高爐用耐火磚及爐底砌筑介紹

 

高爐自上而下分為爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸和爐底，各個部位使用的耐火磚有所區(qū)別，下面請看高爐用耐火磚及爐底砌筑的詳細介紹。

 

煉鐵高爐的爐底和爐缸大量使用碳質耐火材料，有的高爐爐腰、爐腹及下爐身也使用碳質耐火材料，采用碳質耐火材料以后，高爐爐役明顯延長，很少發(fā)生爐底或爐缸燒穿事故。但是，隨著高爐大型化和強化冶煉技術的采用，爐襯耐火材料的工作條件越來越惡化，因此對爐襯耐火材料提出更高的要求。70年代末，各國研制了多種新型碳質耐火材料用于高爐的各個部位，如高密度炭塊、微孔炭塊、半石墨化質炭塊、石墨塊、半石墨質-碳化硅塊、高溫模壓炭塊等，這些新型碳塊(磚)各有各的點和適用范圍。

 

高爐用耐火磚的工作條件：

高爐各部位的工作溫度為：爐底、爐缸區(qū)域1450—1800℃，爐腹、爐腰區(qū)域土400—1600℃，爐身上部600—800℃。

高爐各部位砌體分別承受下降爐料的摩擦和撞擊等機械作用，上升煤氣所含粉塵的沖刷和磨損作用，堿金屬氧化物蒸氣的侵蝕作用，在400—600℃燃燒煤氣分解時的炭素沉積作用，熔融金屬和爐渣的化學侵蝕作用，以及高溫鐵水和鉛的滲入作用。

因此，高爐用耐火磚總的技術要求是：高溫下體積的穩(wěn)定性好、機械強度高、具有良好的耐應性、組織致密、氣孔率低、抗渣性好，氧化鐵含量低。

但是，隨著高爐的大型化和出鐵率的增加，高爐出鐵能力成倍增加，操作條件越來越苛刻。因此，改進高爐用耐火磚質量，提高高爐使用壽命，降低耐火磚價格是當務之急。

 

高爐用高鋁磚耐火磚是以高鋁礬土熟料為主要原料制成的用于砌筑高爐的耐火制品，YB/T5015-1993將高爐用高鋁磚按理化指標分為GL-65、GL-55、GL-48三種牌號。

 

高爐用粘土磚是以耐火粘土為原料生產(chǎn)的用來砌筑高爐內襯的粘土磚。高爐用粘土磚用于大高爐爐身及小高爐爐襯的爐喉、爐身、爐底。

 

高爐用粘土磚要求常溫耐壓強度高，能夠抵抗爐料長期作業(yè)磨損;在高溫長期作業(yè)下體積收縮小，有利于爐體保持整體性;顯氣孔率低和Al2O3含量低，減少炭素在氣孔中的沉積，避免磚在使用過程中膨脹疏松而損壞;低熔點物形成少，高爐用粘土磚比一般粘土磚具有良性能。

 

高爐爐底砌筑

高爐砌筑前應具備下列條件：

(1)爐基耐熱混凝土基礎經(jīng)檢查驗收合格，并符合設計要求。

(2)爐底冷卻管和熱電偶安裝試壓合格。

(3)爐殼冷卻壁及焊接式冷卻板安裝合格。

(4)爐口鋼圈安裝合格。

(5)風口大套(也有包括風口中套的)、渣口水套安裝合格。

(6)熱電偶和波紋管式冷卻板的進場時間能滿足砌筑進度的要求..

高爐爐底砌筑前的工作

A 爐底下部冷卻管區(qū)域不定形耐火材料的施工

現(xiàn)代高爐內，在爐底部多數(shù)設有爐底鋼板，與爐殼焊成整體。爐底鋼板下(或上)裝有冷卻裝置。為了提高冷卻效果，爐底水冷管系埋設在澆注料和炭搗料之間。冷卻管中心線以下為澆注料，冷卻管中心線以上為炭搗料

施工前，先將基礎表面清掃干凈，除去冷卻管表面的浮銹。澆注料采用強制式攪拌機進行攪拌，攪拌方法按有關規(guī)定進行。澆注時，應填充密實。澆注沿每列冷卻管的中心向兩端進行，并使用插入式振動器振搗。每列澆注完畢，在澆注料終凝前將四周濺附在管壁上的殘灰擦凈，再覆蓋草袋，澆水養(yǎng)護。

爐底鋼板在水冷管之上時，冷卻管中心線以上的炭素料拖工，應先將工字鋼兩側翼緣板下的炭素料搗打密實，后搗中間的炭素料，見圖7-39，采用風動搗錘以一錘壓半錘的方式進行搗打，直到搗打密度達到設計規(guī)定的要求。搗實后的炭索料應略高于工字鋼梁上表面，再用鏟平刮刀沿工字鋼上翼緣將炭素料鏟平。對局部底凹處，應挖去約30mm深，重新鋪料搗打密實。

B 冷卻壁間隙的填料

冷卻壁與冷卻壁之間、鋼磚與鋼磚之間的間隙;冷卻壁與出鐵口框，冷卻壁與風口、渣口大套之間的縫隙均應按設計規(guī)定填充鐵屑填料或炭素科。為減少填充料掉落浪費。填充時應采用小漏斗下料和托板接料。

