萊蕪3200m3高爐內(nèi)襯澆注料施工方案一、工程概況1.1高爐基本參數(shù)本工程為萊蕪鋼鐵集團(tuán)銀山型鋼有限公司3200m3高爐內(nèi)襯修復(fù)工程，高爐爐體分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸及爐底六部分，有效容積3200m3，設(shè)計(jì)一代爐役壽命≥15年。爐體各區(qū)域工作溫度差異顯著：爐底及爐缸區(qū)域1450~1800℃，爐腹及爐腰區(qū)域1400~1600℃，爐身上部600~800℃。本次施工范圍包括爐缸陶瓷杯、風(fēng)口帶、爐腹-爐腰過渡區(qū)及爐身上部無冷卻區(qū)的澆注料修復(fù)，總面積約860㎡，預(yù)計(jì)澆注料總用量480噸。1.2施工目標(biāo)質(zhì)量目標(biāo)：澆注料施工后內(nèi)襯平整度誤差≤5mm/m，耐壓強(qiáng)度≥60MPa（110℃烘干后），體積密度≥2.8g/cm3，確保各區(qū)域耐材壽命與高爐爐役同步。安全目標(biāo)：零傷亡、零火災(zāi)、零設(shè)備事故，嚴(yán)格控制粉塵濃度≤2mg/m3。工期目標(biāo)：總工期28天，其中爐缸區(qū)域7天，風(fēng)口帶5天，爐腹-爐腰區(qū)域8天，爐身上部8天。二、材料選擇與技術(shù)參數(shù)2.1材料選型原則根據(jù)高爐各區(qū)域工況差異，采用“分區(qū)定制”方案，重點(diǎn)考慮耐溫性、抗侵蝕性、熱震穩(wěn)定性及施工流動性：施工區(qū)域工況特點(diǎn)推薦材料關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)爐底及爐缸鐵水沖刷（1500℃+）、堿金屬侵蝕剛玉-碳化硅質(zhì)低水泥澆注料Al?O?≥85%，SiC≥10%，常溫耐壓強(qiáng)度≥80MPa，熱震穩(wěn)定性（1100℃水冷）≥30次風(fēng)口帶溫度驟變（600~1600℃）、機(jī)械沖擊莫來石-堇青石質(zhì)澆注料Al?O?≥70%，堇青石≥5%，線變化率（1400℃×3h）±0.3%，常溫抗折強(qiáng)度≥12MPa爐腹-爐腰過渡區(qū)爐料磨損、CO氣體腐蝕氮化硅結(jié)合碳化硅澆注料SiC≥75%，體積密度≥2.6g/cm3，抗折強(qiáng)度（1400℃燒后）≥25MPa爐身上部無冷卻區(qū)低溫磨損、氣體沖刷高鋁質(zhì)自流澆注料Al?O?≥65%，自流值≥260mm，初凝時(shí)間≥4h2.2材料進(jìn)場控制驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：每批次材料需提供出廠合格證、成分檢測報(bào)告及施工配比單，重點(diǎn)核查Al?O?含量、粒度分布及結(jié)合劑類型（如硅溶膠、低水泥）。存儲要求：澆注料采用密封鐵桶包裝（25kg/桶），存放于干燥通風(fēng)倉庫，距地面≥30cm，保質(zhì)期≤6個月；添加劑（如防爆纖維、緩凝劑）單獨(dú)存放，避免受潮。三、施工工藝3.1施工前準(zhǔn)備3.1.1基層處理舊襯拆除：采用液壓破碎錘配合人工清理，爐缸區(qū)域需露出熱壓炭磚基層，爐身區(qū)域保留冷卻壁表面完整，局部破損處用耐火泥修補(bǔ)；拆除產(chǎn)生的廢磚渣通過專用溜槽外運(yùn)，日產(chǎn)日清。表面預(yù)處理：用高壓水槍（8MPa）沖洗基層表面，去除油污、鐵銹及粉塵；冷卻壁螺栓孔采用耐高溫密封膠封堵，金屬錨固件（φ12mmY型不銹鋼錨固件）焊接前涂刷防腐涂料，焊接間距200×200mm，垂直度誤差≤3°。