耐火材料施工讲义

耐火材料施工讲义中控员培训◆张殿恒前言根据前期各公司不同的配置方案和经验，为了进一步优化耐火材料的配置，便于管理，推广成功的配置经验，逐渐规范统一集团内耐火材料的配置，对各子公司较为成熟的配置方案进行了归纳和整理。在今后的生产管理和新线建设中进一步优化和统一配置。一、耐火材料的总体配置思想1、新型干法回转窑生产线的年运转率92％；2、耐火材料的配置要既经济又可靠，立足国产为主，进口为辅的原则，对于大型生产线的关键部位采用进口材料；3、各主要耐火材料的使用寿命满足回转窑“2年3次大修”的要求。二、集团各回转窑耐火材料统一配置方案1、5000t/d生产线（Φ4.8×72/74m）2、2000～2500t/d生产线（Φ4.0×60/56m）集团各回转窑耐火材料统一配置方案.doc三、耐火材料整体配置要求1、烧成带有稳定窑皮的部位采用镁铬砖：日产5000吨回转窑采用进口镁铬砖，日产2500吨以下回转窑采用国产镁铬砖。2、在窑皮不稳定或常有露砖的过渡带采用尖晶石砖：日产5000吨以上回转窑采用进口尖晶石砖，日产2500吨以下回转窑采用国产尖晶石砖；分解带采用抗剥落高铝砖，但如果部分位置受侵蚀较快，使用时间短，也可采用碱性砖如镁铬砖等。3、预热器、分解炉和三次风管系统衬里工作面温度小于1200℃部位，采用耐碱砖或高强耐碱浇注料作为工作层，硅酸钙板作为隔热层。4、分解炉部位的托砖圈、锥部及篦冷机高温区采用高铝浇注料，篦冷机中、低温区域采用高强耐碱浇注料；窑尾缩口及烟室部位采用抗结皮浇注料。5、窑头罩部位大修时，养护时间大于24小时以上的情况下，采用防爆型高铝低水泥浇注料；窑头罩抢修时，使用PA80高铝或耐磨浇注料，缩短养护时间。6、篦冷机前墙、出篦冷机三次风管、入分解炉三次风管拐弯等部位，由于该部位温度较高，耐磨性要求高，选高热耐磨型浇注料；三次风管入分解炉的弯头部位可采用从窑上退回的缺棱少角的抗剥落砖、高耐磨砖进行砌筑。7、喷煤管浇注料选用高纯镁铝尖晶石浇注料；窑口浇注料大修时选用高纯镁铝尖晶石浇注料，整体运行时间保证8个月以上，窑口浇注料抢修时选用PA803莫来石质浇注料,保证运行时间4个月以上。8、其它高温部位浇注料在临停抢修或养护条件不能达到规定的最低24小时要求时，以采用带PA80胶的浇注料为宜，即通常的PA80系列产品，以PA80胶（磷酸）作为结合剂。PA-80123系列分别为高铝、耐磨和刚玉莫来石材质。9、根据新材料、新技术的发展情况，为提高耐火材料使用性价比，以及环保要求进行无铬化革新，降低耐火材料使用成本等目的，可以考虑试用新材料、新技术，经技术中心审核后进行试用，试用结束后进行总结推广。10、从回转窑退回缺棱少角的镁铬砖、尖晶石砖、抗剥落砖等散砖作为篦冷机直墙部位消耗的主要材料，施工采用砖砼框架结构。篦冷机矮墙、斜坡等部位大面积浇注料施工时，需填充从回转窑退回的以抗剥落砖为主的散砖，散砖的填充比例为30～40％。11、回转窑内耐火砖基本配比要求如下表：回转窑型号材料类型每环砖型每环砖数量备注5000t/d生产线碱性砖B622:B322126：75*红:黄:红:黄:红:红:黄高铝砖833:32282：632000~2500t/d生产线全部砖备注：1.砖型代号数据为ISO标准中的砖型尺寸。2.带“*”的备注为雷法公司的砖型标签的排列配比.施工要求（一）、耐火砖的施工要求1、预热器、分解炉及上升烟道等处有大量的工艺孔洞，要逐个查清，精心施工，锥体部分要分段施工，斜壁表面斜度要准确，衬里表面要平滑，以保证生产运行中下料畅通，不存料。2、墙体的耐火砖应该错缝砌筑，砌体不得出现歪斜、脱空和爬坡等现象，砖与硅钙板接合时，应分步施工；不允许与硅钙板通缝，耐火砖按设计要求留设膨胀缝；砌体不得出现歪斜现象，灰浆饱满度达到95%以上，砖表面多余部分灰浆要刮平；圈梁上面的砖应该等圈梁砼有一定的强度方可施工。