)制件組成，安裝在橫墻、火道墻的頂面。應(yīng)從爐中心線將縱橫量準(zhǔn)，并在爐墻上測好標(biāo)高，按照測好的標(biāo)高砌筑澆注料塊。在火道墻上的澆注料塊，每塊都有燃燒孔及測溫孔，這些孔洞上要安裝鑄鐵金具件，安裝時采用耐火泥漿坐漿法。

3.結(jié)束語

提高焙燒爐使用壽命的方法， 除了從爐室的設(shè)計、材料的選型、安裝等方面需達到工藝要求及后期的使用管理工作外。焙燒爐的筑爐工程的砌筑質(zhì)量也是一個不可或缺的因素，本工程工序多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用磚規(guī)格品種多，磚的自重大，工作面窄，爐坑深，且工期緊。為確保質(zhì)量、工期和施工安全，必須精心組織、嚴格管理，選擇合理的施工方法，制定科學(xué)嚴謹?shù)墓に嚵鞒?，制定切實可行的質(zhì)量保證措施和施工進度計劃。