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1、高 炉 砌 筑 工 法 目录前 言一、特点二、适用范围三、工艺原理四、工艺流程及操作要点五、材料六、机具设备七、劳动组织及安全管理八、质量要求及保证措施九、效益分析十、应用实例前言高炉是炼铁系统的主要设备，其生产过程包含着复杂的物理化学变化，炉下部高温区温度高达1500以上，同时又受熔融金属、炉渣等化学侵蚀作用。因此，高炉所用耐火材料的工作条件十分苛刻。这样，在设计部门不断采用各种新型耐火材料以适应生产需要的同时，也对高炉内衬砌筑施工，提出了更高的要求。应该说，砌筑质量的好坏将直接影响高炉一代炉龄寿命的主要因素之一。高炉用耐火材料品种很多，主要是炉底炭砖为微孔大块炭砖，炉缸为热压小块炭砖，内砌
2、陶瓷杯。所谓陶瓷杯是用特定的耐火材质砌筑而成，经烧结形成陶瓷性质，其整体结构是杯体形状。现在陶瓷杯砖材质大都采用塑性复合棕刚玉砖。炉身为高铝砖。一座2000m3高炉材料总量约为2600t，按国家施工规范，对高炉内衬，尤其是下部炉底、炉缸陶瓷杯的砌筑要求较严格。多年来，经过施工实践，经过不断的改进提高，我们已经形成了一套行之有效的施工程序。这套施工方法对工程质量、施工进度、材料消耗及文明施工都有可靠的保证。本工法就是上述施工方法的总结，它包括施工准备工作到质量控制、检查验收等一系列内容，按之逐项实施，必然会创出优质工程。为便于说明问题，本工法叙述以2000m3高炉为基准、兼顾其他。一、特点1.1
3、 以日作业计划控制施工全过程，包括：施工准备、材料供应、砌筑施工和现场配合，使整个施工过程始终处于有效受控状态，这就为确保工程质量、工期及效益有了可靠基础。1.2 材料供应，尽量采用机械化集装运输方式，从而降低了劳动强度、减少了材料损耗，加强了现场的文明施工。1.3 采用按计划限额供料方式，控制主要材料：耐火砖和耐火泥浆的使用量，减少材料损耗。1.4 采用一系列先进施工方法及施工机具，有效地保证了施工质量， 如真空吸盘吊、碳砖施工活动支撑架及碳捣扁钢分格网等。充分利用高炉车间的吊车及风口、铁口，作为进料通道。炉体上部不再另开孔。二、适用范围本工法适用于大中型高炉砌筑施工。小型高炉可比照使用。三
4、、工艺原理利用高炉热风口（上料处风口的二套、三套均勿安装）向炉内输送耐火材料，炉内采用中心竖井架运输向上供给耐火材料。四、工艺流程及操作要点4.1 总体安排4.1.1 采用一段连续施工的方法。即自炉底到炉顶依次自下而上进行，如施工工艺流程图所示。4.1.2 采用三班作业方式。4.1.3 耐火材料提前按计划做好准备，当班供料，即随施工进度需要，陆续把砖灰供应到位。4.1.4 对有托圈的高炉，需减短工期时，可采用两段施工的方法，即在下部炉底开始施工时，上部自托圈处同时开始砌筑炉腰或炉身。上下部平行作业会减少工期，但要增加一倍左右人力。一般情况不用此法。施工工艺流程图4.2 操作要点4.2.1 基础
5、设施4.2.1.1炉前周转库施工准备底板下工程压入炭胶吊盘安装保护棚安装炉底找平层喷涂施工炭捣料炭化硅捣料石棉水渣填料炉底炭砖陶瓷杯砌筑陶瓷杯保护层砌筑炉缸、炉腹砌筑炉腰、炉身下砌砖炉身上部砌砖炉喉钢砖填料清扫交工冷却壁勾缝炉壳灌浆a）设在炉前上料一侧，要求地面坚实、有盖、能防雨、有照明且库外运输道路平整畅通。b）周转库的作用是：存放由砖库运来的即将上炉的耐火砖、砖板和各种辅助材料；上料人员和上料用叉车的工作场地。c）周转库面积，视工程大小可考虑10002000m2。4.2.1.2泥浆搅拌站a）设在炉前出铁厂平台上。 内设泥浆搅拌机 2 台，及相适应的搅拌台、 贮灰槽、水箱等设施。b）搅拌站要
