高爐耐火磚砌筑及澆注料施工規(guī)定

高爐是一種大型高溫冶金爐，用焦炭還原鐵礦石熔煉鐵水。耐火材料種類繁多。爐體上部一般采用性能異的粘土磚或高鋁磚，爐體下部、爐腰、爐腹采用碳制品、碳化硅磚、莫來石磚、剛玉磚等特殊耐火材料，特別是新開發(fā)的碳化硅磚，在高爐中的應(yīng)用取得了成功。同時，其他不定形耐火材料也得到了廣泛的應(yīng)用。

 

 

高爐腹部耐火材料

高爐腹部與爐腰和爐缸相連，該區(qū)域溫度較高，下爐溫度約1600~1650℃，氣流溫度較高。渣的侵蝕、堿金屬的作用和材料的清洗都增加了。因此，爐腹部一直是高爐壽命短的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，它要求耐火材料不僅具有良好的耐堿性和耐渣性，而且具有耐高溫性。

高爐襯里損壞嚴重的部分是爐腰、爐腹、爐體下部和爐底。損壞的原因有很多，主要是渣鐵的侵蝕和熱負荷的作用；還有堿金屬侵蝕和鉛鋅滲透、碳沉積和機械磨損。溫度是損壞過程中的決定性因素。爐體下部的爐襯損壞迅速且嚴重。一般選用耐火性好、耐渣性強、高溫結(jié)構(gòu)強度高、耐磨性好的質(zhì)致密粘土耐火磚或高鋁磚砌筑。爐腰附近可采用高鋁磚或耐磨、耐渣、導(dǎo)熱性高的剛玉磚、碳化硅磚或碳磚砌筑。高鋁磚、剛玉磚、碳磚或碳化硅磚主要用于大型高爐爐體下部。

過去，大多數(shù)高鋁磚和剛玉磚砌筑商，但現(xiàn)在他們選擇碳化硅產(chǎn)品。日本試用了純度高、導(dǎo)熱性好、耐腐蝕性強的耐火材料，如電熔高鋁磚、合成莫來石磚、剛玉磚等，使用效果顯著。德國在爐腹部試用了各種耐火磚，如半石墨磚、電熔高鋁磚、莫來石磚、碳化硅磚直接或氮化硅結(jié)合。歐洲和美國的許多高爐在爐腹部試用碳化硅磚，也有石墨磚砌筑。簡而言之，外高爐的實踐表明，粘土耐火磚或硅線石耐火磚主要用于爐腹部，近年來被良的耐堿性和高強度碳化硅耐火磚和碳化硅風(fēng)口組合磚所取代。

據(jù)報道，根據(jù)耐火磚的類型分類，過去大多數(shù)高鋁耐火磚和剛玉耐火磚砌筑商，但現(xiàn)在大多選擇碳化硅產(chǎn)品。日本試用了高爐腹部和風(fēng)口區(qū)域的高性能耐火磚，如電熔鋯剛玉磚合成莫來石磚、剛玉磚等，使用效果更為顯著。德國在爐腹部試用了各種耐火磚，如半石墨磚、電熔高鋁磚、莫來石磚、直接或氮化硅碳化硅磚等。（爐容3662m3）的爐腹部砌筑半石墨磚，效果較好。歐洲和美國有許多高爐在爐腹部試用碳化硅磚，也有石墨磚砌筑。

簡而言之，外高爐耐火磚的實踐表明，粘土耐火磚或硅線石耐火磚多用于爐腹，近年來良的耐堿性、高強度碳化硅耐火磚和碳化硅風(fēng)口組合磚所取代。

 

高爐砌筑耐火磚規(guī)定如下：

(1) 砌筑耐火磚前，應(yīng)對上道工序提供的中間交接資料的主要數(shù)據(jù)如爐子中心、標高、爐殼(管道)橢圓度等進行復(fù)檢確認;爐缸砌體的中心線，對爐身中心線的位移，不應(yīng)超過30mm，熱風(fēng)爐爐殼全高，垂直誤差不應(yīng)超過30mm。

