淺談高爐本體砌筑中不定形耐火材料的施工方法

楊春雨　宋新明

【摘要】介紹了不定形耐火材料的定義及分類，并介紹了高爐本體砌筑中的不定形耐火材料的施工方法。

【關(guān)鍵詞】不定形耐火材料；高爐；施工

1、不定形耐火材料簡介

1.1不定形耐火材料的定義

不定形耐火材料：不定形耐火材料是由耐火骨料和粉料、結(jié)合劑或另摻外加劑以一定比例組成的混合料，能直接使用或加適當(dāng)?shù)囊后w調(diào)配后使用。即該料是一種不經(jīng)過煅燒的新型耐火材料，其耐火度不低于1580℃。

骨料：指粒徑大于0.088mm的顆粒料，它是不定形耐火材料組織結(jié)構(gòu)中的主要材料，起骨架作用，它決定了不定形耐火材料的物理力學(xué)和高溫性能，也是決定材料屬性及應(yīng)用范圍的重要依據(jù)。

粉料：也稱細(xì)粉，指粒徑小于0.088mm的顆粒料，它是不定形耐火材料組織結(jié)構(gòu)中的基質(zhì)之一，在高溫下起連接骨料的作用，使之獲得物理力學(xué)和使用性能。細(xì)粉能填充骨料的孔隙，賦予或改散不定形耐火材料的作業(yè)性能及致密度。

結(jié)合劑：指能使耐火骨料和粉料膠結(jié)起來顯示一定強(qiáng)度的材料。結(jié)合劑是不定形耐火材料的重要組份，可用無機(jī)、有機(jī)及其復(fù)合物等材料，其主要品種有水泥、水玻璃、磷酸、溶膠、樹脂、軟質(zhì)粘土和某些超微粉等。

添加劑：是強(qiáng)化結(jié)合劑作用和提高基質(zhì)相性能的材料。它是耐火骨料、耐火粉料和結(jié)合劑構(gòu)成的基本組份之外的材料，故也稱外加劑。如增塑劑，促凝劑，緩凝劑，助燒結(jié)劑，膨脹劑等。

另外，對粉料中很細(xì)的部分分別規(guī)定：粒徑中小于5?m的是微粉；粒徑中小于1?m的是超微粉。

1.2不定形耐火材料的分類

A按結(jié)合劑品種分為：無機(jī)不定形耐火材、有機(jī)不定形耐火材和復(fù)合不定形耐火材。

B按施工制作方法分為：澆注料、可塑料、搗打料、噴涂料、涂抹料、投射料、壓入料及火泥。

C按耐火骨料的品種分為：高鋁質(zhì)、粘土質(zhì)、半硅質(zhì)、硅質(zhì)、鎂質(zhì)等。

2、高爐本體砌筑中不定形耐火材料的施工方法

2.1高爐本體中不定形耐火材料應(yīng)用的部位

爐基：耐熱混凝土、耐火澆注料、碳素?fù)v打料。

爐底：碳素?fù)v打料、低水泥剛玉搗打料。

爐缸：緩沖泥漿、低水泥剛玉澆注料。

風(fēng)口以上：噴涂料。

整個高爐本體：耐火泥漿。

爐殼與冷卻壁直接縫隙：無水壓入泥漿。

相鄰冷卻壁間縫隙：鐵屑填料。

2.2不定形耐火材料的施工方法

A、耐火泥漿的施工

耐火泥漿是用作耐火砌體接縫的不定形耐火材料，由一定顆粒配比的耐火粉料和結(jié)合劑、外加劑組成，加水或液態(tài)結(jié)合劑調(diào)成漿體。耐火泥漿依其結(jié)合劑凝結(jié)硬化特點(diǎn)可分為水硬性、熱硬性、氣硬性耐火泥漿。高爐用耐火泥漿主要為炭質(zhì)膠泥、粘土泥漿和磷酸鹽泥漿等。其中炭質(zhì)膠泥一般為成品，而粘土泥漿和磷酸鹽泥漿需要進(jìn)行攪拌。耐火泥漿的攪拌需要按照廠家提供的使用說明書，嚴(yán)格控制加水量。攪拌不同材質(zhì)的耐火泥漿需要將攪拌機(jī)清理干凈后再進(jìn)行。

