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                回轉窯整體內襯澆注料澆筑施工設計及作業流程

                發布時間:2021/04/30 行業新聞 標簽:耐火磚瀏覽次數:144

                回轉窯整體內襯是用不定形耐火澆注料現場澆筑成型、經烘烤后投入使用的耐火材料襯。與砌體內襯相比,整體內襯工程的影響因素更多、質量控制更難。從內襯的結構設計到現場施工管理、內襯養護烘烤,每一個工程步驟都會對工程質量產生巨大的影響。

                內襯結構設計方面

                內襯結構設計是整個內襯工程的指導文件,影響工程投用后的整體使用效果。結構設計中的問題無法在以后的施工中得到改善,必須加以重視。

                1.1總體結構

                回轉窯高溫段(700℃以上)整體結構以兩層為主,即工作層和隔熱層,這種結構即可以保證內襯的耐高溫性和耐磨性能,也可以減少筒體散熱,降低熱量損失;中溫段(450~700℃)和低溫段(450℃以下)可采用單層結構。內襯整體厚度在230~300mm為宜,外壁計算溫度必須在350℃以下。

                1.2錨固方式及焊接要求

                高溫段宜采用錨固磚和金屬錨固件相間的布置方式,中溫段、低溫段采用單一的金屬錨固件,布置間距不應大于300mm;錨固磚和金屬錨固件的埋入深度應控制在澆注料厚度的2/3處。錨固件太高,澆注料表層在熱應力和生產物料的沖擊、磨蝕下容易損壞;錨固件太低,不能很好的起到錨固作用。

                金屬錨固件可采用V型、U型、Y型或者X型,宜使用φ10~14mm圓鋼制作;與窯體的單點焊接長度不小于25mm,且應雙面焊接;對回轉窯領圈附近的錨固件,采取增強根部強度的措施。

                高溫段金屬錨固件宜選用2520材質,中溫段選用304材質,低溫段選用普通碳鋼。配套焊材分別選用A407、A302、J422型號焊條或同材質焊絲。

                1.3膨脹縫留設

                根據選用的耐火材料的特性設計膨脹縫,一般情況下,周向不設置膨脹縫,軸向每兩個施工段留設2mm施工縫,并填充高溫彈性碳纖維材料。

                金屬錨固件上采用戴塑料帽、包黑膠帶、涂瀝青漆或套塑料管等措施留出錨固件與澆注料的膨脹余地。錨固磚不得涂覆瀝青漆等易熔材料。

                在窯軸向方向上,每隔500~600mm開設一道寬3mm、深40~50mm的凹槽,以利于內襯表面的高溫膨脹,減弱澆注料表層的熱應力。

                1.4防止保溫層掏空的措施

                在兩層結構的內襯中,保溫層被掏空是比較普遍的現象。這種問題可以從設計上加以避免:

                在金屬錨固件周圍20×50mm的區域內不做保溫層,防止工作層開裂后高溫物料進入燒斷錨固件。也可以采用區塊式的保溫層結構,尤其在使用纖維制品做保溫層時這種方式更加易于操作。

                在兩條澆注料的施工縫處,應設置錯臺,且錯臺應在內襯厚度方向的中部以下位置,可以避免澆注料整體減薄后錯臺處損壞及錯臺失去作用。實踐證明,這種方法也是有效的措施。

                人員機具準備方面

                為了保證施工的連續正常進行,施工準備必須做得充分、到位。

                2.1人員準備

                施工人員應于施工前組織到位,并對施工隊伍進行詳細的施工技術交底,對施工的關鍵點、難點、問題點進行有針對性的交底,確保施工隊伍能夠正確理解設計圖紙。這些關鍵點包括:每個部位使用的材料、放線的準確性、金屬錨固件的焊接質量、模板支設的尺寸及牢固性、澆注料的加水量及攪拌、澆注料的振搗排氣、拆模前的養護時間等。施工的難點包括:錨固件的方向和焊接質量、模板的加工方案、澆注料施工性的調整等等。經常容易出現的問題點有:金屬錨固件焊接存在質量缺陷、澆注料初凝后仍然使用、模板牢固性不夠導致漲模、養護時間不夠拆模導致澆注料開裂等。

                2.2 水、電供應

                澆注作業時必須保證現場不能斷水、斷電。應準備儲水容器,儲水量應足夠一次連續澆筑的使用量。應與施工現場的供電單位協調好,臨時用電應保證連續不間斷,必要時進入一路備用電源。

                2.3 關鍵設備備用

                推薦使用1t以上的大型攪拌機,這種攪拌機故障率低,不僅使澆注作業的連續性有保障,而且可以提高作業效率。使用350L左右的攪拌機時,應有備用的設備,防止攪拌機故障而導致施工中斷。插入式高頻振動棒宜使用50mm直徑的棒芯,振動棒是容易損壞的設備,必須有至少一套備用的振動電機和棒芯。