鐵屑填料的調制方法是：先將摻合料(精礦粉或熟料粉)與結合劑(高鋁水泥)按配比稱量后置于鐵板上拌勻，再依次加入規(guī)定的鐵屑和水。加水時，不斷攪拌，直至呈面團狀即可。每次拌料不宜太多，以半小時用完為限，對已產(chǎn)生初凝、結塊的料不得重復使用，為了不使填料外漏，先用寬30~60mm、厚0.5mm的薄鐵皮插入冷卻壁間隙靠爐殼的一側，并在鐵皮上每隔400~500mm穿以細鐵絲，利用細鐵絲和小竹(木)條將鐵皮固定在冷卻壁間隙處。

鐵屑填料應飽滿嚴密，填充完畢后，鐵皮和鐵絲留在冷卻壁間隙內，不再取出。為了保證填料質量，應嚴格按配合比拌料，并在施工前制作試塊檢驗。

炭素填料應用成品炭素料(冷料)，可按圖7-41所示的方法進行填充，并采用特制的風動小搗錘(用氣鏟改制)搗打。為此要求在冷卻壁安裝的同時，在冷卻壁靠爐殼一側的間隙處安裝3mm厚的鐵板條，以防止勾縫搗打時填充料漏入冷卻壁與爐殼之間的間隙中。

C 爐殼與冷卻壁間隙的灌漿

冷卻壁間隙填料完畢，接著進行爐殼灌漿(也有在砌磚后或烘爐到一定溫度后進行爐殼灌漿的)。灌漿用泥漿牌號及性能指標由設計規(guī)定。

爐殼灌漿孔的布置由設計規(guī)定，但焊接在爐殼上長度約為150~200mm壓漿短管應與壓入機的輸出管相一致。灌漿作業(yè)一般分為兩段，風口下沿為段，以上為第二段，先灌下段后灌上段。

灌漿前，段冷卻壁與爐底找平層間的縫隙應按設計規(guī)定填充黏土火泥-水泥泥料或與找平層相同材質的炭素搗打料，以免漏漿。

同一水平上的若干個壓漿短管一般是1~2個為灌漿孔，其余為泥漿溢流觀察孔。灌漿過程中應注意觀察，如發(fā)現(xiàn)有漏漿現(xiàn)象，即應停止壓漿，進行處理。

D 爐底板下壓入炭膠

爐底板下壓入炭膠前，應把壓漿嘴內外及周圍爐底板上的灰、浮銹、油污清掃干凈，并用壓縮空氣將壓漿嘴內的灰渣吹掃干凈，然看逐個進行測量編號。每編一個號即在壓漿嘴側測量出爐底板的初始高度。并作好記錄。

炭膠的成分配比以及施工要點按生產(chǎn)廠家提供的說明書。某廠爐底板下壓入炭膠的成分配比見表7-21。調制時，先將樹脂液倒入粉料，邊加邊攪拌約30分鐘，后用噴壺灑硬化劑液，再攪拌2分鐘，即可使用。每罐炭膠料攪拌完畢后宜在20分鐘內用完。

攪拌好的炭膠從壓入機流出，經(jīng)由軟管導入爐底板焊好的短管，壓入底板內。

 

在壓入過程中用水準儀逐一觀察壓漿嘴周圍爐底板的隆起高度，并用大錘在壓漿嘴周圍對爐底板進行敲打，促使底板下炭膠順利流入。當出現(xiàn)下述情況之一時即可停止對該壓漿嘴的壓入：壓漿嘴周圍爐底板隆起超過2mm.壓入軟管的出口壓力表讀數(shù)超過0.6MPa;鄰近的壓漿嘴往外冒漿。然后拆去壓漿管,立即用木塞將壓漿嘴塞緊。

壓入須按編號順序進行，整個壓入過程應連續(xù)施工，中途不得停頓，以免炭膠在管道中硬化。壓入炭膠完畢后，自然養(yǎng)護24小時。待其石化凝固后，便可割除短管，焊上封板。

 

E主要控制線的測設

砌筑前應校核爐口鋼圈中心對爐底底基中心的位移。爐身砌體(包括厚壁爐腰)的中心線，應以爐品鋼圈中心為準。爐底找平層的標高 應按以下兩種情況 分別測定。

(1)當爐缸風口帶不采用組合磚或爐缸不采用環(huán)形大炭塊砌筑時，應以出鐵口中心的標高 為基準，按配層后的爐底磚層累計高度(包括水平縫)與死鐵層的厚度，計算出找平層的表面標高。

式中 Y-找平層表面標高;

G-出鐵口中心標高;

H-爐底砌體及死鐵層累計高度;

h1-爐底炭塊砌體高度;

h2-爐底非炭塊砌體高度

h-各層炭塊的實際高度;

h ' -各層非炭塊的實際高度;

α1-預砌后炭塊每層平均的磚縫厚度;

α2-預砌后非炭塊每層平均的磚縫厚度;

h3-爐底死鐵層厚度;

b-各出鐵口安裝標高不五的偏差值。

 

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