寶鋼大容積焦?fàn)t施工工藝及質(zhì)量控制

焦?fàn)t是一種長期、高成本的連續(xù)生產(chǎn)工具。這是不同爐氣中最復(fù)雜的一個。焦?fàn)t工程的質(zhì)量要求十分嚴格,操作技術(shù)水平要求高,措施復(fù)雜,控制工程質(zhì)量有一定難度。80年代初寶鋼大容積焦?fàn)t引進建成,我國焦?fàn)t也日趨向大型化發(fā)展。大容積焦?fàn)t具有投資省、生產(chǎn)能力大、勞動生產(chǎn)率高、維修費用低、占地面積少、熱效率高等優(yōu)點。機械化自動化程度的不斷提高,對焦?fàn)t工程的施工質(zhì)量提出了更高的要求。目前我國焦?fàn)t仍延用幾十年前的砌筑方法和質(zhì)量檢測標準,幾十年來無大的改變。寶鋼大容積焦?fàn)t施工技術(shù)的引進,對我國焦?fàn)t工程施工技術(shù)的改進和提高是一個很大的促進,我們在學(xué)習(xí)引進國外先進技術(shù)和自主開發(fā)相結(jié)合的基礎(chǔ)上,進行了技術(shù)改進和創(chuàng)新,為焦?fàn)t高質(zhì)長壽打下了一定基礎(chǔ)。現(xiàn)將主要施工工藝和施工技術(shù)簡述如下。1施工前準備工作1.1磚體的除雜與磚人回用焦?fàn)t具有代表性和復(fù)雜部位的預(yù)砌筑是焦?fàn)t開工前的一項重要準備工作,傳統(tǒng)的預(yù)砌筑是采用泥漿砌筑或夾黃板紙干排的方法,近年來使用外加劑泥漿,拆除時清除泥漿回收磚困難,易造成磚的損壞浪費,采用夾黃板紙干排的方法砌體不穩(wěn)固并易發(fā)生垮塌。采用泥團墊砌則是一種很好的預(yù)砌筑方法,它是用廢火泥調(diào)制成稠泥漿捏成泥團墊放在磚的四角上(見圖1),其方法簡便,砌體穩(wěn)固,并能清楚地檢查各種磚的外型和砌體灰縫情況,效果明顯,而且預(yù)砌筑用磚可以百分之百地回收。1.2磚體的相關(guān)測定方法泥漿的作業(yè)性能好壞是保證焦?fàn)t砌筑質(zhì)量的重要因素,焦?fàn)t砌筑前必須做此試驗,以確定泥漿的最佳粘結(jié)時間、添加劑加入量和加水量。除泥漿的稠度測定外泥漿粘結(jié)時間的測定是一項更重要的內(nèi)容其測定方法是采用與泥漿同性質(zhì)的標型耐火磚兩塊,一塊上表面抹上泥漿放在平坦的桌面或地面上,上面放兩根4mm的園鋼條,再將另一塊標型磚壓在上面,立即抽出園鋼條并開始記時,用手往復(fù)移動上面磚,移動距離約1/3磚長,至泥漿水分被磚吸收后磚移不動時為止,此時所用的時間就是泥漿的粘結(jié)時間,一般在1～1.5min為宜,然后將磚取下觀查灰縫情況,其厚度應(yīng)保持在3mm左右。泥漿粘結(jié)時間的長短可用添加劑和適量水進行調(diào)整,還應(yīng)注意泥漿用水中的氯離子Cl-含量不得超過300×10-6,因Cl-的增加將影響泥漿的作業(yè)性能和粘結(jié)強度。1.3焦?fàn)t制線的設(shè)置焦?fàn)t是一種比較復(fù)雜的工業(yè)爐,爐體本身和其設(shè)備的相關(guān)尺寸要求十分嚴格,因此其線性尺寸必須有嚴格的統(tǒng)一控制,其控制點線包括永久性埋設(shè)點及為爐體砌筑所引出的二次控制線兩種。