徐彬 喬斌

（洛陽(yáng)礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，洛陽(yáng)471039）

煅燒活性石灰用豎式預(yù)熱器砌筑施工技術(shù)

徐彬 喬斌

（洛陽(yáng)礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，洛陽(yáng)471039）

基于目前對(duì)活性石灰用豎式預(yù)熱器砌筑方法缺少系統(tǒng)性研究，為了砌筑工作有目的性和針對(duì)性、提高施工效率，采用豎式預(yù)熱器砌筑施工技術(shù)。對(duì)豎式預(yù)熱器砌筑工作的施工要點(diǎn)、澆注料及注意事項(xiàng)進(jìn)行詳細(xì)的闡述。采用該技術(shù)施工縮短了施工周期，預(yù)熱器使用壽命提高，減少了設(shè)備檢修率，為以后的施工工作提供了借鑒。

豎式預(yù)熱器耐火磚澆注砌筑施工

1 前言

目前應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外煅燒活性石灰系統(tǒng)主要由豎式預(yù)熱器、回轉(zhuǎn)窯和豎式冷卻器三大主機(jī)構(gòu)成。其中豎式預(yù)熱器是利用回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的高溫尾氣預(yù)熱礦石，使之達(dá)到一定溫度，既充分利用了余熱，提高了能源利用率，又使礦石預(yù)分解，減少了物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)停留時(shí)間，提高了設(shè)備生產(chǎn)率。因此，豎式預(yù)熱器在石灰燒成系統(tǒng)中占據(jù)非常重要的部分。目前回轉(zhuǎn)窯的砌筑施工技術(shù)和工藝通過(guò)前人的大量研究與實(shí)踐工作，已趨于成熟，而作為燒成系統(tǒng)中的豎式預(yù)熱器的砌筑施工技術(shù)卻相對(duì)較少。造成這種情況的原因，主要是由于豎式預(yù)熱器應(yīng)用較晚，設(shè)備結(jié)構(gòu)更新較快。隨之帶來(lái)的就是砌筑結(jié)構(gòu)型式的不斷更新：從原有的圓拱頂結(jié)構(gòu)發(fā)展為目前的平頂結(jié)構(gòu)；從原來(lái)的落地式砌筑隔墻發(fā)展為現(xiàn)有的懸空式隔墻。目前的豎式預(yù)熱器結(jié)構(gòu)型式已基本定型，因此相應(yīng)的砌筑型式也不會(huì)有較大的變化。

豎式預(yù)熱器機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，造成了其砌筑材料品種較多，加上施工空間的限制，因此相對(duì)于回轉(zhuǎn)窯，豎式預(yù)熱器的砌筑施工更為困難，施工周期更長(zhǎng)。本文是基于目前國(guó)內(nèi)外普遍應(yīng)用的豎式預(yù)熱器獨(dú)立分倉(cāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的砌筑施工技術(shù)研究與探討，希望能拋磚引玉，以利于豎式預(yù)熱器砌筑施工技術(shù)的研究和發(fā)展。

2 豎式預(yù)熱器的砌筑

豎式預(yù)熱器的砌筑主要包括預(yù)熱器本體、下部加料室和懸掛吊頂?shù)钠鲋ぷ鳌ｎA(yù)熱器本體的砌筑又分為內(nèi)墻板、外墻板、本體隔墻、頂板以及預(yù)熱器底板的砌筑，其中內(nèi)外墻板、本體隔墻和頂板以耐磨澆注料為主，底板以隔熱磚、粘土磚和硅莫磚等耐火磚為主。下部加料室的砌筑主要由加料室溜槽、加料室本體和窯尾密封罩組成，其中加料室溜槽和窯尾密封罩以低水泥澆注料為主，加料室本體主要以隔熱磚、粘土磚和碳化硅磚等耐火磚為主。懸掛吊頂則是以吊掛磚為主，吊掛磚中間以隔熱澆注料充實(shí)。