爐底碳磚及爐缸環(huán)形炭塊的設(shè)計磚縫一般為1mm，砌筑時使用刮油刀將炭質(zhì)膠泥均勻的涂在所要砌筑的碳磚上，使用吸盤將碳磚就位，個別磚縫需要調(diào)整時，使用兩側(cè)加木楔調(diào)整或使用千斤頂調(diào)整。

砌筑磷酸鹽泥漿和粘土泥漿使用大鏟或瓦刀將泥漿均勻的涂在磚上，采用兩面打灰法擠漿砌筑，以滿足灰縫厚度及泥漿飽滿度的要求。

B、搗打料的施工

耐火搗打料是用人工或機(jī)械搗打施工，并通過加熱硬化的不定形耐火材料。由具有一定級配的耐火骨料、粉料、結(jié)合劑、外加劑組成，加水或其他液體經(jīng)過混煉而成。根據(jù)使用需要可由各種材質(zhì)的耐火骨料與粉料配置搗打料，同時依據(jù)耐火骨料材質(zhì)和使用要求選用合適的結(jié)合劑。

1）炭搗料施工

a爐基及爐底炭搗料可一次完成搗打，嚴(yán)格按炭搗料的使用說明進(jìn)行施工。

b大面積部分用平板振動夯搗打密實(shí)，振動夯振動不到的地方用風(fēng)動搗固錘以一錘壓半錘的順序搗打，直至達(dá)到設(shè)計的密實(shí)度要求。

c搗完后料面稍高于設(shè)計標(biāo)高2—5mm再用鏟刀鏟平。

d經(jīng)測定料面過低處，要挖30mm深重新填料搗打，每次搗結(jié)的厚度不得小于30mm。

2）陶瓷墊與環(huán)形炭塊間隙的低水泥剛玉搗打料施工

按照使用說明書使用強(qiáng)制攪拌機(jī)攪拌，嚴(yán)格控制配比，施工時分層搗打，直至達(dá)到設(shè)計要求。

C、澆注料的施工

1）爐底水冷管澆注料施工方法：

a施工前，基礎(chǔ)表面清掃干凈，除冷卻管浮銹，包扎冷卻管。澆注料采用強(qiáng)制攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌方法按操作規(guī)程進(jìn)行。

b澆注時，應(yīng)填充密實(shí)。澆注沿每列冷卻管中心向兩端進(jìn)行，并用插入式振動器振搗。

c每列澆注完畢，在澆注料終凝前將管壁上的殘灰擦凈，覆蓋、澆水養(yǎng)護(hù)。

2）耐熱混凝土、低水泥剛玉澆注料施工方法

a澆注料采用強(qiáng)制攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌方法按操作規(guī)程及使用說明書進(jìn)行。

b澆注時，應(yīng)填充密實(shí)，并用插入式振動器振搗，防止?jié)沧⒘蟽?nèi)部出現(xiàn)空洞。

c澆注料施工完畢后應(yīng)養(yǎng)護(hù)一段時間后再進(jìn)行下道工序的施工。

D、噴涂料的施工

高爐本體需噴涂的部位一般有：爐身、煤氣封板、導(dǎo)出管。

1）噴涂施工一般規(guī)定：

a除銹。一般采用人工除銹，銹蝕嚴(yán)重的采用機(jī)械噴砂除銹。

b按設(shè)計要求焊接金屬支件，隨時檢查位置、尺寸及焊接質(zhì)量。

c噴涂時，噴槍垂直于受噴面，槍嘴距受噴面1-1.5m。

d設(shè)置厚度及弧度控制帶，噴達(dá)厚度后，用刮板刮平。

2）試噴涂：

試噴目的是為了確定合理的噴涂各種參數(shù)，包括風(fēng)壓值、水壓值、水料比及反彈率等。

a模擬正式噴涂的條件進(jìn)行，包括噴涂距離、角度、厚度、噴涂面條件等。

b在保證試噴質(zhì)量的前提下，多次反復(fù)調(diào)整各噴涂參數(shù)的操作，以獲得最合理的反彈率。

c做好最合理反彈率下的各種噴涂參數(shù)記錄，形成書面材料，以便能夠指導(dǎo)正式噴涂。

3）噴涂要點(diǎn)

