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焦炉蓄热室用耐火砖(格子砖)的砌筑施工方法及加工方法

发布日期: 2020-12-16 09:03:55    阅读量(823)    作者:

蓄热室炉墙按结构与作用的不同分为主墙与单墙两种:前者结构复杂,为分隔不同向气流,后者则分隔同向气流,结构较为简单。

蓄热室在长期生产过程中有着废气、空气、及煤气等在炉内往返循环,各种气流具有不同压力,特别是上升气流与下降气流间压力差甚大,如炉墙结构不严密时,气流将互相窜漏而破坏了熊炉的加热制度。尤其是当煤气与空气或下降气流接触后将造成局部燃烧现象,而导致格子砖和炉墙的局部过热。在某些砌筑不好的蓄热室中经常有将格子砖烧熔而产生格孔大片堵塞的情况。蓄热室墙漏气处还不易热补。因而保持主墙的严密性是蓄热室质量的主要指标。

―、蓄热室墙的砌筑

保持主墙砌体的结构严密主要在于耐火砖砖型结构上的改善和砌砖时保证砖缝的严密饱满。此两者应具有同样的重要性。

在砌筑这种蓄热室主墙时,首先应砌筑下喷煤气管砖。为了控制煤气管砖的位置和间距,应与砌筑小烟道一样每隔1-2层煤管管砖就以横列标杆来校正管砖的位置。并应使用两面打灰方法以确保管砖之间的接缝严密饱满,使煤气不致窜漏。在砌筑主墙墙面砖时如发现煤所管砖歪斜而中心距缩短使管砖中间的填心砖砌不下时不应使用木锤将管砖打正,以防止在接缝处产生裂隙,应将管砖拆下重砌。在每个工作班中,主墙的砌筑高度应有所控制,其目的为在下班时不使煤气管砖有过长的一节露在墙上。这样不仅影响安放垫砖板而且突出墙面的煤气管砖在上砖时极易踢坏而使接缝处产生无法抅填的裂隙。最好每工作班结束时墙面砖皆砌至第3,6,9,12,15……等具有煤气管砖楼缝的砖层上(参见图1),则整个墙面即将平整。

图1下喷煤气管小保护板

1-下喷煤气管砖:2-小保护板;3-铁丝环

由于煤气管砖的水平砖缝系一隐蔽砖缝,在砌筑时往往不易控制砖缝的厚度,且一般都易偏厚而使煤气管砖脱离设计标高,与墙面砖层的水平砖缝交错不能达到设计要求。甚至当误差较多时砌至立火道底的喷咀处无法安放喷咀的灯头砖。因此在砌筑时应在两侧炉头的直立标板上测划出每层煤气管砖的砖层线,在砌筑时每隔一层悬挂一次准线,以确保管砖的设计标高。当墙面砖标高控制良好时,亦可用保持每层煤气管砖与墙面砖的水平错缝高度(一般为错缝50毫米)的方法,来控制管砖的标高。

在砌筑整个主墙的过程中应随时保持煤气管砖的煤气孔道畅通无阻,每当一层管砖砌完后,即以保护板将下喷煤气道口盖好,不使废物掉入孔道中。在砌砖过程中应有1-2个专职工人往返巡回地清扫煤气孔。清扫时以φ40的圆木棒在下喷煤气孔中透捣,将水平砖缝中挤出的灰浆全部透至地下空,以保持煤气管砖内壁的清洁光滑。

