| 标题 | 150m2流态化沸腾焙烧炉球冠型炉顶内衬砌筑技术 |
| 范文 | 任杰 摘 要：流态化沸腾焙烧炉是铜锌焙烧冶炼的主要热工设备，随着国际国内冶金、建材、化工、有色等工业的快速发展，设计大容积、高效、节能、环保型沸腾焙烧炉已成为新的发展趋势。伴随着冶炼技术的进一步提升，有色工业的快速发展给筑炉施工带来了新的机遇和挑战。特别是沸腾焙烧炉球冠型炉顶设计跨度大，砌筑精度高，为保证砌筑质量和施工安全，延长炉体寿命，提高工作效率，降低工程成本，科学性、应用性探索150m2流态化沸腾焙烧炉球冠型炉顶砌筑技术具有现实意义。 关键词：沸腾焙烧炉；球冠型炉顶；内衬砌筑；施工技术 中图分类号：TF813 文献标识码：A 0.前言 我公司在经过对国家重点工程——白银西北铅锌厂建成我国第一台109m2流态化沸腾焙烧炉，内蒙古巴彦淖尔紫金有色金属有限公司一期、二期109m2流态化沸腾焙烧炉、葫芦岛锌冶炼厂109m2流态化沸腾焙烧炉、青海大柴旦滩涧山金矿74m2和28m2黄金冶炼焙烧炉、内蒙古兴安铜锌冶炼厂109m2流态化沸腾焙烧炉及新疆阿舍勒3×30万吨尾矿综合利用项目118m2沸腾焙烧炉球冠型炉顶砌筑等多项同类工程施工实践总结的基础上，多次对球冠型炉顶砌筑施工技术优化、改进及验证，在紫金矿业青海分公司德尔尼项目成功应用了150m2流态化沸腾焙烧炉施工工法，此工法关键技术具有更多的先进性、科学性、实用性和可推广性，取得了明显的经济效益、社会效益和环保效益。 1.特点 1.1 采用大型球冠型木质拱胎模架施工技术，整体刚度好，精度高，模架自重轻且制作安装简单快捷，有效控制了炉顶沉降，集中了筑炉施工难点和技术难点。 1.2 采用“环梁”定位模架安装技术，具有高效快捷安全等特点，提高了球冠型炉顶模板定位安装工作效率，缩短了施工周期，降低工程施工成本。 1.3 拱胎在制作场地放样时考虑了方便安装，通过制作、预安装为正式支设拱胎提供了参数，缩短工期和保证工程质量。 1.4 球冠型木质拱胎拆除后可回收再利用。 2.工艺原理 2.1 炉体施工在时间和空间上合理穿插，提高利用率。推行平行交叉作业。多工序相互穿插，紧密衔接，从而达到降低成本、缩短工期、保证质量的目的。 2.2 球冠型爐顶大型木质拱胎模架施工技术充分应用球、球冠及球截体的特点，通过认真分析、计算和放样，采取拱架片一个尺寸制作，每环拱胎片板条一组尺寸制作，每环拱胎片一个尺寸组装，简化制作工艺。采取环梁准确就位后安装拱胎的方法，简单快捷。利用炉内满堂脚手架加固支撑拱胎，使拱胎与满堂脚手架形成整体，整体性、刚度好，有效控制了炉顶沉降。 3.施工操作要点 3.1 脚手架工程 （1）脚手架的搭设根据炉壳的结构特点，沿炉壳搭设成等边八边形满堂脚手架；炉膛扩大段逐步增加立杆，搭设成牛腿状。 （2）脚手架平台既可作为作业人员行走、操作之用，也可作临时堆放材料，同时支撑着炉顶盖砌筑球冠型拱胎、炉顶耐火材料及防雨作业蓬的全部荷载，搭设应牢固、不变形。 （3）本工程脚手板采用60mm木板做操作层， 为确保施工安全，靠炉壁处木板均制作成弧形。 （4）脚手架搭设同时考虑行人马道，炉内上下行人马道用木板搭设成折式“楼梯”式，木板上钉上防滑条。 （5）在炉体直线段与锥形段交界处，水平满铺一层50mm厚木板，下部挂二道水平密布安全网。 3.2 焙烧炉防雨篷搭设 150m2焙烧炉为露天热工设备，施工前在炉顶搭设“伞状”临时防雨篷， 上部用防雨篷布覆盖并固定牢固。