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回转窑
石灰石回转窑内衬砌筑工法
何东升李明善
中国二冶筑炉公司
石灰石回转窑内衬砌筑工法
中国二冶筑炉公司何东升李明善
1前言
包钢乌海矿业公司石灰石Φ4m×60m回转窑系统工程,分为预热器内衬、转运溜槽内衬、回转窑内衬、冷却器内衬,四部分砌筑工程。
石灰石回转窑主要的生产工艺:
生石灰石通过传输系统进入预热器上部的储料仓,然后通过12个下料口进入预热器中,通过液压推杆将物料推入转运溜槽进入窑体尾部,经窑体转运,通过窑体内预热段、燃烧段、烧成段进入冷却器冷却,冷却输送到成品仓。
该工艺具有石灰石烧成量大、石灰石质量稳定、环境污染小、效率高等特点。
回转窑内衬砌筑工程,回转窑本体内衬砌筑工程是回转窑砌筑核心部位,砌筑质量的好坏,是整体系统能否正常运转的关键,为此,我们总结了一些窑体内衬砌筑的要点和一些施工方法,希望对回转窑内衬砌筑施工有所帮助。
2工法特点
2.0.1施工条理性、可操作性强。
2.0.2施工质量可以保证,更好的满足设计及规范要求。
3使用范围
本工法适用于4m直径以下的回转窑内衬砌筑施工。
4施工程序及施工方法
4.1施工程序(见图1)
制作模具、锚固件焊接
临设搭建
上道工序交接
垂直运输设施、操作平台安装
喷涂
冷却器浇注料施工
转运溜槽浇注料施工
预热器浇注料施工
回转窑内衬耐火砖砌筑
窑口焊锚固件、浇注料施工
清扫、拆架
检查验收
图1施工程序作业图
4.2施工方法
4.2.1施工准备
1、技术准备
1)编制施工组织设计和编写技术、安全交底。
2)工序交接验收
筑炉施工前根据设备安装的安装精度对预热器、冷却器、转运溜槽、窑体窑壳进行检查,具体项目有:
预热器顶挂钢梁安装的平整度、间距是否满足设计要求。
预留孔洞位置是否符合图纸要求。
冷却器、转运溜槽检修门及观察孔留设是否准确。
窑体经运转试车正常,焊口焊接是否平整。
2、现场准备工作
按照建筑总平面图要求,做好垂直提升设备的布置,并落实好搅拌站、加工砖房、生产、生活用房等设施的搭建场地。
1)浇注料施工模具的制作
预热器、冷却器、转运溜槽因预留孔洞比较多,要求先按图纸要求尺寸制作木模具和铁模具,模具的尺寸要严格按设计要求制作,保证所留出的孔洞尺寸满足设计及使用要求。
模具制作要牢固,较大的模具可以分解制作,现场使用安装要符合图纸尺寸。
3、砌筑准备
1)窑衬砌筑必须待窑壳安装完毕检查和试运转合格后方可进行。
2)对回转窑内衬砖要求按厚度逐块检查,分级堆放待用,厚度级差按0.5mm区分。
3)砌筑前要完全清除窑壳内壁的灰尘及渣屑。
4)耐火材料及制品按不同砖号、不同级别等分别堆放并要求有必要的防雨、防潮设施。
4、上料系统搭设
上料系统设在窑体尾部,借助预热器钢结构平台搭设,立竖井架式提升机,作为垂直运输工具,物料装入小推车由卷扬机提升至操作平台,进入窑内砌筑部位。
方法如图2
2
1、窑体2、储料仓3、预热器
4、转运溜槽5、冷却器6、运输平台7、卷扬塔
图2上料系统图
4.2.2回转窑内衬砌筑方法
要砌筑出高质量的回转窑耐火内衬,关键要做到环向砖圈要与窑轴向线垂直,不能扭曲,轴向砖缝与窑轴向线平行,不得偏离,每块砖四角落地,砌体表面不出现台阶,合门锁砖要锁紧,锁砖不得小于原砖的2/3。
平行定位线
1、放线:
在砌筑耐火材料之前,要做好窑筒内砌筑用基准线的放线工作,轴向基准线要沿窑周长每1.5m放一条,每条线要与轴线平行,环向基准线每10m放一条,实际施工控制线每隔1m放一条,环向线均应相互平行且垂直于窑的轴线。
见图3
图3基准线与砖衬的定位
2、窑衬的砌筑方法
回转窑的耐火衬里,处于长期的转动之中,承受着机械应力、热应力和化学侵蚀的综合破坏应力,一旦某个环节处理不当,极易使砖衬迅速损坏,为了延长窑衬使用寿命,尽量减轻或避免这些损坏因素的作用,对耐火砖的砌筑有以下基本要求:
1)砖衬与筒体保持同心,这就要求把砖衬尽可能砌的紧,不论在冷态下还是在热态运行中,每圈砖衬的顶部与筒体间都要充分紧贴,没有缝隙,每环中相邻两块的楔形面之间也完全接触,每块砖中,大头的四个角与筒体都完全接触,这样,破坏应力便能均匀地分散在砖衬中的所有部位,不存在局部应力集中的现象。