主墙墙面砖除奇数砖层的1622号和偶数砖层的1625号砖以外,其他砖号均不能使用挤浆法来砌筑。砌筑这些砖号时较为成熟的方法是谈用两画打灰方法——即在砖床上铺以厚度为4-7毫米的灰浆床,再将待砌的砖上铺以灰浆或在灰槽中沾浆后砌至指定位置。由于两面皆有灰浆,在砌筑时就必须操作迅速,以尽量保持灰浆的流动性。并以木锤敲击,恢灰浆自砖缝中挤出后始能保持灰缝的饱满。砌筑偶数砖层的1625号砖时,应使用挤浆方法,即先砌完相邻的1629号砖后随即砌筑用625号砖,再砌第二块1629号砖。但有时为了便于控制1629号砖的位置而先将1629号砌完后再填入1625号砖。这样的操作方法在砌筑寸较为方便,但不能保证垂直砖缝的饱满严密,应在施工时尽量避免。奇数层的1622号砖完全可以使用通常的挤浆法戎挤浆沾浆法。

蓄热室主墙隐蔽砖缝的抅填工作应在砌砖时同时进行,特别是煤气管砖周围的砖缝应严加抅填和检查。须待所有隐蔽砖缝全部抅填完毕后才能砌筑上一层砖。墙面的外露砖缝可砌至7-8层抅填一次。

由于双联下喷式58型焦炉主墙结构复杂,因此在订制和选择火泥时应特别洼意其工作性能。工作性能的良好与否是决定蓄热室主墙砌筑的主要因素。

砌筑各种炉型的单墙或主墙都应在墙的两面同时悬挂准线,并应随时使用2-2.5米的靠尺来检查墙面的平直度,保持工作面的光滑平直。

中心隔墙可分两段砌筑,即与搭设交手架的段数一致。在砌筑时应自炉组中心线上以线锤来测定蓄热室中心线后砌筑。

二、蓄热室顶部墙面标高的保持方法

蓄热室诸墙顶部的标高从两个方面来要求:首先是顶部砖层部的高度都能与设计高度一致,以便金属构件的安装。其次是诸相邻蓄热室墙间的顶部砖层标高差互相不得超过3毫米——即相邻两墙的高度应做到基本一致。其作用在于便于今后在蓄热室上部彻筑斜道时能确保斜道砖砌筑平稳,不因蓄热室相邻诸墙不平而造成水平砖缝不一致,或砌体平整上的缺陷。

为保持砌体达到这两项质量标准,必须在施工时作出很大努力。从近年建筑焦炉的情况看来,由于达不到这两次标准而造成的返工数量是较大的。一般较有成效的有下述几个措施。

首先是在砌砖时要严格地按照准线,在砌筑主墙和单墙炉头时应以水平尺来检查炉头砖层是否与直立标杆上的砖层线一致,保持逐层炉头误差在±3毫米以内,同时在相邻小组(设每个小组的工作地段为三个炭化室的宽度,即六个蓄热室墙)之间,每隔7-8个蓄热室主墙的长度上按设计标高在炉头上悬挂准线,以保持各组间的炉头标高大体一致,特别是组与组之间的相邻墙应随时检查,使两者保持十分接近的正负公差。在每砌一层砖时应在墙两侧处将准线拉紧后在墙中心处按准线的自然位置抬高3-4毫米(旧线为4-5毫米)后砌上一块中心砖,使准线更趋平直。根据准线的使用经验,如利用一般1.5毫米粗的白线时,在14米长度的炉墙上拉紧准线后在中心处约比炉头低凹3-4毫米,因此压砌中心砖时应拉紧准线后在中心处再提起3-4毫米后压砌中心砖,则三点就接近水平。砌砖时应使砖角上下,左右与准线的距离,经常保持在2毫米左右,不得离线或顶线。

其次是在每个小组的6个墙中,以一个墙按设计标高先砌至蓄热室顶,并使用水平仪对该墙的顶面标高进行检查。校正后作为标准墙。在砌筑其他诸墙时则在2-3个组间的标准墙间悬挂通长的(在炉组纵向)准线,按此准线来找平其他诸墙的顶部砖层标高。为使标准墙能砌得较好,应挑选一个靠近直立标杆的墙。两组的标准墙不应距离过近或过远,以可使用2-2.5米的靠尺横跨即可。