永久性控制點有:焦?fàn)t縱向中心、橫向中心、邊炭化室中心和標高基準點。焦?fàn)t縱向中心基準點設(shè)在兩端混凝土抵抗墻頂部永久性標樁上,橫向中心和邊炭化室中心設(shè)在機焦兩側(cè)煙道混凝土頂面永久性標樁上,并與焦?fàn)t縱向中心保持嚴格垂直,標高基準點設(shè)在兩端抵抗墻側(cè)面(見圖2)。二次控制線的設(shè)置,縱向中心線是爐體砌筑時的橫向控制基準線,爐長方向各孔洞中心、尺寸、砌筑排磚墨線等均以該基準線放出,該基準線是以抵抗墻上的縱向中心基準點為基準用經(jīng)緯儀投放在兩抵抗墻內(nèi)側(cè),砌磚時以此線為準再投放到每道爐墻上。焦?fàn)t橫向中心線和邊炭化室中心線是在爐體開始砌筑時從機焦兩側(cè)煙道混凝土頂板的6個基準點引到爐床板上來的,這3條中心線就是每道爐墻中心間距的放線基準線。爐體垂直方向尺寸是利用兩抵抗墻側(cè)面的標高基準點在抵抗墻上放出焦?fàn)t各部位的頂面標高,砌磚時再以此標高為基準放出焦?fàn)t各部位的砌磚磚層線,二次控制線是焦?fàn)t砌體的定位線,必須精確投放,誤差不應(yīng)超過±1mm。直立標桿在該施工方法中不僅用來控制磚層砌筑,更重要的是控制每道墻的中心間距,它和橫標板配合是做為焦?fàn)t每道墻中心、墻寬、洞寬尺寸控制的重要手段,因此直立標桿的安設(shè)必須穩(wěn)固,不易碰動。直立標桿可分斜道部位以下和立火道以上兩段設(shè)置,標桿采用100×150變形小的紅松木制作,長度應(yīng)高出砌筑部位頂部1m左右,標桿下部安設(shè)在爐柱混凝土基礎(chǔ)的牛腿上,每隔一立火道設(shè)立一根,標桿上部用小號槽鋼連接,兩頭固定在抵抗墻的預(yù)埋鐵件上,再用鋁鉸線或鋼絲繩將機焦兩側(cè)的標桿拉住、并斜拉在金屬大棚的鋼柱上(見圖3)。立火道以上直立標桿安設(shè)在立火道保護板底座磚上,標桿下部用槽鋼或腳手管連接,再用鋼絲繩通過炭化室底將機焦兩側(cè)的連接槽鋼或腳手管拉緊即可。標桿上部的連接和斜道標桿的連接方法相同,原則是不能與易受振動而使標桿發(fā)生位移的構(gòu)件連接。1.4不在爐內(nèi)安裝鋼平臺鋼平臺設(shè)在機側(cè),是用來堆放磚箱的裝配式鋼結(jié)構(gòu)平臺,它隨砌筑的升高而逐層安設(shè),是采用該施工工藝必備的設(shè)施。焦?fàn)t在砌筑時將配好磚號的集裝磚箱用大棚內(nèi)的行車提升到鋼平臺上,再用人工將磚搬到爐內(nèi)墻上按磚的設(shè)計位置擺放(見圖4)。這種磚箱不直接上墻的方法不僅安全文明,而且爐體不會因為受到磚箱的碰撞和重壓而受損。鋼平臺用鋼管制作,螺栓連接,木跳板鋪面,寬4～5m。焦?fàn)t的焦側(cè)不設(shè)鋼平臺,只搭設(shè)一般施工用鋼腳手架,用做存放泥漿槽和工具箱用。爐內(nèi)的活動鋼腳手架是用于蓄熱室墻、炭化室墻砌筑用的專用腳手工具,用鋼管制作,結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,安全穩(wěn)定,使用周期長,是較理想的焦?fàn)t砌筑腳手架(見圖5)。它是由底座管、中管、耙頭、連接桿組成,中管加耙頭的高為一步架高度。