6、地坪坚实、能防雨，要有完善的除尘设施，四周要有排水沟，并有污水排放渠道。c）搅拌站面积 5070m2。4.2.1.3耐火砖加工厂a）加工厂在准备工作期间，可设在砖库附近，开工后，迁移到出铁厂平台上，以便于配合施工。加工厂内设磨砖机、切砖机各一台。b）加工厂要有盖、能防雨，并有完善的除尘装置。c）加工厂面积 30m2。4.2.1.4耐火砖存放场a）耐火砖存放场设在砖库附近，或砖库内，面积100m2。b）耐火砖存放场要地坪坚实，有排水设施，并靠近道路，便于汽车进场运砖。4.2.1.5炭捣料、碳油加热场地设在炉前上料侧附近，100150m2。4.2.1.6 工地办公室、工地库房、工人休息室、木（架、
7、钳工）工作棚等，视条件适当设置。4.3 开工前的工作4.3.1 预砌筑所有炉底碳砖及组合砖均在生产厂进行预砌工作，由生产厂负责并做好编号和草图绘制工作，预砌时应派人参加监督，及时掌握情况。进砖后，在现场不需要再进行预砌工作。其他部位根据实际情况，确定是否预砌，如弧形墙各号砖之配比问题等。4.3.2 工序交接工作4.3.2.1高炉砌筑前，上道工序应具备下列条件。a)炉底耐热砼基础完工，经检查验收合格。b)炉底冷却管道安装、试压合格。c)炉壳及冷却壁安装试压合格。d)砌筑前，作为上料口的一至两个风口的二套、三套均不得安装，其它的风、渣口水套和炉口钢圈安装合格。4.3.2.2高炉上部和下部中心线及标
8、高基准点的交接。4.3.2.3 以上交接均要有书面材料、技术证件，并有主管部门签署的允许下道工序施工的证明。4.3.2.4高炉车间的吊车应具备使用条件。4.3.3 测量放线4.3.3.1 复测高炉上下中心线。校核炉口钢圈中心，与炉底炉缸实测中心之位移，此位移不得超过 30mm。 如超过要求，要请设计部门提出解决方案， 做为施工依据，并做为正式文件记录在案。4.3.3.2炉底标高确定a.当炉缸风口带不采用组合砖时，以出铁口中心为基准，向下按实际砖配层尺寸，计算出炉底找平层上表面标高，做为碳捣层施工依据。b.当炉缸风口带采用组合砖时， 则以风口中心为基准， 依同法计算出找平层上表面标高。4.3.3
9、.3 将炉底纵横中心线及标高基准点引测到炉内，做出明显标记，并在施工过程中不断上引，以便施工时随时取用。4.3.3.4施工过程中的放线，在后面部分分头叙述。4.4 施工4.4.1 材料供应4.4.1.1上料设施（如下图示）高炉砌筑工程以一侧出铁场平台为现场材料堆放场地。耐火材料自砖库用汽车、叉车运至出铁场平台下面，用出铁场厂房上的吊车运至平台上的指定位置。4.4.1.2高炉炉腹保护棚及环形吊搭设a)在高炉炉腹处设置保护棚，在保护棚下设环形吊，其作用是：一是保护炉内砌筑人员，二是利用吊装设备进行作业。b)保护棚由主梁、次梁、跳板、保护板组成，主梁端头与冷却壁间用斜铁楔紧，在主梁上铺次梁，次梁上铺
10、跳板，最上层用薄铁板做保护板。保护棚下安设的环形吊装置包括：中心轴框架、中心轴、旋转臂、环形轨道及行走机构。中心轴框架安设在保护棚中心位置，并固定中心轴，环形轨道用螺栓连接在主梁下，旋转臂的一端与中心轴铰接，另一端通过行走机构沿环形轨道运行，并带动旋转臂绕轴旋转。两根旋转臂上各安设一台电葫芦，用以炉底、炉缸耐火材料的运输，待炉底、炉缸砌筑完毕，拆除保护棚及电葫芦环形吊装置。环形轨道的半径应保证电葫芦钢丝绳在运行过程中不与冷却壁拐点相碰擦，尽量靠近冷却壁。炉底、炉缸砌筑完毕后，拆除炉腹环梁吊，安装卷扬塔、砌筑吊盘。炉腹保护棚设置高炉上料系统示意图4.4.1.3碳砖及碳油碳料供应碳砖自砖库一次性用
11、汽车，按顺序运到出铁场平台上，用吊车卸车，在出铁场平台上按草图编号摆好。使用时再用天车将其吊到运输辊道上，推入炉内，再用炉内电葫芦送到工作地点。出铁厂桥式吊车带护栏、轻轨的进料平台炉腹环粱吊脚手架出铁厂平台炉腹保护 棚碳捣料及碳油，自加热现场装入铁桶，用小带车送到辊道前，以上同样方式送入炉内工作地点。4.4.1.4耐火砖供应 高炉耐火砖供料流程图耐火砖按供砖计划，用叉车装汽车，将集装箱包装的整箱砖运到炉前。用叉车卸车，放在出铁场前周转库中。使用时，再以叉车、天车按需要将整箱砖送到轻轨小车上，再推入炉内小平台，利用炉内电葫芦送到工作地点。用过的空砖板，依上述逆向运到炉下，由汽车带回摆砖场。4.4
