13工业炉窑砌筑工程施工技术

工业炉窑砌筑工程施工技术

工业炉砌筑是根据设计要求，把特定的材料构筑成满足工艺需求的结构体的过程，这一过程的全部工序构成了整个工业炉砌筑工程。炉窑砌筑工程包括专业炉窑和一般炉窑砌筑。工业炉的种类多、用途广，在砌筑过程中，不仅考虑砌体结构本身的稳定，还应充分了解炉子的用途、基本性能及金属结构在内的炉子整体结构等，从材料的选用、工程全过程质量的控制，工业炉砌筑工程都有特殊要求。本目重点是：工业炉窑砌筑工程施工程序、耐火砖砌筑施工技术要求。

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1炉窑砌筑工程的施工程序和要求

一、炉窑的分类和耐火材料的种类

（一）炉窑的分类 1.专业炉窑

（1）冶金工业炉窑。炼焦炉、炼铁高炉、炼钢转炉、电炉、鱼雷型混铁车等；

（2）有色金属工业炉窑中的铝电解槽、镁电解槽、闪速炉、炼铜反射炉、鼓风炉、锌精馏炉；

（3）化工炉窑。裂解炉、气化炉、一段转化炉、二段转化炉等； （4）建材工业炉。玻璃炉窑、隧道窑、回转窑、辊道窑等。 2.一般炉窑

加热炉、淬火炉、回火、正火、退火炉等。 3.其他炉窑

连续式直立炉、蒸汽锅炉等。 （二）耐火材料的种类 1.按化学特性分类

（1）酸性耐火材料。酸性耐火材料是指以二氧化硅为主要成分的耐火材料。如硅砖、锆英砂砖等，其特性是能耐酸性渣的侵蚀。

（2）碱性耐火材料。 碱性耐火材料是指以氧化镁、氧化钙为主要成分的耐火材料。如镁砖、镁铝砖、白云石砖等。其特性是能耐碱性渣侵蚀。

（3）中性耐火材料。中性耐火材料是指以三氧化二铝、三氧化二铬和碳为主要成分的耐火材料。如刚玉砖、高铝砖、碳砖等。其特性是对酸性渣和碱性渣都具有抗蚀作用。

2.按耐火材料的耐火度分类

（1）耐火度为1558?1770℃的为普通耐火材料。 （2）耐火度为1770?2000℃的为高级耐火材料。 （3）耐火度为高于2000℃的为特级耐火材料。 3.按照烧制方法分类 （1）不烧砖。 （2）烧制砖。

（3）不定型耐火材料。如浇注料。 4.其他分类

按照制品化学-矿物组成分类、按成型工艺分类和按气孔率分类等。

二、施工前的工序交接

（一）施工前的准备 1.技术准备

（1）施工图纸及相关技术资料的会审。如耐火材料的牌号、级别、砖号及使用部位，尤其是特殊、特型耐火材料的施工要求及使用部位。

（2）施工方案的编制。编制内容主要包括施工顺序、质量控制标准、重点难点的施工方法、施工工期控制、冬雨期施工措施、施工安全及环境保护措施等。

2.资源准备

（1）施工人力资源准备

包括管理及技术人员、砌筑技术工人、普工及根据施工需要需配备的架子工、电工、电焊工、起重工等特殊工种。

（2）施工机具准备

包括起重设备、运输设备、搅拌设备、切砖机、磨砖机、砌砖机、振捣设备、计量设备、通信及照明设备、焊接设备、质量检测设备及专用工机具。

（3）材料准备 1）耐火材料验收

主要验收运至工地的耐火材料和制品的质量证明书、出厂日期、使用有效期、施工方法说明书并根据不同部位的不同要求对耐火材料的牌号、级别、砖号、尺寸、数量进行抽检或者全部检查，必要时由实验室检验。

2）耐火材料宜分期分批运至施工现场，尽量做到随用随运。

3）仓库内的耐火材料、结合剂等必须分类分别保管，并明确标识其名称、牌号、生产日期、使用有效期，并严格做好防潮、防污染措施。

3.施工准备

（1）施工现场准备。包括水、电源、施工场地、耐火材料堆放及加工场地、运输道路等。 （2）炉窑主要部位的检查与测量。 （二）工序交接的主要内容

根据《工业炉砌筑工程施工及验收规范》GB50211—2004规定，工业炉砌筑工程应于炉子基础、炉体骨架结构和有关设备安装经检查合格并签订工序交接证明书后，才可进行施工。工序交接证明书应包括以下内容：

（1）炉子中心线和控制标高的测量记录及必要的沉降观测点的测量记录。 （2）隐蔽工程的验收合格证明。

（3）炉体冷却装置、管道和炉壳的试压记录及焊接严密性试验验收合格的证明。 （4）钢结构和炉内轨道等安装位置的主要尺寸的复测记录。 （5）可动炉子或炉子的可动部分的试运转合格的证明。