2)以窑壳内正下方的一根纵向轴线为基线,开始砌筑第一块并延续砌其他砖,砌筑的砖环与环之间界面要与轴线成垂直角度。
施工顺序以4m为一个段落进行环砌,且务必从窑头方向(低处)朝窑尾方向(高处)砌筑,这样可以防止砖由于窑体伴随环砌作业转动时往下滑落。
3)施工时砌砖要分为大约1/2周、1/4周、1/4周三次进行,顶撑要采用十字形架设,必要时采用米字形架设。
如图4
丝杠
1、砌砖2、架设支撑
3、旋转1/4周4、砌砖
5、旋转1/4周6、砌筑
7、完成
图4砌筑顶撑示意
4)窑体内衬砌筑分为干法砌筑与湿法砌筑;干法砌筑每块砖与砖之间夹铁板,砖环与环之间夹纸板。
湿法砌筑用火泥作为接缝材料。
干法及湿法砌筑灰缝不得大于2mm。
5)用火泥进行砌筑时,要求挤紧,保持水平方向的平整度,砌筑的环砖要始终与窑的轴线垂直。
6)采用火泥砌窑衬时,如果产生砌筑的衬砖偏离壳体或砌砖产生台阶时,请分别按图5和图6所示的方法进行调整,但调整的砖数需控制在一环砖量10﹪以内,当砌筑的砖环与环之间界面与轴线不垂直时,也可参照上述方法进行调整。
仅在砖外侧涂敷灰浆
图5砖离开壳体的改正方法
砖表面错牙
图6在壳体内表面产生小台阶的改正方法
7)铁板、纸板接缝的施工方法:
铁板、纸板接缝的施工方法(干砌)原则上也和火泥一样处理,铁板使用前必须除锈,铁板、纸板必须平直,表面光洁。
8)砖环的合门及锁口
内衬砖应在最后4-5块时进行锁口,锁砖要从侧面打入拱内,如果现有砖型不能正好锁紧,那么有必要对最后1-2块砖进行加工,使锁口上下尺寸相等,然后将与锁口尺寸相适应的锁砖从上面打入,并将其两侧用铁板塞紧。
9)窑轴向的紧嵌
窑壳上按设计要求,在不同部位设有挡砖圈,如果砌砖砌到这个部位,为了适应实际尺寸,需要把砖切砖加工,这就是窑轴向紧嵌,具体操作方法如下:
在靠近挡砖圈的1环至2环的地方进行紧嵌,要求所加工砖不小于原砖长度2/3,如果加工砖小于2/3就需加工2环砖,来满足砌筑要求。
靠近挡砖圈的一环砖,底部要根据挡砖圈的宽度加工底部砖,加工砖切掉的部位,不能大于挡砖圈宽度5mm,以保证加工砖与挡砖圈有效结合。
3、顶撑的架设方法
1)架设顶撑所需的材料。
顶砖用方木料(硬木)20根
100
螺旋顶撑(丝杆)24根
木楔数十个
小钉若干图7小木楔
2)架设顶撑
架设顶撑时要使顶撑的中心处在距离窑断面水平中心偏离200mm位置上,这是因为如果打顶撑架设在和窑断面水平中心同一位置上,当窑回转时往上会因砖的重量而同砖一起滑落。
木楔起着把砖压住的作用,所以必须使用,紧固顶撑时不允许把每一个顶撑一次旋紧到位,而需从1号开始紧固,然后依次紧固到最后一个顶撑,然后再回到第一个顶撑,这样反复进行3-4遍之后,直至拧紧到确实牢固为止。
3)顶撑架设完毕之后,要使窑转到1/4周,转移到下一个工序时,木楔可能会成为障碍物,这时不要把木楔拔出,可以折断,也就是说要把木楔尖端部分留下,使之发挥应有的作用。
4)使用顶撑之后及时回收保管,要检查顶撑上面是否清洁,及时清扫顶撑上面附着的杂物,螺纹要按时加油,丝杠螺纹部分要全部拧进杠内。
螺旋丝杠
顶撑架设方法如图8、图9
图8顶撑的架设图
方料
A-A
NO.5顶撑
1000mm
1000mm
NO.3顶撑
NO.4顶撑
1000mm
NO.2顶撑
1000mm
NO.1顶撑
图9 顶撑位置图
4.2.3回转窑内耐火浇注料施工
这个部位的耐火衬由于受到磨损、冷气体和热物料的交替冲击以及化学侵蚀等,最容易损坏,往往是使用寿命最短的部位,为此,施工该部位耐火浇注料时一定要精心操作,确保浇注料内部均匀、密实,以达到强度高、整体性好的要求。
必要时要制作相应模具,施工时要保证浇注料连续施工,振捣到位。
窑口上锚固件要焊接牢固,预留好锚固件表面膨胀空间,以及做好浇注料的养护工作等。
4.2.4预热器系统、转运溜槽、窑头罩、冷却器内衬浇注料的施工
这些不动设备的内衬里,一般都是由一个隔热层和一个耐火层组成的双层结构,多数是采用耐火浇注料施工,其施工难点是各种预留工艺孔洞的留设,要制作与之相适应的模具胎具。
这些部位的特点是形态复杂、尺寸变化多,因此模具制作的好坏直接影响到孔洞留设位置和尺寸准确性。