3.1.2模具安裝模具選型：爐缸、爐底采用20mm厚鋼板模，爐身采用18mm厚竹膠板模（表面涂刷脫模劑），模具支撐體系采用φ48mm腳手架，立桿間距≤800mm，掃地桿距地面≤200mm。尺寸控制：爐缸內(nèi)徑偏差±10mm，爐身錐度偏差≤1°，風(fēng)口法蘭面與模具間隙用石棉繩密封，確保澆注后鐵口中心線偏差≤5mm。3.2分區(qū)施工工藝3.2.1爐缸陶瓷杯澆注材料攪拌：采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)（容量1m3），按配比加入剛玉-碳化硅澆注料（400kg/批）、水（7.5%~8%）及防爆纖維（0.1%），干混2min后濕混4min，直至漿料流動值達(dá)180±5mm。澆注作業(yè)：分3層連續(xù)澆注，每層厚度≤500mm，采用φ50mm插入式振動棒振搗，振搗間距300mm，每點(diǎn)振搗時(shí)間20~30s，至表面泛漿無氣泡；澆注至陶瓷杯與炭磚過渡區(qū)時(shí)，預(yù)留20mm膨脹縫，填充陶瓷纖維氈（密度128kg/m3）。養(yǎng)護(hù)：自然養(yǎng)護(hù)24h后拆模，覆蓋塑料薄膜保濕72h，環(huán)境溫度控制在5~35℃，避免陽光直射。3.2.2風(fēng)口帶澆注分層施工：風(fēng)口帶分上、下兩段澆注，下段（中套以下）采用莫來石-堇青石澆注料，上段（中套以上）采用過渡性自流料，兩段間設(shè)置15mm厚陶瓷纖維毯（壓縮率15%）吸收膨脹。模具定位：風(fēng)口區(qū)模具采用“法蘭定位法”，通過螺栓將模具與風(fēng)口大套法蘭固定，確保澆注后風(fēng)口中心線與高爐中心線偏差≤3mm。振搗控制：靠近冷卻壁區(qū)域采用φ30mm振動棒，避免損傷冷卻水管；拐角處輔以人工搗打，確保漿料填充密實(shí)。3.2.3爐腹-爐腰區(qū)域澆注預(yù)掛渣皮設(shè)計(jì)：澆注料中添加5%金屬鋁粉（粒度≤0.074mm），高溫下形成Al?O?保護(hù)膜，加速渣皮附著；內(nèi)襯表面預(yù)留3條縱向?qū)Я鞑郏ㄉ?0mm，寬50mm），引導(dǎo)爐料均勻分布。施工順序：從爐腰下沿向上分段澆注，每段高度1.2m，采用“階梯式”澆筑法，相鄰段間隔≥4h，防止冷縫產(chǎn)生；與冷卻壁接觸部位涂刷界面劑（水玻璃：硅溶膠=1:3），增強(qiáng)粘結(jié)強(qiáng)度。3.2.4爐身上部無冷卻區(qū)自流施工自流成型：高鋁質(zhì)自流澆注料加水量控制在6.5%~7%，攪拌后直接倒入模具，利用重力自流找平，通過觀察孔檢查流動前沿速度（≥5cm/min），局部不流動區(qū)域輔以竹片引流。膨脹縫設(shè)置：沿圓周方向每3m留設(shè)一道30mm寬膨脹縫，填充石墨紙板（厚度5mm），縫內(nèi)涂刷高溫粘結(jié)劑（使用溫度≤1200℃）。3.3烘烤制度采用“梯度升溫”烘烤工藝，分四個階段控制：階段溫度范圍升溫速率保溫時(shí)間目的第一階段常溫~110℃≤10℃/h12h排除物理水，避免急冷開裂第二階段110~300℃≤15℃/h8h分解結(jié)晶水，防止體積突變第三階段300~600℃≤20℃/h6h促進(jìn)莫來石相生成第四階段600~900℃≤25℃/h4h完成燒結(jié)，提高強(qiáng)度烘烤設(shè)備：采用柴油熱風(fēng)爐（熱功率200萬大卡/h），爐內(nèi)設(shè)置6個測溫點(diǎn)（上、中、下三層，每層2點(diǎn)），實(shí)時(shí)監(jiān)控溫差≤50℃。四、質(zhì)量控制措施4.1過程檢測原材料檢驗(yàn)：每50噸澆注料抽樣檢測1次，重點(diǎn)檢測流動值（≥180mm）、初凝時(shí)間（≥3h），不合格批次立即退場。