a噴涂宜采用半干法噴涂。噴涂料加入噴涂機(jī)之前，應(yīng)適當(dāng)加水潤濕，攪拌均勻。

b噴涂應(yīng)分段連續(xù)進(jìn)行，一次噴到設(shè)計厚度，不得中斷分層噴涂。如內(nèi)襯較厚需分層噴涂時，應(yīng)在前層噴涂料初凝前噴完次層。

c噴涂中斷時，應(yīng)對原有噴涂層作接縫處理，宜將接槎處做成直槎，以利新、舊料的連接。復(fù)噴時，應(yīng)在接槎處噴水潤濕。

d噴涂層厚度應(yīng)及時檢查，以便進(jìn)行修整。必要時，應(yīng)對料層進(jìn)行精加工，但不得對其表面進(jìn)行抹光。

e噴涂料層中設(shè)有金屬錨固件或鋼絲網(wǎng)時，應(yīng)采取隔離措施予以保護(hù)。

f噴涂作業(yè)一般應(yīng)由上至下進(jìn)行，噴涂方向應(yīng)垂直于受噴面，噴嘴與受噴面的距離宜為1～1.5m左右。操作時，噴嘴應(yīng)不斷地進(jìn)行螺旋式移動，使粗細(xì)顆粒分布均勻。

E、灌漿料的施工

1）爐底板灌漿

爐底板灌漿施工流程：

a在封板上開孔，焊接短管。

b壓入炭素泥漿前，先把壓漿嘴內(nèi)外及爐底板上的雜物、浮銹、油污清掃干凈。

c炭素泥漿的成分配比以及施工要點(diǎn)嚴(yán)格按照生產(chǎn)廠家的使用說明書。

d攪拌好的炭素泥漿由壓入機(jī)流出，經(jīng)軟管導(dǎo)入爐底板焊好的短管，壓入底板內(nèi)。

2）爐殼灌漿

爐殼灌漿可以在冷卻壁勾縫完畢后進(jìn)行，也可以在砌筑完畢或烘爐到一定溫度后進(jìn)行。

a灌漿用泥漿牌號及性能遵照設(shè)計規(guī)定。

b爐殼灌漿孔的布置根據(jù)現(xiàn)場條件確定。一般風(fēng)口下沿以下為第一段，風(fēng)口以上借助各層平臺確定灌漿孔的位置。每段沿圓周方向均勻的開設(shè)四個灌漿孔，并焊接150～200mm的壓漿短管。

c灌漿順序?yàn)橄认潞笊希凰缴系膲簼{短管，一般1～2個為灌漿孔，其余為泥漿溢流觀察孔。

d同一水平上的壓漿短管，除灌漿管外，全部溢漿，則該端爐皮與冷卻壁間隙已經(jīng)灌滿。

e繼續(xù)使用此灌漿孔，當(dāng)上部壓漿孔有泥漿溢出時，停止灌漿，將壓漿管移至上段，開始灌漿，直至全部灌滿。

F鐵屑填料的施工

1）應(yīng)用范圍：冷卻壁與冷卻壁之間、鋼磚與鋼磚之間的間隙。

2）施工方法：

a用寬30—60mm、厚0.5mm的薄鐵皮插入冷卻壁間隙靠爐殼一側(cè)。

b利用細(xì)鐵絲和竹（木）棍將鐵皮固定在冷卻壁間隙處。

c填充時應(yīng)采用小漏斗下料和托盤接料。

d每次拌料不宜過多，以半小時用完為宜。初凝、結(jié)塊的料不允許使用。

3、結(jié)語

不定形耐火材料在高爐系統(tǒng)中已廣泛應(yīng)用，本人提供了一些淺顯的認(rèn)識，謹(jǐn)供大家參考。