为使砌砖时能较好地控制墙中段的砌体标高,亦可在墙中央、焦中和机中等三点的墙皮上,以水平仪各测设一个标点,在砌砖时则按此标点来随时进行检查。标点的测设高度一般应在距顶面砖层800-1000毫米处。测点的密度可每隔1-2个墙测设三点。

当砌至顶部最上一层砖时应以2-2.5米长的靠尺杆来检查相邻墙间的标高是否一致。

根据某些焦炉的施工经验,最好在小烟道墙砌完时,在全炉的墙上以水平仪作一次标高检查,并在蓄热室砌至半高时进行一次复查。对某些过高过低的炉墙应及时采取调整砖缝的措施。

三、水玻璃灰浆的砌筑

在蓄热室中段以下的砖层,一般都使用水玻璃灰浆,即以此重为1.33-1.34、含量NaO为8-10%的水玻璃调制的低温硅火泥浆(实质上即为低浓度水玻璃泥浆)。这种泥浆的工作性能与不加水玻璃的低温硅火泥泥浆的工作性能截然不同,其可塑性和流动性均好;失水速度慢,因之当筑炉工以木锤敲击砖块或用力挤浆时,其力量可波及周围4-5块砖的长度及2-3层砖的深度,而使这些砖改变原有砖缝的宽度。甚至砌完一天后的砌体受到连续的震动或敲击时也会改变原有位置。因而在施工时往往发现砌筑时砖缝合格,而砌完几个小时后砖缝偏小,其中特别是标准型与长方型砖的水平砖缝变化最大,而造成严重的质量事故。

因而在使用这种灰浆时,应注意不使已砌好的砌体遭受过大力量的震动或敲击。在砌砖时,应控制砖缝的宽度在5-6毫米之间,经过2-3块砖的挤压后,使砖缝缩小到设计标准。同时应加强自检,及时发现和纠正砖缝过小的情况。

水玻璃灰浆的使用砖层高度,按双联下喷式58型和ΠBP-51式焦炉皆为主墙1-16层。从施工的角度上看来,蓄热室第一步交手架可砌至主墙18层的高度,但为更换灰浆就不得不在第16层砌完后即停止砌筑,影响施工进度。因而在1959年初施工的几座ΠBP-51式焦炉上,已将水玻璃灰浆的使用砖层提高到主墙第18层,以与更换交手架的砖层一致。这样对施工较为方便,同时也改善了砌体的质量。

四、格子砖的施工

蓄热室格子砖的质量要求主要有下述几点:

1.为了减少气体在格子砖中流动时的摩擦阻力及使各个蓄热室中阻力一致,便于掌握加热制度,要求格子砖上下层砖孔尽量对齐。

2.保持格子砖的净洁,以避免砖孔堵塞和减少生产时的清扫次数,提高加热效率。

3.砖层要铺设平稳,并有良好的错缝宽度。

4.保持必要的膨胀缝。蓄热室顶部的气体流动空间应按设计情况保持一定的断面积,以防气体在蓄热室顶部分布时产生涡流。

格子砖的铺放时间,按蓄热室的宽度条件分为与蓄热室炉墙同时铺砌(先铺)和整个炉体砌完并清扫完毕后再行铺放(后铺)等两种施工方法。根据施工经验,当蓄热室的净宽度在310毫米以下时(如奥托式焦炉),一般都应采取先铺格子砖的施工方法。这是由于,在窄的蓄热室中后铺格子砖时较为困难。

先铺格子砖的施工方法有这样几个优点:首先由于工人是站立在蓄热室墙上铺设格子砖,操作条件较好,而且砌完后又便于检查。因此可确保每个格子砖孔的上下贯通,并保证有良好的错缝。但由于增加了很多工序——清洁防护和清扫工作,在施工进度上较慢,保证清洁方面较为困难。