1.5立火道澆筑用保護板橫標板也叫定位板,是一種爐墻中心放線、墻寬、洞寬、磚層高度控制和檢測時的專用工具,用變型小的紅松木制作,寬80mm,厚20mm,長度由直立標桿的間距確定。標板上放出爐墻中心、墻寬、洞寬尺寸線,砌筑時使用穿在標板上的兩個卡具固定在直立標桿上即可。是一種使用方便靈活、控制精確的焦?fàn)t砌筑專用工具。立火道砌筑用保護板是用來防止由于灰渣、磚塊、工具等掉入立火道內(nèi),打壞噴頭或斜道口磚的一種保護裝置,這種保護裝置安設(shè)方便、牢固可靠,是應(yīng)該推廣的一種焦?fàn)t專用工具。它用兩端焊有鐵板并插入磚墻灰縫內(nèi)帶反正扣的絲桿做為支撐具,上面擱放兩塊木板,再鋪上和立火道形狀相同的兩塊定型板(三合板或纖維板),然后用牛皮紙或塑料薄膜覆蓋(見圖6)。當(dāng)砌筑到一定高度時,清除保護板上的灰渣,取出防護裝置,并將支撐具插出的灰縫空隙勾嚴實,再向上安設(shè)。1.6集裝箱運輸采用耐火磚集裝箱運輸和上爐是該施工新工藝的一個組成內(nèi)容,它不僅運輸方便,安全文明,而且能大大減少耐火磚的施工運輸損壞。這里所指的集裝箱運輸是在磚庫將已經(jīng)選好和加工處理完的耐火磚按砌筑順序要求裝箱,用130載重汽車運至焦?fàn)t大棚偏棚內(nèi),再用叉車倒運至上料口,大棚內(nèi)行車將其吊到焦?fàn)t機側(cè)鋼平臺的水平、垂直運輸過程。集裝箱是由木質(zhì)托盤和10mm厚的防水波紋紙板箱組成,裝箱時將耐火磚整齊地堆碼在木托盤上用編織尼龍帶打緊,罩上紙板箱,再用鐵皮帶打包。集裝箱用量以保證連續(xù)施工夠周轉(zhuǎn)使用為準。2焦?fàn)t結(jié)構(gòu)2.1爐墻安裝的地層線條焦?fàn)t爐體縱向尺寸的保證是以嚴格控制每道墻的中心間距來實現(xiàn)的,因而要求每道墻的中心間距線的放線誤差均不大于0.5mm,并不得有向同一方向的累積誤差,同時還要將混凝土爐床板因溫度變化而產(chǎn)生的伸縮用均勻誤差法均攤在每道墻的中心間距內(nèi)爐墻的中心間距線是劃在每根直立標桿上的,中心線的分中作業(yè)隨砌磚進程陸續(xù)分段完成,每次劃線的高度約1～1.2m,砌磚時則以該中心線來控制爐墻寬和洞寬尺寸。劃線的方法是在焦?fàn)t橫向中心線和邊炭化室中心線位置的兩根直立標桿上安裝上放線定位板(見圖7)。在定位板上掛上線錘,對準爐床板上的二次橫向中心線和邊炭化室中心線,再把長鋼尺放在定位板上,拉緊后用夾具固定。為防止鋼尺垂馳,每隔2～3個炭化室安裝一塊定位板抬起鋼尺,然后將每道爐墻中心點劃在直立標桿上,將上下兩點連成墨線。砌磚時,把橫標板固定在兩直立標桿上,將橫標板上的中心線和標板上表面對準直立標桿上的中心線和磚層線,夾緊夾具后在橫標板上的墻寬尺寸線上掛線砌磚(見圖8)。2.2無排磚墨線法澆筑焦?fàn)t爐體橫向尺寸的控制是用劃排磚墨線砌磚的方法來保證的。焦?fàn)t爐體橫向爐墻上孔洞多,其尺寸和中心誤差要求十分嚴格,原來的砌筑方法因爐墻上每塊磚的砌筑位置沒有受到嚴格控制,因而孔洞的中心和尺寸偏差很難保證。新工藝采用層層砌體劃出排磚墨線的砌筑方法,使?fàn)t墻上的每塊磚都能嚴格地控制在設(shè)計位置上,砌體上所有孔洞的中心和尺寸都能達到十分精確的要求,且磚縫均勻,整齊美觀。