豎式預(yù)熱器的整體砌筑順序一般為從下而上砌筑，即加料室本體—加料室溜槽—豎式預(yù)熱器本體。具體到每個(gè)砌筑設(shè)備部位，由于一些部位的砌筑材料的多樣性及施工工期，澆注料和耐火磚有時(shí)在特定部位需要進(jìn)行交叉砌筑。本文按照澆注料和耐火磚兩大塊進(jìn)行分類，以便于在施工組織時(shí)有針對(duì)性。見(jiàn)圖1。

圖1 預(yù)熱器砌筑結(jié)構(gòu)圖

2.1 澆注料

豎式預(yù)熱器澆注前應(yīng)先進(jìn)行隔熱材料的敷設(shè)和錨固釘?shù)暮附庸ぷ鳎A(yù)熱器內(nèi)各錨固釘均需采用不銹鋼焊條連續(xù)焊接，周邊滿焊，焊腳高度不小于錨固釘?shù)闹睆?。電焊機(jī)最好選用直流焊機(jī)，焊接完畢后要打掉藥皮，用錘擊檢查是否已經(jīng)焊接牢固，防止有開(kāi)焊、脫落發(fā)生。錨固釘焊接間距嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙要求，交錯(cuò)排列，錨固釘距側(cè)墻距離要小于150mm。需要用硅鈣板處需先敷設(shè)硅鈣板再進(jìn)行錨固釘?shù)暮附?。硅鈣板和錨固釘在澆注前要在其表面涂刷一層瀝青漆，硅鈣板表面涂漆要均勻，表面覆蓋率大于90%，錨固釘涂漆厚度應(yīng)大于0.2mm，錨固釘頭部加1mm~2mm的厚塑料套以預(yù)留膨脹間隙。懸掛吊頂在澆注前仔細(xì)檢查各吊磚夾與吊掛磚之間的松緊程度，保證每個(gè)吊磚夾受力均勻。對(duì)于吊磚夾與吊掛磚之間的間隙用薄鋼片塞緊。澆注用的模板要有足夠的剛度和強(qiáng)度，防止在施工過(guò)程中變形，支模尺寸要準(zhǔn)確。模板支設(shè)時(shí)頂撐和拉固結(jié)合，防止跑模。支設(shè)后如采用木模用鐵絲或木楔拉緊，如采用鋼模要用銷子銷緊或用電焊機(jī)點(diǎn)焊固定牢固。澆注料應(yīng)振搗密實(shí)。振搗機(jī)具宜采用插入式振搗器或平板振動(dòng)器。在特殊情況下可采用附著式振動(dòng)器或人工搗固。當(dāng)用插入式振搗器時(shí)，澆注層厚度不應(yīng)超過(guò)振搗器作用部分長(zhǎng)度的1.25倍；當(dāng)用平板振動(dòng)器時(shí)，其厚度不應(yīng)超過(guò)200mm[1]。澆注完成后待產(chǎn)生足夠的強(qiáng)度時(shí)方可進(jìn)行脫模，脫模時(shí)間應(yīng)控制在24h以上，脫模后要進(jìn)行潮濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)濕度大于90%，養(yǎng)護(hù)溫度控制在10℃~30℃之間，養(yǎng)護(hù)時(shí)間控制在3天以上。

預(yù)熱器澆注料的選用一般在窯尾密封罩處采用輕質(zhì)澆注料；在預(yù)熱器本體內(nèi)、外墻和隔墻處采用低水泥澆注料；在預(yù)熱器本體頂板處采用輕質(zhì)耐堿噴涂料；在推頭導(dǎo)軌和加料室溜槽處采用高耐磨耐堿澆注料。各種材料的理化指標(biāo)見(jiàn)表1~表4。

