超高溫豎窯檢修技術(shù)改進(jìn)

魯曉欣

（攀鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司，四川攀枝花 617000）

0 引言

超高溫豎窯在耐火材料工業(yè)的應(yīng)用歷史久遠(yuǎn)，是制備石灰不可或缺的設(shè)備。豎窯是指上部加料下部出料連續(xù)煅燒熟料的熱工設(shè)備，由窯體、加出料裝置及通風(fēng)設(shè)備等組成，廣泛應(yīng)用于煅燒各種耐火原料和石灰。

一般情況下，窯內(nèi)耐火砌體會(huì)在淺表燒損磚襯表面噴涂料充當(dāng)保護(hù)層。經(jīng)過若干年的焙燒和投料機(jī)械沖刷，爐墻各個(gè)部位會(huì)有程度不一的燒損，有的地方燒損程度低，有的地方的破損深度已到窯壁內(nèi)隔熱層，如采用噴涂修補(bǔ)，需要噴涂500～600 mm厚的涂料。噴涂如此厚度的涂料，必須采用承重錨釘，但錨固釘在保溫層上“生根”強(qiáng)度不夠，又因太長(zhǎng)從而導(dǎo)致受力承重不夠，噴涂料易垮塌，因此要求錨固釘必須在耐火磚中“生根”，而“生根”的耐火磚層厚度又必須保證在標(biāo)準(zhǔn)厚度1/3 以上，才能保證錨固釘?shù)腻^固強(qiáng)度。在拆除過程中，要達(dá)到新砌體有足夠?qū)挼纳A(chǔ)面，很容易造成“過拆”，不僅造成工期的延長(zhǎng)，更重要的是造成材料的浪費(fèi)，達(dá)不到業(yè)主噴涂檢修的初衷。因此，如何解決爐窯內(nèi)壁補(bǔ)強(qiáng)中的物料浪費(fèi)，是亟待解決的問題。

1 傳統(tǒng)施工工藝分析

目前修復(fù)損壞爐襯的方法有兩種：一是傳統(tǒng)的整體拆除窯內(nèi)耐火磚，重新砌筑；二是采用不定型耐火材料噴涂修復(fù)爐襯。噴補(bǔ)修復(fù)工藝是噴涂前將窯壁清理干凈，根據(jù)爐襯損壞程度選擇錨固件形狀、數(shù)量、設(shè)置錨固網(wǎng)面積等，并制定噴補(bǔ)各不同厚度部位的程序，但此工藝只適用于局部輕微損的修復(fù)，破損嚴(yán)重部位不采用此工藝。

2 改進(jìn)措施

針對(duì)兩種修復(fù)工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，在石灰石礦2#豎窯檢修過程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境以及理論計(jì)算，提出改進(jìn)措施。

（1）噴涂前先砌筑一層耐火磚，耐火磚與噴涂料相結(jié)合修補(bǔ)耐火內(nèi)襯，解決大面積重度燒損不能直接噴涂的難題。

（2）采用“懸空法”砌筑耐火磚，改進(jìn)耐火磚砌筑必須從底部生根的施工工藝。

3 施工工藝及原理

3.1 施工工藝

（1）待修補(bǔ)區(qū)域的底部沿水平方向設(shè)置底部支撐面，在底部支撐面左右兩端設(shè)置環(huán)向擠壓面，在環(huán)向擠壓面與底部支撐面形成的框體內(nèi)砌筑耐火磚，得到覆蓋待修補(bǔ)區(qū)域的磚基墻。

（2）利用底部支撐面為新砌筑的磚基墻提供支撐力，同時(shí)利用環(huán)向擠壓面對(duì)磚基墻施加環(huán)向擠壓力，使磚基墻中的耐火磚緊密凝固成一個(gè)整體，不再需要從窯體底部開始砌墻也能在內(nèi)壁上生根。

（3）在磚基墻上打入噴涂釘，在噴涂釘上掛網(wǎng)并對(duì)掛網(wǎng)后的磚基墻噴涂耐火層，完成豎窯耐火層的修補(bǔ)。

3.2 工藝原理

在砌筑部位下方選擇破損不嚴(yán)重的部位（最好留20～30 mm 耐火磚）打入Φ6.5 mm 錨固釘，臨時(shí)將第一層磚托住，環(huán)向兩端加錨固釘擠緊，只要第一層耐火磚砌筑好后，上面多層磚重力通過合門磚部分分散到環(huán)向和徑向方向，再加上耐火泥漿使耐火磚凝固成一個(gè)整體，這樣底部第一排磚及鋼釘受力就會(huì)減少，然后通過噴涂使砌體與涂料成為整體。用底排鋼釘臨時(shí)作托面，兩端鋼釘從環(huán)向加力，增大擠壓，解決頭層磚生根和凝固前下掉問題（圖1、圖2）。