（6）炉内托砖板和锚固件等的位置、尺寸及焊接质量的检査合格的证明。

三、 耐火砖的砌筑施工程序

（一）动态式炉窗的施工程序

（1）动态式炉窑砌筑必须在炉窑单机无负荷运转验收合格后方可进行。

（2）砌筑的基本程序是：起始点的选择应从热端向冷端或者从低端向高端分段依次砌筑→作业点划线→选砖（根据使用温度和砌筑位置的不同，选用不同材质的合格耐火砖）→若有锚固钉或托砖板，则进行锚固钉和托砖板的焊接→若有隔热层（如硅钙板等），砌筑前先进行隔热层的铺设→若是湿砌，砌筑前应先进行灰浆泥的调制，灰浆泥的性能应与耐火砖相匹配→分段进行耐火砖的砌筑→分段进行修砖及锁砖→设计若有膨胀缝，膨胀缝的预留及填充。

例如，砌筑时若采用顶杠固定耐火砖，自热端向冷端分若干段分别进行环向砌筑，每段长度：湿砌不大于1m，干砌不大于2m。顺序为由底部开始向两侧延伸至半圆→用顶杠压紧已砌好的耐火砖→旋转炉窑90°→继续砌筑→再用顶杠压紧后再旋转→继续砌筑→锁砖→本段完成。

（二）静态炉窑的施工程序

静态式炉窑砌筑的施工程序与动态炉窑基本相同，所不同之处在于： （1）不必进行无负荷试运转。

（2）起始点一般选择自下而上的顺序。

（3）炉窑静止不能转动，每次环向缝一次可完成。

（4）起拱部位应从两侧向中间砌筑，并需采用拱胎压紧固定，待锁砖完成后，拆除拱胎。

四、 耐火浇注料砌筑的施工程序

材料检查验收→施工面清理→锚固钉焊接→模板制作安装→防水剂涂刷→浇注料搅拌并制作试块→浇注料浇注并振捣→拆除模板→膨胀缝预留及填充→成品养护。

五、 炉窑砌筑工程交工验收

交工验收时，施工单位应提供的资料有： （1）交工验收证书。 （2）开工、竣工报告。 （3）工序交接证明资料。 （4）炉子主要部位的测量资料。

（5）材料质量的证明资料。如各种材料质量证明书、材料代用证明、实验室复检报告、泥浆和不定型耐火材料的配置记录及验收报告。

（6）隐蔽工程验收报告。

（7）分部、分项工程质量检验评定资料、质量保证核查资料、单位工程质量观感和综合评定资料。

（8）工程质量问题处理资料。 （9）技术联系单（含合理化建议）。 （10）冬期施工记录。

（11）设计变更资料（含图纸会审资料）。 （12）竣工图。

2耐火砖砌筑施工技术要求

一、砌体的分类

根据所要求的施工精细程度，各类耐火砌体按砖缝的厚度分为五类。

特类小于0.5mm，Ⅰ类小于1mm，Ⅱ类小于2mm，Ⅲ类小于3mm，Ⅳ类大于3mm。

二、一般工业炉各部位砌体砖缝厚度的施工要求

（1）底和墙不大于3mm。

（2）高温或有炉渣作用的底和墙不大于2mm。

（3）拱和拱顶: 干砌不大于1.5mm，湿砌不大于2mm。 （4）带齿挂砖：干砌不大于2mm，湿砌不大于3mm。 （5）隔热耐火砖，如黏土质，高铝质和硅质砖。 （6）工作层不大于2mm，非工作层不大于3mm。 （7）桂藻土砖: 不大于5mm。

（8）空气、燃气管道内衬砖不大于3mm。 （9）烧嘴砖不大于2mm。

三、砌体砖要求

（1）选砖时，除满足不同部位所需不同材质的要求外，还应保证砖的尺寸偏差能满足规定的砖缝要求。

（2）特类砌体，应将砖精细加工，并应按照其厚度和长度选分；

（3）I类砌体应按砖的厚度和长度选分，若砖的尺寸偏差达不到砖缝要求时，应加工。Ⅱ类的砌体，应按砖的厚度选分，必要时可加工。

四、泥浆的调制要求

砌砖工程若采用湿砌的方法时，所采用的泥浆应满足下列要求：

（1）泥浆的耐火度和化学成分，应与所用耐火砖的耐火度和化学成分相适应，其种类、牌号及其他性能指标，应根据炉子的温度和操作条件，由设计选定；

（2）砌筑前，应根据炉体的类别通过试验确定泥浆的稠度和加水量，同时，检查泥浆的砌筑性能（主要是粘结时间）是否能满足砌筑要求。泥浆的粘结时间视砌体材质和外形尺寸大小而定，一般为1?1.5min；

（3）砌体的类别不同，其所用泥浆的稠度也不同；

（4）工业炉窑应采用成品泥浆，泥浆的最大粒径不应大于规定砖缝厚度的30%； （5）调制泥浆时，应按规定的配合比加水和配料。称量要准确，搅拌要均勻。不得在调制好的泥浆内任意加水和结合剂；