防雨篷搭设必须牢固可靠，并且能抵抗当地季节性风力，拒绝渗漏雨水。 （1）炉内钢脚手的延伸。由于150m2流态化焙烧炉炉顶跨度达18.278m之多，上部也没有炉体骨架，唯有利用炉膛内提升架和炉内脚手架，进行加杆延伸，延伸高度超过炉顶2.5m。 （2）炉顶外围脚手杆的搭设。利用炉体骨架，在炉壳顶部焊接好竖向钢脚手架，高度大约为2.5m左右，再用横杆连接好。沿脚手架周围覆盖一层防雨帐篷。为防止帐篷被风刮起，均用铁丝牢固的绑扎在脚手架上并在帐篷外横拉两道棕索，并与钢脚手杆拉结。 （3）顶部横杆的搭设。在炉顶外围脚手架与满膛脚手架搭设水平横杆，横杆以炉中心形成辐射状搭设，横杆搭设必须有一定的强度和稳定性，然后覆盖防雨帐篷，防雨帐篷均用铁丝牢固的绑扎在骨架上，然后用4条绳索在炉顶呈交叉状拉设，以防被大风刮起或刮飞。 （4）炉顶支设拱胎时，采取“偷梁换柱”的方法在不影响的位置增加立杆，拆除影响拱胎支设的立杆，立杆通过处拆除少量板条。砌筑到立杆处再采取同样的方法换杆，将杆支撑在已砌好的拱顶砖上。 3.3 球冠拱胎制作安装 球形炉顶盖耐火砖砌筑必须支设拱胎，球冠型顶盖耐火砖砌筑质量的好坏将直接影响炉子的使用寿命，球形拱胎制作安装是关键。拱胎制作尺寸必须精确，制作好的球形拱胎应不变形。为不影响炉体砌筑进度，球形拱胎须提前制作。拱胎制作场地20m×16m，且须硬化，采用素土夯实，铺一层多孔机制红砖（90mm厚），表面用1：2水泥砂浆找平（30mm厚）。 （1）球冠拱胎制作安装工艺 确定制作方案→制作现场放样→修正细化方案→制作1/4拱胎片、加工支设环梁→为球冠型木质拱胎支设确定参数→按参数预支设1/4球拱→检查验收→修正安装参数→制作剩余3/4拱胎片→确定全部拱胎片支设参数→支设球冠型拱胎模架。 （2）制作方案 为便于制作、支设、拆除，确定拱胎分六环制作，前五拱架片环弦长2000mm，两拱架片大头间距最大550mm，小头间距最大450mm通过拱胎片承受荷载的计算，拱架片采用60×180mm的松木板，板条30×70mm，间距30mm，两个拱架片与25个板条组合后形成一片，每环采用三道钢制环梁就位支设拱胎片。 （3）放样 放样在拱胎制作场地上进行，按设计尺寸和确定的方案1：1放大样，确定拱架片、板条弧度，确定环梁位置及加工尺寸，修正细化制作方案。 （4）拱胎制作 依据修正细化后的方案。分别按相应的弧度制作拱架片和板条，两个拱架片25个板条组合后形成一片，前五环共307片，其中第一环100片，第二环81片，第三环61片，第四环42片，第五环23片，第六环一片整体制作；制作好的拱胎片应按其支设位置编环号。 （5）球形拱胎预安装 球形拱胎零部件制作完1/4后，在拱胎制作场地上预安装，检查拱胎制作精度，同时使支设人员熟悉拱胎支设方法和过程，提前暴露问题。预安装时仅对1/4球冠型拱胎在地面上按设计要求尺寸进行支设，预支设跟正式拱胎支设一样，拱高比设计抬高20mm，用弧度板检查球面弧度。形成正式支设拱胎参数。 （6）球形拱胎安装 以拱脚砖为定位标准，以预安装提供的参数为基础。首先确定拱顶中心，就位第六环的1道环梁和整体片（拱胎支设矢高应比设计尺寸提高20mm）；再用炉内满堂脚手架准确就位其他15道用钢脚手管围成的环梁，环梁位置特别关键，严格按预安装所提供每道环梁参数进行安装。然后在环梁上摆放拱胎片组，加固满堂脚手架及环梁，就位拱架胎组，补钉相邻拱胎片之间的板条。