表1 輕質(zhì)耐堿噴涂料（QT-QP1）

表2 低水泥澆注料（QT-LDJ50）

表3 高耐磨耐堿澆注料（QT-NMJ1）

表4 輕質(zhì)澆注料理化性能（QT-QB0.8）

2.1.1 預(yù)熱器本體內(nèi)外墻板和隔墻的澆注

預(yù)熱器內(nèi)外墻板澆注時(shí)每次支設(shè)模板的高度以600mm~1000mm為宜，以便于上料和振搗成型。內(nèi)外墻中部留環(huán)向膨脹縫和徑向膨脹縫各一條，寬度為5mm，膨脹縫內(nèi)用耐火纖維氈填塞充實(shí)，防止漏風(fēng)。

預(yù)熱器本體隔墻澆注時(shí)每次支模高度與本體內(nèi)外墻一致，由于隔墻為懸空結(jié)構(gòu)，因此底模和側(cè)模的支撐應(yīng)做好。砌筑前要檢查隔墻支撐管是否已與設(shè)備本體焊接牢固，防止在砌筑施工時(shí)造成危險(xiǎn)。隔墻與內(nèi)外墻板澆注料之間留2mm膨脹縫，以耐火纖維氈填充。

2.1.2 預(yù)熱器本體頂板的澆注

預(yù)熱器頂板澆注在內(nèi)外墻板澆注后進(jìn)行，由于預(yù)熱器本體內(nèi)部空間狹小，且預(yù)熱器頂部澆注料厚度較小，考慮支?？臻g不足，一般澆注料吊掛強(qiáng)度不夠，通常采用高強(qiáng)噴涂料代替。每塊頂板中間留放射性膨脹縫一條，寬度為5mm，膨脹縫內(nèi)填充耐火纖維氈。

2.1.3 預(yù)熱器本體推頭導(dǎo)軌的澆注

預(yù)熱器本體導(dǎo)軌的澆注一般應(yīng)在預(yù)熱器推頭安裝之前進(jìn)行，如果推頭已安裝完畢，考慮到推頭重量較大及操作空間狹小等實(shí)際情況，澆注時(shí)可分為兩次澆注。先將推頭退至最上端進(jìn)行下部澆注，完成后將推頭前進(jìn)至最下端進(jìn)行上部澆注，兩次澆注工作時(shí)間間隔不宜過(guò)長(zhǎng)。整個(gè)澆注的上端面應(yīng)平整，不得有異狀突起，且不得超出導(dǎo)軌上平面，防止影響推頭的正常工作。

2.1.4 預(yù)熱器加料室溜槽和窯尾密封罩的澆注

此兩處在澆注時(shí)每次支模高度為600mm~1000mm。加料室溜槽的膨脹縫按間距2m留設(shè)，寬度為5 mm。窯尾密封罩的膨脹縫以中心放射性留設(shè)，留設(shè)間距角度為90°，寬度為5mm。膨脹縫內(nèi)填充耐火纖維氈。

2.2 耐火磚

預(yù)熱器內(nèi)采用耐火磚的位置為預(yù)熱器本體底板、加料室本體以及懸掛吊頂?shù)热帯Ｆ渲蓄A(yù)熱器本體底板和加料室本體采用的是定型耐火磚，預(yù)熱器懸掛吊頂采用的是異型吊掛磚。豎式預(yù)熱器按照Ⅱ類砌體進(jìn)行施工，嚴(yán)格控制灰縫尺寸。