方法是在每層磚砌筑完,勻縫、清掃、檢查合格后由專職放線人員將事先劃在長尺桿上的每塊磚的設(shè)計位置線劃在已砌筑好的下層墻體上,砌磚時按墨線砌筑,磚邊沿不得超過墨線。2.3磚層線的鋪設(shè)和澆筑焦?fàn)t爐體高向尺寸是嚴格控制磚層高度以保證各部位砌體頂面標高,并有一個統(tǒng)一的標高值來控制,焦?fàn)t各部位的磚層線是以劃在抵抗墻上的各部位設(shè)計標高為基準用水平儀投放在機焦兩側(cè)的直立標桿上,再用等分區(qū)段法劃出該部位的磚層線。砌磚時橫標板的上表面對準直立標桿上的磚層線拉線砌筑。為避免拉線下垂,爐墻中部應(yīng)使用腰線板控制,腰線板用2～5mm不同厚度的層板或塑料板作成,施工時操作人員可根據(jù)爐墻表面的標高情況選用。2.4砌體質(zhì)量對位配列,雙面打灰,定點砌筑,同步施工,全方位質(zhì)量跟蹤控制,是該施工新工藝的主要特點。焦?fàn)t砌體尺寸要求嚴格,內(nèi)在質(zhì)量要求高,砌體灰縫必須飽滿密實。采用雙面打灰,逐層砌筑勾縫、檢查的程序,就是確保這一質(zhì)量要求的有力措施,即一層磚是一個施工程序,每砌完一層磚派專人進行勾縫、經(jīng)檢查合格后才能進行下一層磚的放線、配列和砌筑,每層磚的砌筑程序是:2.5墻體膨脹縫施工由于焦?fàn)t是用熱膨脹率大質(zhì)脆的硅磚砌成的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的龐大砌體,因此膨脹縫的正確留設(shè)和嚴格的質(zhì)量要求尤為重要。焦?fàn)t的橫向膨脹是向機焦兩側(cè)作整體滑動,而縱向膨脹因受兩端抵抗墻的定位限制,其膨脹是靠砌體內(nèi)的數(shù)道膨脹縫來吸收,特別是斜道部位,每道墻都設(shè)有膨脹縫。過去膨脹縫采用的施工方法是用脹縫板砌筑、壓縮空氣吹風(fēng)清掃、鋸木面填縫、瀝青封面,施工繁雜,人工機械消耗大,而且產(chǎn)生大量的矽塵,危害操作人員的身體健康?，F(xiàn)采用定型發(fā)泡苯乙烯砌筑和填縫的方法,使施工大為改觀。方法是將發(fā)泡苯乙烯加工成脹縫尺寸的定型板,砌筑時墊靠在己砌好的一面墻面上,再將0.8mm用白鐵皮作成的擋灰板靠在發(fā)泡苯乙烯板上,另一面磚緊靠白鐵皮擋灰板砌筑,砌完后抽出白鐵皮擋灰板,用牛皮紙貼在頂面密封保護即可(見圖9)。3焦?fàn)t材料的質(zhì)量標準和檢驗方法3.1焦?fàn)t砌體橫向尺寸的控制焦?fàn)t砌筑新工藝所采用的質(zhì)量標準和我國現(xiàn)行的國家標準不同,它是結(jié)合其自身獨特的施工方法和先進的施工技術(shù)而制訂的簡單易測、科學(xué)合理的檢測標準,內(nèi)容見表1。圖10是JN43-80型焦?fàn)t各部位檢測層位置縱斷面圖。上述焦?fàn)t砌筑質(zhì)量標準是在日本新日鐵株式會社的企業(yè)標準基礎(chǔ)上制定的,作為上海寶鋼M型焦?fàn)t和JN60-87型焦?fàn)t的檢測標準。標準要求高,項目卻很少,關(guān)鍵就在焦?fàn)t三向尺寸控制的措施上。如前述,焦?fàn)t砌體縱向尺寸的控制是以嚴格控制每道爐墻的中心間距來實現(xiàn)的因此要求每道墻的中心間距線的放線尺寸必須十分精確。