施工檢測：振搗密實(shí)度：采用超聲波檢測儀（頻率50kHz），每10㎡檢測1點(diǎn)，聲速≥4200m/s為合格；厚度控制：利用激光測厚儀，爐缸區(qū)域誤差≤±10mm，爐身區(qū)域≤±5mm；表面平整度：2m靠尺檢查，間隙≤3mm。4.2常見問題處理蜂窩麻面：局部表面缺陷深度＜10mm時(shí)，用同材質(zhì)修補(bǔ)料（加水量減少2%）人工抹面；深度＞10mm時(shí)，鑿除松散層后重新澆注。裂紋控制：升溫階段若出現(xiàn)≤0.5mm微裂紋，繼續(xù)按原制度烘烤；裂紋＞0.5mm時(shí)，暫停升溫，保溫2h后緩慢升溫。尺寸偏差：爐缸內(nèi)徑超差時(shí)，采用砂輪打磨（每次打磨量≤2mm），確保圓度誤差≤8mm。五、安全與環(huán)保措施5.1安全防護(hù)高空作業(yè)：爐身施工設(shè)置雙層防護(hù)網(wǎng)（網(wǎng)眼≤10cm），作業(yè)人員佩戴雙鉤安全帶（錨固點(diǎn)承重≥15kN），腳手架搭設(shè)后需通過承載力檢測（≥2kN/m2）。有限空間：爐內(nèi)作業(yè)前進(jìn)行氣體檢測（O?≥19.5%，CO≤24ppm），設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)（風(fēng)量≥10m3/min）強(qiáng)制通風(fēng)，每2h輪換作業(yè)人員。防火防爆：烘烤區(qū)域嚴(yán)禁堆放易燃易爆物品，配備4具ABC型干粉滅火器（5kg/具），烘烤用柴油罐距高爐本體≥30m。5.2環(huán)?？刂品蹓m治理：攪拌站設(shè)置布袋除塵器（除塵效率≥99%），人工清理時(shí)采用濕法作業(yè)，作業(yè)人員佩戴N95防塵口罩。固廢處理：廢澆注料、廢模具分類回收，其中廢耐火材料破碎后可用于路基填充，回收率≥90%。噪音控制：破碎機(jī)、振動棒等設(shè)備設(shè)置隔音罩，晝間噪音≤70dB，夜間≤55dB。六、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程6.1驗(yàn)收依據(jù)《高爐內(nèi)襯用耐火澆注料》（YB/T4417-2014）《耐火澆注料施工技術(shù)規(guī)程》（GB50474-2008）設(shè)計(jì)圖紙及技術(shù)交底文件6.2驗(yàn)收內(nèi)容外觀檢查：內(nèi)襯表面平整、無蜂窩、裂紋≤0.3mm，膨脹縫填充密實(shí)，冷卻壁無外露。性能檢測：隨機(jī)抽取3組試塊（100mm×100mm×100mm），檢測耐壓強(qiáng)度（≥60MPa）、體積密度（≥2.8g/cm3）及顯氣孔率（≤18%）。尺寸復(fù)核：采用三維激光掃描儀對爐型進(jìn)行整體掃描，與設(shè)計(jì)內(nèi)型對比，最大偏差≤15mm。6.3驗(yàn)收流程施工單位自檢→監(jiān)理驗(yàn)收→第三方檢測→業(yè)主終驗(yàn)，驗(yàn)收合格后簽署《高爐澆注料施工驗(yàn)收報(bào)告》，方可進(jìn)入烘爐階段。七、應(yīng)急預(yù)案7.1突發(fā)情況處置停電應(yīng)急：配備200kW柴油發(fā)電機(jī)，確保攪拌、振搗設(shè)備連續(xù)運(yùn)行；停電超過1h時(shí)，對已澆注未初凝的料體進(jìn)行人工搗實(shí)，覆蓋保溫被防止凍害?；馂?zāi)應(yīng)急：立即切斷火源，使用干粉滅火器撲救，若涉及電氣設(shè)備需先斷電；火勢擴(kuò)大時(shí)啟動廠區(qū)消防系統(tǒng)，同時(shí)疏散人員至上風(fēng)側(cè)安全區(qū)域。中毒窒息：爐內(nèi)作業(yè)人員出現(xiàn)頭暈、惡心癥狀時(shí)，立即轉(zhuǎn)移至通風(fēng)處，給予氧氣吸