2.2.1 預(yù)熱器本體底板和加料室本體耐火磚砌筑

預(yù)熱器本體底板和加料室本體砌筑均由三層耐火磚組成，雖然磚的種類有所不同，但砌筑方法和工藝一樣。預(yù)熱器本體底板三層耐火磚分別是隔熱磚、粘土磚和硅莫磚，加料室本體砌筑三層耐火磚分別是隔熱磚、粘土磚和碳化硅磚。這兩個(gè)部位與設(shè)備底板的砌筑為無(wú)縫隙接觸，首先應(yīng)將底板清理干凈，砌筑時(shí)盡量減少泥漿侵入，防止形成滑動(dòng)層。預(yù)熱器本體底板為以預(yù)熱器中心呈放射性多邊扇形結(jié)構(gòu)，加料室底板為半圓弧形結(jié)構(gòu)。兩處都有一定斜度。因此砌筑前應(yīng)先做好下部模板支撐，由下往上砌筑。考慮到這兩個(gè)部位均在物料運(yùn)動(dòng)路線上，在砌筑前應(yīng)先做放線，以保證砌筑的平整度。這兩個(gè)部位的砌筑結(jié)構(gòu)特殊，均需在接口部位加工鎖口磚，鎖口磚嚴(yán)禁批量統(tǒng)一尺寸加工，需根據(jù)實(shí)際鎖口尺寸單獨(dú)加工。鎖口磚加工尺寸應(yīng)不小于整磚的2/3，如果實(shí)際尺寸小于整磚的2/3時(shí)，可加工鄰近的磚塊，以保證鎖口磚的尺寸，并在砌筑時(shí)將加工過(guò)的磚塊適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)，避免加工磚塊砌筑在一起。同一層前后相鄰磚列和上下相鄰磚層的磚縫應(yīng)交錯(cuò)布置，以半磚為宜。

2.2.2 預(yù)熱器懸掛吊頂?shù)钠鲋?/p>

預(yù)熱器懸掛吊頂主要以吊掛磚為主，吊掛磚上部以隔熱澆注料填充密封。懸掛吊頂?shù)鯍齑u的膨脹縫留設(shè)為2m左右間距為宜，呈井字形結(jié)構(gòu)，膨脹縫寬度約6mm左右，膨脹縫內(nèi)用耐火纖維氈填充結(jié)實(shí)，防止出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象。吊掛磚的砌筑灰縫用粘土火泥，灰縫應(yīng)飽滿充實(shí)。最外側(cè)吊掛磚與預(yù)熱器本體內(nèi)墻砌體間留設(shè)5mm膨脹縫，以耐火纖維氈充實(shí)，防止漏風(fēng)。

2.3 其它注意要點(diǎn)

豎式預(yù)熱器內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、砌筑耐火材料應(yīng)用品種較多，對(duì)施工人員的技術(shù)水平要求較高，因此在砌筑前要熟悉設(shè)計(jì)圖紙，掌握每種材料的特性，合理制定施工順序，采用交叉施工時(shí)要以保證砌筑質(zhì)量為先，嚴(yán)格按照砌筑規(guī)范和圖紙要求作業(yè)。豎式預(yù)熱器一般都屬于高空作業(yè)，因此，砌筑前應(yīng)做好充分的安全保障措施。

3 結(jié)束語(yǔ)

到目前為止，洛陽(yáng)礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司已在國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)制造安裝了近200條活性石灰生產(chǎn)線。自2009年至今，我院所設(shè)計(jì)的豎式預(yù)熱器砌筑已全部采用本方法實(shí)施。通過(guò)對(duì)比，不僅施工周期可以平均節(jié)約近15天，提高了砌筑施工效率，縮短了整個(gè)回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)施工周期，而且，通過(guò)近2年的跟蹤觀察，采用本方法施工的豎式預(yù)熱器（如武鋼烏龍泉礦業(yè)公司的600t/d生產(chǎn)線、廣西信發(fā)集團(tuán)800t/d生產(chǎn)線以及江陰興澄特鋼1000t/d生產(chǎn)線），嚴(yán)格控制施工過(guò)程及施工質(zhì)量，一次通過(guò)監(jiān)理驗(yàn)收，豎式預(yù)熱器內(nèi)耐火材料使用到目前為止還無(wú)需進(jìn)行重新砌筑，使用壽命可以提高2~3個(gè)月，減少了設(shè)備檢修頻率，提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，在節(jié)約成本的基礎(chǔ)上還為業(yè)主增加了生產(chǎn)效益。

（收稿2010－08－30責(zé)編趙實(shí)鳴）

[1]GB/J211-87,工業(yè)窯爐砌筑施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

徐彬，男，2004年畢業(yè)于鄭州大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)任職于洛陽(yáng)礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院有限公司窯爐所。

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