12、.1.5泥浆供应搅拌站搅拌好的泥浆，装入中灰槽，放在站前轻轨小车上备用，需用时，用叉车和天车，依供砖同样方式，送到使用地点。4.4.1.6辅助材料供应上部、下部的辅助材料和施工用品的运送方式与主材料相同。4.4.2 炉底板下工程施工此部工程在正式砌炉前完成有三项内容：4.4.2.1底板下浇注料施工浇注料浇在炉底工字钢之间，埋入冷却水管之下半圆，浇注料高度不应超过冷却水管中心线。浇注前，先将基础表面清扫干净，除去冷却管表面浮锈，并将端头套管间缝隙用水泥堵严。浇注料用强制搅拌机搅拌，注意控制好加水量，边搅边用，不要积压，搅好砖库出铁场平台下部地面出铁场平台上天车泥浆搅拌站风 口 处 辊 道炉内平台
13、下电葫芦炉内作业处的料应在半小时内用完。浇注时，沿每列冷却管自两端开始，逐渐移向中心，用插入式振动棒振捣到位。振捣后，把余灰清除干净，以草袋覆盖养生。4.4.2.2底板下碳捣料施工碳捣料埋入冷却管上半圆，上表面与工字钢平齐。捣打时，先将工字钢两侧翼板下碳料打好，再打中间碳料，捣完后料应略高于工字钢上表面，最后用刮刀以工字钢为导面找平。捣打用风动捣固锤， 以一锤压半锤方式依次打实， 捣锤风压不应小于0.5Mpa。冷捣时捣打温度应控制在20以上，热捣时料要加热，用热锤捣打，料温不低于 70。4.4.2.3底板下压入炭胶施工压入碳胶在底板安装后进行。炭胶调制按规定配比配制，先将粉料干搅一分钟，慢慢倒
14、入树脂液，边倒边搅约三分钟，再用喷壶洒入硬化剂，再搅两分钟，即可使用，搅好的料宜在20 分钟内用完。压入工作开始前，首先对压浆管按压入顺序做好编号，压入时严格按顺序号进行。压入过程中逐一用水准仪配合，观察压浆管四周隆起情况，并随时用大锤敲打铁板表面以促使炭胶顺利流入。当出现下列情况之一时即可停止对该压浆管的压入工作：压浆管四周隆起超过2mm；压力表读数超过 0.4Mpa；邻近压入口管冒浆。一孔灌完后，用木楔把管口塞严。整个压入工作结束后，自然养护24小时之后，便可割除压浆管，焊上封板。4.4.3 安装炉内吊盘和炉腹保护棚4.4.3.1吊盘安装吊盘是炉上部施工用的工作台，吊盘为可伸缩式，由多种槽
15、钢和铺面木板形成，吊盘部件由出铁口（或风口）运入炉内，在炉底板上进行组装。吊盘一般采用四个10t 手拉葫芦通过钢丝绳提升， 此外， 还有四根承重钢丝绳，八根绳均匀的栓在吊盘的主梁上。吊盘通过手拉葫芦提升后，主要由四根承重钢丝绳承担全部荷载。吊盘也可利用卷扬机提升，承重钢丝绳不变。吊盘安装后，吊起，在炉腰以上部位备用。吊盘设计总荷载，不应小于150kN，安装后进行荷载试验。吊盘在砌砖完了后拆除，由风口运出。4.4.3.2炉腹保护棚设置炉腹保护棚设在炉腹上部，将整个高炉分为上下两个作业区，保护棚下部设环形电葫芦轨道和两条半径可旋转轨道，共设电葫芦34 台，做为炉下部炭砖的运输和安装使用。保护棚上铺
16、木板，再以薄钢板盖严。炉腹保护棚部件，由铁口（风口）运入炉内，在炉底板上进行组装作业，安装后，要做全面运转，确保安全无误。保护棚安装后，即可开始炉下部施工。炉腹保护棚在炉下部碳砖完工后，拆除，自风口运出炉外4.4.4 炉身上部喷涂施工4.4.4.1 喷涂工作在吊盘上进行。一整套喷涂设备全部布置在出铁场平台上，经试车，试喷无误后，可开始正式喷涂作业。4.4.4.2 喷涂自上而下进行，把吊盘升到工作高度，先按设计规定焊好这一工作段的锚固钉，然后开始喷涂，喷涂完了后，把吊盘下移，再按如上顺序进行第二段作业，如此往复。也可先把锚固钉全部焊完，再进行自上而下的喷涂作业。4.4.4.3 喷涂时，掌握料与水喷出的均匀连续性，不应出现干料或流淌现象。喷涂厚度应随时用探针检查，过厚处要及时刮掉。密实度用小锤轻轻敲打，发现空洞要随时处理。4.4.4.4 用弧形样板的方式控制喷层厚度，即在焊接锚固钉时，同时焊上弧形板，喷涂时以此为导面找平。4.4.5 冷却壁勾缝和炉皮与冷却壁间灌浆4.4.5.1冷却壁勾缝勾缝工作与炉体各部位砌砖穿插进行，即先勾一段，然后砌砖，之后，以砌完的砖或升起的吊盘