每层托砖板所承托的墙体段节的顶部与上一层托砖板相连的地方，需设置横向膨胀缝，在缝中填充满耐高温的纤维棉或耐火纤维毡；硅酸钙板层内一般不设膨胀缝，膨胀缝一般为10mm。3、窑内施工前要对窑壳体进行全面的检查，找正窑筒中心线，壳体上不平处（焊缝、焊渣）要进行打磨，窑内杂物打扫干净。4、窑内测量放线：窑纵向基准线要沿圆周长每1.5m放一条，每条线都要与窑的轴线平行。环向基准线每10m放一条，施工控制线每1m放一条，环向线均应互相平行且垂直窑的轴线。5、窑内砌砖的基本要求是：砖衬紧贴壳体，砖与砖靠严，砖缝直，交圈准，锁砖牢，不错位，不下垂脱空；要确保砖衬与窑体在运行时可靠的同心。6、窑内砌筑时耐火砖要求：砖衬顶部要与筒体面充分贴紧，不留缝隙，相邻单砖大面之间要完全面接触，加工砖长度不得小于原砖的50％，厚度不得小于原砖的80％。7、砌筑火泥的要求：不同质泥浆要用不同的器具，火泥采用清洁水，准确称量调制，均匀混合。调好的泥浆不得任意加水稀释；灰浆饱满度要大于95％以上，保证砖缝密实，表面砖缝要用原浆勾缝；壳体无法校正部位用泥浆找正。8、窑内砖缝要求：环砌法砌筑时，选砖的长度需均齐，每米环缝长偏差小于2mm，但单环长度偏差最大不超过8mm。9、窑内砌砖用插缝钢板要求：厚度一般在1～2mm,要求平整，不卷边，不扭曲，无毛刺；板宽小于砖宽约10mm；砌筑时钢板不得超出砖边，不得出现插空、搭桥现象；每条缝中只允许使用一块钢板。10、窑内锁砖时要求：砖砌至合拢部位时，在最后5～6块砖的位置，选择合适尺寸的插缝砖和主砖进行搭配、锁紧。相邻环插缝砖要错开1～2块砖，终端的加工砖圈要提前1～2环锁砖。11、窑内施工时注意事项：施工时不能使用铁锤直接敲击砖体，杜绝耐火砖出现以下现象：大小头倒置、抽签、混浆、错位、倾斜、灰缝不均，爬坡、离中、重缝、张口、脱空、毛缝、蛇行弯、砖体鼓包、缺棱少角等.12、全窑耐火砖砌筑完成后，在点火前对砖衬进行全面清理和必要的紧固，必须逐环检查，紧固后不宜再转窑。（二）、浇注料的施工要求1、浇注料施工前的检查；*设备的外形和清洁情况；*锚固件的型式、布置、焊接及膨胀补偿处理；*壳体上不平处（焊缝、焊渣）要进行打磨；*浇注料的防失水措施；*材料的预试验情况，及施工用水质量；*检查施工机具的完好情况，振捣工具等必须有完好备用件；凡上述项目检查不合格时应处理合格后方可施工。过期失效的材料不得使用。浇注料施工中要确保不停电，不中断施工。2、浇注料施工用模板可用钢板或硬木板制成。模板要有足够强度，刚性好，不走形，不移位，不漏浆。钢模板要涂脱模剂，木模板要刷防水漆。重复使用的模板要先清洗，再涂漆方可使用。3、浇注料搅拌必须要用清洁的饮用水，浇注料必须采用机械搅拌，搅拌时间应不少于5分钟。操作时要使用强制式搅拌机。搅拌时宜事先干混，再加入80%用水量的水搅拌，然后视其干湿程度，徐徐加入剩余的水继续搅拌，直到获得适宜的工作稠度为止。搅拌不同的浇注料时应先将搅拌机清洗干净。加水量严格按照产品技术要求过磅控制,搅拌好的浇注料30分钟内浇注完成，已经结块的浇注料严禁重新搅拌或加水使用。4、膨胀缝的留设：大面积墙体衬里必须设置膨胀缝，浇注料按每1.5m2左右区域设置，膨胀缝应留在锚固件间隔的中间位置。4、锚固件的开口要相互交错,焊接时一定要满焊，并在锚固件上缠上胶布(或涂上沥青、石蜡等)以防止锚固件受热膨胀而将浇注料胀裂。5、浇注料的振捣必须分层进行,每层高度不大于30mm,振动间距为250mm左右为宜。6、大面积浇注施工要分层分块施工,视使用的部位温度高低,每块浇注料面积控制在1.0-2.0m2左右。7、与浇注料接触的隔热层表面必须涂防水剂，模板与浇注料接触的一侧必须涂隔离剂（机油、沥青等），以防止吸收水分，便于脱模。模板的固定要牢固,密封性好,不漏浆。浇注料强度达到70%以上才可以脱模，脱模时要小心,轻轻敲击,防止损坏浇注料。模板拆除后要及时检查浇注料的表面是否平整,有无孔洞、麻面,并及时修复,问题严重处必须凿开,露出锚固件,再用同质浇注料修补,严禁用水泥灰浆抹平掩盖缺陷。