支撑与拱胎之间垫反向木楔进行调整拱胎，支撑之间纵横连接与炉内满堂脚手架形成整体。 拱胎片组就位后，以球冠型顶中心为圆心，用弧长为21m长的通长弧度样板检查球形拱胎的弧面和表面平整度，对超过误差的部位进行修理和调整，使整个球形拱胎表面用长弧度样板检查表面平整度不超过5mm。最后用8#铁线将拱架片与环梁、支撑固定在一起，使炉内满堂脚手架与球冠型拱胎形成一个整体，具有足够的强度、刚度和稳定性。 3.4 焙烧炉炉顶砌筑 3.4.1球冠拱顶砖砌筑 （1）炉顶拱脚砖在安装拱胎前应砌好，拱脚砖是拱顶砖的基准，也是拱胎的定位标准，砌筑前应以焙烧炉炉体中心、扩大段半径复核拱脚部位炉壳的椭圆度，砌筑时对偏差进行调整。砌筑分二段，每段两人一组在同一点反向砌筑，拱脚砖的砌筑质量将直接影响炉顶对砌筑。拱脚砖砌完后应进行检查，保证拱脚砖弧度半径误差5mm以内，表面平整度3mm以内，标高误差5mm以内。拱脚砖后部高铝砖砌筑应根据实际尺寸加工后砌筑，确保拱脚砖受斜压或受热后不向半径方向外移。拱脚的尺寸很大，要采用揉挤法砌筑很困难，可在已砌好的砖表面抹上适量的泥浆，使其相互连接的砖面结合良好。 （2）砌筑拱顶前，在拱脚砖底膨胀逢填塞耐火纖维处每块砖加塞木楔。防止炉顶砖砌筑在没锁砖前拱脚砖倾斜。 （3）炉顶砖砌筑按照炉顶砖预砌筑的编号顺序进行。砌筑前在拱胎上以4～5环的间距做出环号标记。拱顶每环分两段流水对称湿砌，彼此靠紧，但未合门的不超过3环。各环拱顶合门砖应均匀分布于炉顶，且合门砖的宽度不小于原砖的7/8。为避免加工最后一圈砖应在砌第50环前试砌第48、49环，以确认第48、49环的位置，如发现有误差，通过加工第49环拱顶砖进行调整。 3.4.2膨胀缝施工技术措施 炉壳筋板处的膨胀缝及时用硅酸铝纤维毡填塞，以免灰浆及杂物掉入。墙体各段高铝砖在圆周方向上留设膨胀缝，砌筑时在圆周方向每隔6块砖填入δ=2mm的马粪纸，代替泥浆，上口用胶带粘封，防止灰浆及杂物掉入。 3.5 拱胎拆除及沉降观测 拱胎应在砌完拱顶经检查合格，砖缝泥浆干固48h后再拆除，以防过早拆除拱胎把未干涸的泥浆从砖缝挤出，造成炉顶沉降偏大。拱顶支撑的拆除应从外环开始在炉拱各位置上均匀进行。拆除拱胎时，在炉顶上用水准仪分十二点同时对炉顶的沉降进行观测，如发现有不均匀沉降和炉顶局部出现裂缝时，应立即停止拆除拱胎对拱顶砖进行再次检查，检查无误后再拆除。拱胎拆完后在24小时之内，需对沉降继续进行观测。炉顶沉降不超过10mm为合格。 4.效益分析 球冠型炉顶大型木制拱胎“环梁”技术的研发，提高了工作效率，施工简单快捷，整体性好，保证了炉体砌筑精度，有效控制了炉顶沉降，解决了传统施工工艺工期长、成本大、炉体使用寿命短等问题，避免了由于炉顶沉降偏大使炉顶耐火砖之间的环缝拉开，投产后炉顶出现SO2气体泄漏，给生产和周围环境带来的危害，对厂区周围环境的保护起到了积极作用。社会效益和环境效益明显。本技术的成功应用，为企业积累了宝贵的施工经验，提高了企业的施工技术水平，促进了大、中型炉窑拱顶的施工技术的进步和发展，为以后设计单位设计更大拱顶焙烧炉提供决策依据和技术指标。 参考文献 [1]李朝侠，河黄，黄兴远.流态化焙烧炉球拱炉顶及其成形方法： CN， CN 101261081 A[P].2008. |
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