(2) 耐火磚砌體和隔熱砌體，在施工過程到投入生產(chǎn)前，做好防潮、防水工作。

(3) 耐火磚砌筑時做好錯縫砌筑工作。

(4) 濕砌砌體的所有磚縫中，泥漿應(yīng)飽滿(爐底和爐缸泥漿飽滿度不得低于95%，其他部位泥漿飽滿度不得低于90%)，其表面應(yīng)勾縫。

(5) 不得再耐火磚砌體上砍鑿磚。砌筑耐火磚時，應(yīng)使用木錘或橡膠錘找正，不應(yīng)使用鐵錘。泥漿干涸后，不得敲擊砌筑好的砌體。

(6) 砌磚中斷或返工拆磚而須留槎時，應(yīng)做成階梯形的斜槎。

(7) 耐火磚的加工面和有缺陷的表面，不宜朝向爐膛或爐子通道的工作面。

(8) 砌體內(nèi)的各種孔洞、通道、膨脹縫以及隔熱層的構(gòu)造等，應(yīng)在施工過程中及時檢查。

(9) 砌體內(nèi)外層的膨脹縫不應(yīng)互相貫通，上、下層膨脹縫除設(shè)計另有規(guī)定外，也應(yīng)錯開。

(10) 當(dāng)耐火砌體工作面的膨脹縫與隔熱砌體串通時，該處的隔熱磚應(yīng)用耐火磚代替。

(11) 托磚板與其下部砌體之間、托磚板上部砌體與下部砌體之間，均應(yīng)留有間隙。間隙尺寸及填充材料由設(shè)計規(guī)定。

當(dāng)托磚板下的膨脹縫不能滿足設(shè)計尺寸時，可加工托磚板下部的耐火磚(熱風(fēng)爐爐墻轉(zhuǎn)折面可加工調(diào)整磚)。加工后的耐火磚的厚度不應(yīng)小于原磚厚度的2/3

(12) 有噴涂層的圓形爐墻或管道磚應(yīng)按中心線砌筑。當(dāng)爐殼或管殼的中心線垂直誤差和半徑誤差符合爐內(nèi)形要求又無噴涂層時，可以爐殼(管殼)為導(dǎo)面進行砌筑。

(13) 圓形爐墻不得有三層重縫或三環(huán)通縫，上、下兩層重縫與相鄰兩環(huán)的通縫不得在同一地點。圓形爐墻，在砌筑時不應(yīng)同時有三層以上的退臺。在同一層內(nèi)，每環(huán)合門不應(yīng)多于四處，并應(yīng)均勻分布

(14) 特殊部位或冷卻板(箱)周圍需預(yù)加工的磚塊，應(yīng)在砌筑前預(yù)先按設(shè)計尺寸分層(段)放線加工，并按順序編號。

(15) 對于特類砌體，應(yīng)將耐火磚精細加工，并應(yīng)按其厚度和長度選分;一類砌體，應(yīng)按磚的厚度和長度選分，如耐火磚的尺寸誤差選不到磚縫要求時，應(yīng)加工;二類砌體，應(yīng)按磚的厚度選分，要時可加工。選磚時，應(yīng)保證耐火磚的尺寸誤差能滿足所規(guī)定的磚縫要求。

(16) 高爐爐身砌體與鋼磚底部之聞的縫隙，應(yīng)為50mm-120mm，在設(shè)計沒有規(guī)定時，縫內(nèi)應(yīng)填以粘土質(zhì)耐火泥料(或根據(jù)具體施工要求填充泥漿)。

 

高爐內(nèi)襯冷卻設(shè)備的砌筑

高爐爐腹以上采用多種冷卻設(shè)備形式：主要包括冷卻壁（光表面和r形）、冷卻水箱、冷卻板（焊接和波紋管）、冷卻壁和冷卻板的板壁組合、襯砌磚冷卻壁。

當(dāng)冷卻未準備冷卻時，耐火磚靠近冷卻墻上下層交錯砌筑（耐火磚與冷卻墻之間有30~40mm的膨脹間隙），砌體與冷卻墻之間的天然三角形接縫填充與磚相同的厚泥漿；如果耐火砌體為兩環(huán)不同材料的磚，施工前應(yīng)選擇和分配兩塊磚，以保持厚度和尺寸一致，確保上下層、內(nèi)外層交錯砌筑。

當(dāng)冷卻設(shè)備為波紋管冷卻板時，冷卻板區(qū)域的耐火磚砌筑和冷卻板安裝交替進行。上下冷卻板之間的耐火磚砌筑應(yīng)嚴格控制水平和標高，不僅滿足冷卻板的安裝要求，而且使各段冷卻板安裝的頂面標高與耐火磚頂面標高一致；當(dāng)冷卻設(shè)備為焊接冷卻板時，冷卻板區(qū)域應(yīng)先安裝冷卻扳手，然后砌筑耐火磚。冷卻板的安裝標高應(yīng)符合要求，上下冷卻板之間的耐火磚砌筑也應(yīng)嚴格控制水平和標高，不僅要滿足冷卻板下的膨脹間隙要求，而且要使耐火磚的頂面與各段冷卻板的頂面標高一致。因此，兩種形式的冷卻板區(qū)域的耐火磚應(yīng)在施工前進行選擇和分配，以使厚度和尺寸滿足砌體要求。同一段相鄰兩塊冷卻板之間的耐火磚應(yīng)嚴格設(shè)計磚砌體，以確保磚與板之間的間隙符合要求，要時應(yīng)加工磚。