8、当环境温度或炉体表面温度低于5℃或高于40℃时，必须采取相应的措施后方可施工；要求耐火材料的混合搅拌温度应高于5℃，在进行浇注或捣打施工前，应保证其不凝固，施工完进行空气养护时，仍应控制环境温度，环境温度在72小时应内保持在浇注料的凝固点之上。9、硅钙板的施工要求：施工时采用粘合剂粘牢，不规则处采用手锯锯成小块粘合；浇注料内的硅钙板应用细铁丝在锚固件上缠绕固定，表面应刷防水材料。四、施工过程控制耐火材料施工过程必须严格控制，无论是施工单位还是业主单位，必须成立质量监控小组，对施工全过程进行跟踪控制、并做好记录。1、施工单位成立以项目经理为主，由现场施工技术员和施工人员组成的质量监控小组，负责对施工质量全过程进行控制。2、业主单位成立以工艺主管为主，技术员、窑操作员组成的质量监控小组，其主要职责是对耐火材料的施工进行协调和质量把关，会同施工单位现场技术人员对施工过程中发生的质量问题进行处理，并进行详细的记录，施工结束后参加耐火材料的验收，整理施工台帐3、浇注料的施工应分步做好隐蔽验收，做好支模、搅拌、振捣等过程的监督，严格控制浇注料的加水量，振捣必须用振动棒，而且要均匀振动，严禁在同一地方长时间的振动，在脱模时要认真检查砼的表面是否有缺陷，有缺陷的地方按要求进行修补，无法修复的坚决要返工。4、窑内耐火砖的砌筑把关，要注意以下几点：4.1控制耐火砖品种，严禁不同质的砖种混砌。4.2控制砖的比例，对砌筑的比例要进行跟踪记录，与理论配比相差过大时要及时进行调整，严禁脱空、爬坡，砖的大小头倒置。4.3控制耐火砖的环向距离，避免歪斜，勤测量环向线与砖的距离，避免上下扭曲。4.4加强锁砖的控制：一环锁砖的数量不得超过四块，锁砖只能用原状砖，不得用加工砖，锁砖不得连用，且要与窑筒体紧贴；每环锁紧铁板的数量不得超过四块，若用几块铁板来锁紧时，应均匀分布在整个锁砖区域内，严禁几块铁板连用；5.5加强新旧砖接口部位的控制：此部位是最薄弱的地方，一般与旧砖紧靠的一环砖不得加工，通常要跨越连接的距离大于198mm时，可用加长砖加工；小于198mm时要注意加工的砖长不得小于100mm，加工砖的切割误差≤2mm，新老砖接口处应该采用湿砌。耐火材料的相关问题对于新型干法生产工艺而言，耐火材料的重要性不言而喻。本文在总结各分公司经验的基础上，对窑系统耐火材料的选用以及施工要求做了一定的论述。下面针对培训过程中学生提出的几个问题，做以整理解答：1：窑内砌砖时插缝钢板的作用：由于耐火材料热膨胀和回转窑横向椭圆变形会引起应力，所以窑衬施工时必须预留膨胀缝，以满足窑衬及回转窑受热膨胀的需要。膨胀缝通常分为三种：径向缝、环向缝和纵向缝。在干砌时，砌纵向缝一般通过1mm厚的钢板来预留。一条缝限用一块钢板.2：窑衬耐火材料烘烤和升温制度烘烤的目的是驱逐衬体内部的水分，使衬体结构稳定，延长使用寿命。衬里烘烤同样是窑衬设计环节中的重要一环，若烘烤不当，前面各环节的工作功亏一匮。如升温过快，衬料内蒸气多，不能及时排出，使砖干裂；严重的会导致砖热崩裂和剥落。所以要严格按照升温曲线升温。同时重视升温期间的转窑制度，目的并不仅是防止砖受热震冲击，也使与窑有关的轮带的升温不致过快，否则将造成筒体与托轮的永久间隙，导致窑衬破坏筒体变形。3:耐火材料储存耐火砖和耐火材料要分品种，规格分别存放，严禁混用．由于各品种耐火砖和耐火材料的理化指标，性能指标不同，窑系统不同部位对耐火材料也有特殊的要求．4:耐火材料损坏的原因回转窑内耐火材料损坏的主要原因是热应力，机械应力及窑气的化学侵蚀窑产量增大使窑衬所承受的单位热负荷增加，窑径的增大易造成筒体变形，使衬砖压应力增加。窑衬所受的热震应力随窑速增加而增大，受熟料的磨蚀也随窑速增加而增大。窑衬受化学侵蚀，主要来自煅烧物料和燃烧气流两个方面。煅烧物料的组分以熔融状的态扩散或渗入衬料内部引起化学变化；热气流中碱硫等挥发物在窑尾或预热器等低温部分富集，渗入耐火材料内部损坏耐火材料。