4 施工方法

（1）在窯壁上植入Φ6.5 mm托磚不銹鋼錨固釘。不銹鋼錨釘長(zhǎng)度300 mm，間距150～200 mm，施工時(shí)首先用電鉆在原有耐火磚上鉆孔，電鉆鉆頭Φ6 mm，鉆孔深度10～70 mm（視耐火磚磚層表面燒損深度而異），確保每塊磚下方有一顆錨固釘。首塊耐火磚側(cè)面耐火磚中間位置也需要植入一顆錨固釘。

（2）在錨固釘上進(jìn)行底層耐火磚的砌筑。采用廠供的耐火磚（高鋁磚）砌筑，要求橫平豎直，灰漿飽滿。利用耐火磚砌筑后耐火膠泥與耐火磚間的膠結(jié)強(qiáng)度，使耐火砌體形成一個(gè)穩(wěn)固的整體（圖3）。

圖1 豎窯修補(bǔ)示意

圖2 托磚錨固釘布置示意

（3）在新砌的耐火磚上植噴涂錨固釘。Φ6 mm不 銹 鋼（1Cr18Ni9Ti）長(zhǎng)200 mm 左右，錨固件安裝應(yīng)牢固，不允許松動(dòng)，嚴(yán)格按間距250 mm 布置，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況做適當(dāng)調(diào)整。然后掛鋼絲網(wǎng)，鋼絲網(wǎng)安裝完畢后即可進(jìn)行噴涂料施工（圖4）。

（4）進(jìn)行噴涂。2#豎窯噴涂高度為17.25 m，噴涂料厚度平均230 mm，噴涂后要求內(nèi)壁平滑，不得有凹凸不平。窯內(nèi)壁直徑為4 m，內(nèi)壁半徑誤差≤25 mm。豎窯噴涂材料采用白灰豎窯專用噴涂料。

圖3 懸空法砌筑耐火磚

圖4 錨固釘、鋼絲網(wǎng)

5 改進(jìn)效果

施工當(dāng)天，一天砌筑20 層，因材料的原因隔了一周才進(jìn)行噴涂作業(yè)，新砌的耐火砌體懸在空中牢固可靠。如果砌筑后立即進(jìn)行噴涂，會(huì)使新砌耐火磚更牢固。改進(jìn)實(shí)施后，解決了單純噴涂施工耐火內(nèi)襯不固牢問題，同時(shí)解決了砌筑無(wú)法生根的技術(shù)難題。與采用單純的噴補(bǔ)修補(bǔ)工藝相比，改進(jìn)后的工藝具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）應(yīng)用范圍廣。在破損嚴(yán)重，砌體完全垮塌部位無(wú)法采用噴補(bǔ)修復(fù)，只能用局部砌筑修復(fù)的辦法，使窯體完全恢復(fù)原貌。采用本專利技術(shù)，在破損嚴(yán)重和不嚴(yán)重情況下均可采用，并可減少砌筑面積，不需從底部生根砌筑，更不需要拆除窯內(nèi)襯重新整體砌筑，節(jié)省工期及成本。

（2）工藝簡(jiǎn)化。采用噴補(bǔ)修補(bǔ)工藝時(shí)，噴涂前窯壁清理是否干凈，關(guān)系到噴涂料的附著率，直接影響新舊襯體的結(jié)合程度。并需要在爐殼上焊接不銹鋼錨固件，且設(shè)置要合理，行距、間隔、形狀及錨固網(wǎng)的大小以及網(wǎng)徑尺寸都有一定的要求和規(guī)定，否則極易造成噴涂料的脫落。采用本專利技術(shù)，只需將窯壁上的浮渣清理干凈即可，簡(jiǎn)化噴涂要求的施工條件。

（3）成本低。采用本專利技術(shù)前，噴補(bǔ)修補(bǔ)工藝施工工期為50 d，需施工人員22 人，采用本專利技術(shù)后，施工工期38 d，施工人員7 人。采用本專利技術(shù)可節(jié)省噴涂料用量，同時(shí)減少卷?yè)P(yáng)臺(tái)班。

該技術(shù)可在石灰石礦白灰豎窯檢修技術(shù)中廣泛推廣，也可在高爐等爐窯耐火砌體修補(bǔ)時(shí)應(yīng)用。該技術(shù)操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，容易掌握，施工快捷，不需要設(shè)置拖磚板，也不需要從底部生根砌筑耐火磚，節(jié)省檢修成本，提高了勞動(dòng)效率，縮短了檢修時(shí)間，并能提高窯體使用壽命。該技術(shù)比常規(guī)的噴涂修補(bǔ)更實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、高效，為今后類似的砌體修補(bǔ)開創(chuàng)了新思路，具有很高的推廣價(jià)值。