耐火砌體采用冷卻板作為冷卻設(shè)備，一般同時設(shè)計多層金屬托板：砌筑金屬托板時，應(yīng)注意：

（1）由于爐襯結(jié)構(gòu)設(shè)計不同，膨脹縫的尺寸和形式也不同，托板周圍的膨脹縫應(yīng)根據(jù)設(shè)計精心設(shè)計。包括高徑向膨脹縫，縫內(nèi)填充專用緩沖泥漿。填充時應(yīng)飽滿致密。

(2)托板上部用設(shè)計規(guī)定的澆注料找平。找平層的厚度應(yīng)與冷卻板的安裝標高和相應(yīng)的磚層模數(shù)相適應(yīng)。

爐喉鋼磚澆筑材料的填充與鋼磚的安裝相結(jié)合，清除鋼磚內(nèi)的油污，用發(fā)泡苯乙烯堵塞鋼磚之間的間隙和螺栓孔。澆筑材料固化后，濕養(yǎng)護24小時，然后安裝下一層鋼磚。如果是水冷鋼磚，則在鋼磚與爐殼之間填充鋼磚間隙。

 

高爐耐火澆注料施工規(guī)定

耐火澆注料(或耐熱混凝土)施工的一般規(guī)定如下:

(1)用于攪拌耐火澆注料的水應(yīng)采用清潔水。沿海地區(qū)的攪拌水應(yīng)經(jīng)過測試，氯離子(Cl-)濃度不得大于300mg/L。

（2）澆筑用的觸摸板應(yīng)具有足夠的剛度和強度，模具尺寸應(yīng)準確，防止施工過程中變形。模板接頭應(yīng)緊密，不得漏漿。模板應(yīng)采取防粘措施。接觸澆筑材料的保溫砌體表面應(yīng)采取防水措施。

（3）澆筑材料應(yīng)由強制攪拌機攪拌。攪拌時間和液體添加量應(yīng)嚴格按照施工說明書執(zhí)行。變更材料牌號時，應(yīng)清洗攪拌機、料斗、稱重容器等。

(4)攪拌好的耐火澆注料應(yīng)在30分鐘內(nèi)澆注，或按施工說明書要求在規(guī)定時間內(nèi)澆注。不得使用自己的初凝澆注料。

（5）澆筑材料應(yīng)振動密實。振動機應(yīng)采用插入式振動器。特殊情況下，可手動固化。使用插入式振動器時，澆筑層厚度不得超過振動器工作部分長度的1.25倍。自流澆筑材料應(yīng)按施工說明書進行。保溫耐火澆筑材料應(yīng)手動固化。采用機械振動時，應(yīng)防止離析和體積密度的增加。

(6)澆筑過程中應(yīng)經(jīng)常觀察模板、支撐和預(yù)留孔洞，發(fā)現(xiàn)變形或移位時應(yīng)及時采取措施。

(7)耐火澆注料的澆注應(yīng)連續(xù)進行。前澆注料凝結(jié)前，應(yīng)澆注次澆注料。間歇超過凝結(jié)時間的，按施工縫要求處理。

(8)澆注料的養(yǎng)護應(yīng)按照所有牌號規(guī)定的方法進行。澆注料養(yǎng)護期間，不得受外力和振動影響。

(9)不承重模板只有在澆筑強度能保證其表面和棱角不因拆模而損壞或變形時才能拆除；澆筑材料達到設(shè)計強度70%后，才能拆除承重模板。熱硬澆筑材料在拆模前應(yīng)烘烤至指定溫度。

(10)現(xiàn)場澆筑材料的澆筑質(zhì)量，每20m3檢查一批留置試塊，每個或配合比。如果不足這個數(shù)字，也要做一批檢驗；采用同一號或配合比多次施工時，每次施工都要留置試塊檢驗。

(11)澆筑襯體表面不得有剝落、裂縫、孔洞等缺陷。

注：允許有輕微的網(wǎng)狀裂紋。