                現場施工管理方面

                施工作業是將設計圖紙轉化為工程實物的過程,是參與人數最多、最容易出現質量問題的過程。現場施工管理人員必須做好指導和監督工作,嚴格按照設計圖紙進行放線、支模和澆注等施工作業。

                3.1 金屬錨固件焊接

                金屬錨固件必須雙面滿焊于回轉窯筒體上,應按設計要求選用焊材,焊縫高度滿足設計要求,保證焊接質量,不得有漏焊、開裂、夾渣、咬邊等缺陷。必須分清各種材質的錨固件,不可混用、錯用。為了防止錯用錨固件,應在錨固件拆除包裝時采用噴漆的方法做出明顯的標記。

                3.2 澆注施工工藝

                澆注施工宜采用直線條形多次多段式整體澆注工藝,該施工工藝具有以下優點:澆注料的填料深度小,操作工人可以靈活地操控振動棒,保證每一處的澆注料都可以振動密實、排氣徹底,精確控制澆注質量;模板支設在筒體底部進行,使用短鋼筋即可固定模板,因填料深度小又而不易漲模;填料時只需將攪拌好的澆注料料從手推車內倒入模板內即可,大大降低了勞動強度。

                3.3 物料攪拌

                澆注料正式澆注施工前,應由廠家進行試攪拌[8],以驗證澆注料的施工性是否滿足要求,并對攪拌操作人員進行培訓、指導。應使用強制攪拌機混合,操作要點如下:干料加入后,先干混3min,加3/4的水量濕混,混4min左右,視情況再加入剩下的水,但不得超過最大加水量。空氣濕度、環境溫度都會對澆注料的流動性、初凝時間等施工性能造成影響,澆注部位及模板的干濕情況對所拌物料的要求也存在差異,攪拌操作人員必須能夠根據實際情況調整水和外加劑的加入量。在溫度變化較大的情況下,技術管理人員必須旁站監督和指導物料的攪拌。攪拌澆注料加入的水應滿足飲用水標準。

                3.4 澆注作業

                因窯體有斜度,襯體澆注時,應從窯頭往窯尾方向進行,振動棒從窯頭往窯尾方向移動,避免因斜度造成澆注料在重力作用下往低處滑移[9]。應邊布料邊振動,連續施工;振動棒不得碰撞金屬錨固件、錨固磚;振動棒快進慢出,防止留下孔洞和漏振;振搗密實的標準是無大量氣泡排出,不可過振,避免造成澆注料偏析。初凝的澆注料禁止使用。

                已澆注好、初凝的襯體,表面嚴禁振打、踩踏、碾軋。在襯體澆注1h內采用插筷子、細竹竿的方式留設排氣孔,這種方法有利于避免升溫過快時出現澆注料剝落、炸裂現象。

                養護烘烤方面

                襯體的養護和烘烤是內襯工程的重要組成部分,必須引起足夠的重視。好的烘烤過程是內襯達到理想的強度、硬度等理化指標的必要保證,而壞的烘烤過程會造成內襯裂紋、剝落甚至炸裂。

                襯體澆注全部完成后,自然養護應達到2d以上;空氣濕度在25%以下時,可以采取噴淋的方式進行濕養護,避免內襯表面的水份過快流失。

                烘烤應嚴格按照烘烤制度進行,保證澆注料內水分的緩慢排出。升溫曲線應在150、350、600℃設置保溫,以利于自由水、化合水、結晶水的排出,不至于出現炸裂、剝落現象。350℃以下升溫速度不宜超過5℃·h??,350~600℃升溫速度不宜超過8℃·h??,600℃以上升溫速度應控制在15℃·h??以內。升溫曲線的制定,和窯體測溫點的設置位置有很大關系。通常情況下,升溫曲線的控制是以最高測溫點為依據,但在測溫點設置不合理的情況下,最高測溫點不是窯內的最高溫度點。這個時候就需要對升溫曲線進行適當的調整,調整的原則是控制最高溫度點符合升溫曲線,方法是升溫速度不變,將保溫時間調高30~50℃。

                由于回轉窯內的溫度場是從窯頭向窯尾連續變化的,各個測溫點的溫度并不能很好的反映窯體內襯各處的溫度變化(測溫點加密可以一定程度的改善),所以還應該把握一個原則:內襯水份的排出速度不宜過快。具體方法為:在熱煙氣排出通道上設置冷凝板,當冷凝水較多時,應降低升溫速度或者保溫,待冷凝水減少后,說明在當前溫度條件下內襯水分已經徹底排出,可以恢復升溫。

                結  語

                本文從內襯結構設計、人員機具準備、現場施工管理、養護烘烤等方面對回轉窯整體內襯工程的控制要點進行了論述。內襯結構設計是減少熱應力破壞、解決保溫層被掏空等問題的根本方法。人員機具準備是施工連續進行的保證。現場施工管理是實現質量目標的關鍵,也是整個工程中的難點。良好的養護和烘烤過程是內襯長壽命必不可少的步驟。

                 

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