（6）同时使用不同的泥浆时，不得混用搅拌机、泥浆槽等机具；

（7）掺有水泥、水玻璃或卤水的泥浆，不应在砌筑前过早调制。已初凝的泥浆不得使用。

五、耐火砖砌筑的主要技术要求

1.留设膨胀缝的位置。应避开受力部位、炉体骨架和砌体中的孔洞，砌体内外层的膨胀缝不应互相贯通，上下层应相互错开。

2.非弧形炉底，通道底最上层的长边，应与炉料、金属、渣或气体的流动方向垂直或成一夹角。

3.圆形炉墙应按中心线砌筑，当炉壳的中心线误差和直径误差符合炉内形的要求时，可以炉壳为导面进行砌筑。

4.圆形炉墙不得有三层或三环重缝，上下两层和相邻两环的重缝不得在同一地点。 5.拱和拱顶施工技术要点

（1）必须从两侧拱脚同时向中心对称砌筑。砌筑时，严禁将拱砖的大小头倒置；

（2）锁砖应按拱和拱顶的中心线对称均匀分布。跨度小于3m的拱和拱顶应打人1块锁砖，跨度在3?6m之间时，应打入3块锁砖；跨度大于6m时，应打入5块锁砖；

（3）锁砖砌入拱和拱顶内的深度宜为砖长的2/3?3/4，但同一拱和拱顶的锁砖砌入深度应一致；

（4）打锁砖时，两侧对称的锁砖应同时均匀打入。且宜采用木锤打入，若采用铁锤时，应垫以木块；

（5）不得使用砍掉厚度1/3以上的或砍凿长侧面使大面成楔形的锁砖。 6.吊挂砖施工技术要点

（1）吊挂平顶的吊挂砖，应从中间向两侧砌筑。其边砖同炉墙接触处应留设膨胀缝； （2）斜坡炉顶应从下面的转折处开始向两端砌筑； （3）吊挂砖的主要受力处不得有裂纹；

（4）砌完黏土质（或高铝质）炉顶吊挂砖后，应在炉顶上面灌缝，再按规定的部位铺设隔热制品；

（5）在砌完有吊杆螺母结构的吊挂砖后，应将吊杆的螺母拧紧，拧紧时，应随时注意不使吊挂砖上升，但吊钩应紧靠吊挂砖孔的上缘；

（6）吊挂拱顶应环砌。环缝彼此平行，并应与炉顶纵向中心线保持垂直；

（7）在镁质砖吊挂拱顶的砖环中，砖与砖之间应插人销钉和夹入钢垫片，不得遗漏或多夹，钢垫片应平直，没有扭曲和毛刺；

（8）吊挂拱顶应分环锁紧，各环锁紧度应一致。锁砖锁紧后，应立即把吊挂长销穿好。 7.砌筑时的要求

（1）湿砌时，所有砖缝中泥浆应饱满，其表面应勾缝，泥浆干涸后，不得敲击砌体，比如在砌体上砍凿砖等。干砌底和墙时，砖缝内应以干耐火粉填满；干砌旋转炉窑时，锁砖后对松动的砖缝楔入钢片，直至密实；

（2）砖的加工面，不宜朝向炉膛，炉子通道内表面及膨胀缝； （3）砌砖中断或返工拆除时，应做成梯形斜槎； （4）加工砖的厚度不得小于原砖厚度的2/3。 8.冬期施工的技术措施

（1）当室外日平均气温连续五天稳定低于5℃时，即进入冬期施工；

（2）冬期砌筑工业炉，应在采暖环境中进行，工作地点和砌体周围的温度均不应低于5℃；炉子砌筑完毕，但不能随即烘炉投产时，应采用烘干措施，否则砌体周围的温度不应低于5℃；

（3）耐火砖和预制块在砌筑前，应预热至0℃以上，耐火泥浆施工时的温度不宜低于10℃。 9.烘炉

（1）烘炉必须在该项全部砌筑结束，并进行交工验收和办理了交接手续后，且其生产流程有关的设备（包括热工仪表）联合试运转合格后进行；

（2）工业炉在投入生产前必须烘干烘透。应先烘烟囱和烟道，后烘炉体；

（3）烘炉必须按烘炉曲线进行，烘炉过程中应做详细记录，并应测定和绘制实际烘炉曲线。若发现异常，应及时采取相应措施；

（4）烘炉期间应仔细观察护炉铁件和内衬膨胀情况以及拱顶的变化情况。必要时，可调节拉杆螺母以控制拱顶的上升数值；在大跨度拱顶的上面，应安装标志，以便检查拱顶的变化情况；

（5）烘炉过程中，若主要设备出现故障而影响其正常升温时，应立即进行保温或停炉。待故障消除后，才可以按烘炉曲线继续升温烘炉；

（6）烘炉过程中所出现的缺陷，经处理确认后，才可投入正常生产。

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