浇注料施工要振捣均匀、密实,严格控制浇注料的用水量,严格按厂家提供的使用说明配合比。
浇注料施工完毕,后期养护和烘烤也十分重要,养护期温度不能低于5℃,必要时采取相应的保温措施,窑衬的烘烤必须连续进行,不得中断,要严格按照烘炉升温曲线进行,始终要遵循“慢升温,不回头”这一基本原则。
烘窑期间还应该采用一定制动措施转动窑体,从间歇慢转开始逐渐加快到连续运转,最终达到正常窑速。
烘烤结束后,要及时投料,尽快投产,使回转窑处于稳定的工作状态。
总之,回转窑内衬砌筑的施工,回转窑本体内衬的砌筑是关键工序。
因此,施工中一定要精心操作,不可掉以轻心。
严格控制好质量保证的各个环节,在施工中要程序化操作,合理安排好每班的砌筑量,只有这样才能保证砌筑的各个部位满足设计及工艺要求,使回转窑运转正常。
5机具设备:
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
泥浆搅拌机
0.325m3
台
2
搅拌耐火泥浆
2
强制搅拌机
0.325m3
台
2
搅拌耐火浇注料
3
卷扬机
3t
台
1
垂直运输
4
喷涂机
台
1
喷涂预热器
5
空压机
9m3
台
1
提供风压
6
切砖机
台
2
加工砖
7
叉车
3t
台
1
装卸材料
8
经纬仪
台
1
测量
9
水准仪
台
1
测量
10
小推车
台
4
水平运输
11
电锯
台
1
制作模具
12
电焊机
台
1
焊锚固件
6劳动组织:
组别
工种
砌砖
上砖
上灰
砖加工
搅拌站
测量
配合工种
砖库
管理
合计
筑炉工
14
14
配合工
16
2
2
2
22
测量工
1
1
木工
2
2
架工
2
2
操作工
2
2
钳工
1
1
电工
1
1
管理人员
4
4
其他人员
2
合计
14
16
2
2
1
10
2
4
51
7质量控制:
项次
误差名称
允许误差(mm)
1
线尺寸误差:
内径
±10
2
砖缝尺寸误差:
1、环缝偏差(每米);
2、全环长度误差;
3、施工段长度(通常为4米)
2mm
8mm
10mm
8文明施工管理措施及环境保护体系运行
现场文明施工、环境保护是施工单位精神面貌的体现。
在保证工程安全施工,保证质量的前提下特制定以下文明施工及环保规章制度。
8.1.1认真贯彻执行上级有关文明施工的管理规定,改善施工环境把物质文明、精神文明体现到现场。
8.1.2组织施工管理人员依据施工组织设计进行施工平面布置,施工大临严格按照施工工序组织进行。
8.1.3要保证施工现场主干道线路畅通,保证到现场材料的运输道路平坦,建立定期养护制度。
8.1.4现场卷扬机、搅拌站、电焊机等动力用电要集中布置,减少线路网络布置。
8.0.5到场材料要码放整齐,井然有序,挂牌标识,做好环境保护工作,对施工中产生的固体废弃物要按指定地点集中回收,杜绝乱堆乱弃。
8.1.6施工现场应随时清扫,保证现场整洁,每班下班前将现场清理一遍,经常洒水降低粉尘对环境的影响。
8.1.7经常对施工人员进行现场安全教育,加强施工现场管理,现场不准打架斗殴,无理取闹。
8.1.8文明施工要贯穿整个施工过程,建立定期检查制度,并按上级有关规定认真记录,保留检查结果。
9效益分析:
9.0.1本工法可以更有效的控制工程质量,增强业主对施工单位的信任,为稳固市场打下基础。
9.1.2利用本工法施工,降低了劳动力成本及材料利用。
如在预热器施工当中,模具周转利用,在支撑模板中采用钢管代替木支撑,节约了大量木材,仅此项节约了2万元。
10工程实例
本工法在包钢乌海卡矿回转窑砌筑施工当中使用,取得了很好的效果,1#窑砌筑比计划工期提前2天完成,2#窑砌筑比计划工期提前3天完成,受到业主及工程指挥部的好评。
包钢乌海卡矿回转窑内衬砌筑工程共计两套回转窑系统,日产石灰石600吨/座,是包钢年产1000万吨钢的配套工程,是直径为4m×60m大型回转窑,耐火材料主要有:
低水泥浇注料、钢纤维高强浇注料、轻质耐火喷涂料、隔热耐火砖、粘土窑砖、高铝质窑砖及镁铝尖晶石窑砖组成,耐火材料总量约1200吨。
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