為確保放線精確,可補充規(guī)定爐墻中心間距線放線誤差為±0.5mm,并不得有向同一方向的累積誤差。同時要求直立標桿設(shè)立穩(wěn)固,橫標板移動靈活,放線高度不超過1.2m,并隨時用短尺桿檢查中心間距線的間距尺寸,防止因意外碰撞造成標桿移動的可能性。而且在每次放線時還可將因溫度變化,砼爐床板和標桿上連接槽鋼發(fā)生伸縮變化的尺寸誤差均攤在每道墻的中心間距內(nèi)。這一規(guī)定和控制方法是實現(xiàn)焦?fàn)t砌體縱向尺寸十分精確的有力保證。焦?fàn)t砌體橫向尺寸的控制是用在爐墻上劃排磚墨線的砌筑方法,砌磚時對正墨線砌筑,并要求磚的邊角不得超出墨線,這實際是規(guī)定了磚縫的中心與設(shè)計尺寸誤差為±2mm(設(shè)計磚縫為4mm時)。由于磚的砌筑位置已嚴格控制在設(shè)計位置上,因此,爐墻橫向孔洞的中心間距和對焦?fàn)t縱中心的間距就得到了嚴格控制,不可能有超過±2mm的偏移,而且由磚拼砌成的孔洞也十分精確嚴整,砌體磚縫均勻,整齊美觀。這不僅減少了焦?fàn)t的質(zhì)量標準項目,而且大大地減化了繁雜的檢測程序和操作人員的操作難度。焦?fàn)t砌體高向尺寸是靠嚴格控制磚層高度和各部位砌體的頂面標高,并延用同一個誤差數(shù)值、使整個焦?fàn)t砌體都能達到設(shè)計尺寸誤差數(shù)值±2mm的規(guī)定,因此相鄰墻的標高差不需再作規(guī)定和檢測,這是傳統(tǒng)的施工方法所達不到的。焦?fàn)t在砌筑時還可采取增加檢測密度,即增加檢測層數(shù)和檢測點的辦法進一步提高焦?fàn)t的砌筑質(zhì)量,對砌體進行質(zhì)量跟蹤和全方位控制。檢查層數(shù)和檢測點的增設(shè)應(yīng)根據(jù)焦?fàn)t的大小而定,一般在砌筑5～6層時進行一次檢測。另在采用此標準時還可增設(shè)一些有關(guān)規(guī)定。如墻面錯牙,墻面平整度,灰縫,膨脹縫尺寸誤差等,使檢測標準更完善,砌筑質(zhì)量更加完美。3.2施工質(zhì)量測定焦?fàn)t砌筑時質(zhì)量檢測由專職人員進行,檢測結(jié)果應(yīng)向操作人員交待,使操作人員能隨時了解和掌握砌筑的質(zhì)量情況以利于操作人員對砌筑質(zhì)量的自行控制。檢測方法如下:(1)墻機焦兩側(cè)檢測線的安裝蓄熱室墻1/2墻寬偏差檢測方法見圖11。先將檢測用橫標板固定在被檢測墻機焦兩側(cè)的直立標桿上,對正中心,拉緊兩根檢測線,檢測線位置尺寸大于1/2墻寬尺寸40mm,然后用鋼板尺在檢測點處量尺,將數(shù)據(jù)記錄在檢測紀錄表內(nèi)。記錄數(shù)據(jù)大于40mm為負誤差值,小于40mm為正誤差值。(2)焦?fàn)t檢測檢測將水平測量儀架設(shè)在焦?fàn)t砌體中部的爐墻上,如果焦?fàn)t縱向尺寸較長,可將焦?fàn)t分為兩個半爐進行檢測。標高測量以抵抗墻上的標高基準點為基準,按每道墻上的檢測位置測量標高,并記錄誤差值和檢測值,檢測點位置應(yīng)在爐墻橫向中心的位置上,各檢測點的間距應(yīng)平均適中。3.3水泥室1.2墻的開口炭化室墻1/2墻寬偏差檢測方法和蓄熱室墻1/2墻寬偏差的檢測方法基本相同,其1/2墻寬偏差尺寸即是立火道的1/2寬偏差尺寸。3.4碳化室