先铺设格子砖的施工方法如下:格子砖可分段铺设,即按施工的方便,在整个蓄热室高度上分作两段铺设,即以更换交手架的高度分为上下两段。当砌完主墙第一段后将墙面上所有的清扫和砖缝精整工作做完,并将炉篦砖清扫干净,对炉篦砖的排号作一次检查后再将第一层格子砖按设计位置安放在炉篦脚台上,检查好四侧膨胀缝和格子砖与炉篦脚台间的错缝宽度。使格子砖能牢固地安放在炉篦脚台上,最后按设计位固由中心隔墙处向两侧铺设各层格子砖。

施工时格子砖放置在垫砖板上,仪用格子砖的吊钩,插入格子砖孔中将格子砖放入蓄热室内。再以长木棍来调整其位置、蓄设时可采取阶梯形由中心向炉头铺放,亦可逐层铺放。蓄热室封墙在该段格子砖铺放完毕后再行砌筑。

第一段格子砖铺设完毕后,用格子砖保护板(见图2)将格子砖盖住,使灰浆等废物不致落入格子砖中。然后再继续砌筑蓄热室墙,砌至蓄热室顶部时再铺放第二段格子砖,砌筑第二段封墙。

图2格子砖保护板

蓄热室顶部的保护板是决定格子砖清洁与否的主要关键。设计良好的格子砖保护板必须满足两个使用条件:首先是保护板边沿应与炉墙贴合严密,不让积存在保护板上的灰浆漏入格子砖中。并在开始安放到竣工清扫时抽出的整个施工过程中具有很好的韧性和强度。其次是整个保护板的木结构要坚实严密,

最后抽出时不致碎裂。在抽出保护板之前,应用掏灰铲子(见图3)将保护板上的废灰基本掏净,以防废灰过重时造成保护板折断事故。

图3 格子砖保护板掏灰铲子

后铺格子砖的施工方法在蓄热室宽度在310毫米以上的焦炉上采用。在近年来建设的ΠBP—51式和双联下喷式58型焦炉中都有条件使用这种施工方法。

当炉顶砌筑完毕后随即进行立火道及斜道的清扫工作。待斜道以上清扫完毕后即进入蓄热室中进行蓄热室的清扫精整工作,然后揭除炉篦保护板,清扫炉篦,最后检查炉篦排号。当这些工作完毕之后,再进行格子砖的铺放工作。

铺放格子砖时先按设计铺放第一层,如同先铺格子砖的施工过程一样。当第一层铺放完毕后则由中心隔墙处采取阶梯形向外铺放,如图4所示。

图4所示为木结构工作棚施工时现场布置方法之一。格子砖由砖库送到两端后借搭设在工作棚外的皮带运输机运入工作棚,以人工卸在铺设格子砖用的临时走跳上。当铺放靠近中心隔墙的里段格子砖时,可在上层临时走跳上搭设滑砖板(以普通跳板代用即可),将格子砖由滑板上滑入蓄热室,当铺至外段时则可由铺放格子砖的工人自行至第一层临时走跳上搬运格子砖。

格子砖两端的膨胀缝应在铺放以前在蓄热室墙上画出明显的界线,以便在施工中准确地留出膨胀缝。靠近中心隔墙的膨胀缝可用马粪纸卷成一定厚度或直径的样板放入缝中,既可防止铺放时格子砖向中心隔墙倾倒,又可作为膨胀缝的样板。靠封墙端的膨胀缝则用样板。

后铺格子砖的施工方法优点较多。首先是完全避免了先铺格子砖时在清扫与保护板抽出时废灰漏入格子砖的事故。其次是节约了大批构造复杂的格子砖保护板,施工进度迅速,劳动生产率提高。但主要的缺点是在较窄的蓄热室中劳动条件较差,当炉顶完毕后不能与炉体设备安装工作进行流水作业。

图4蓄热室后装格子砖施工布置图

1-第一层安设在炉篦上的格子砖;2-待去走跳板上待用的格子砖;3-顺着溜砖板溜下的格子砖;4-蓄热室中心隔墙;5-砌格子砖工人的位置

五、蓄热室耐火砖的加工

如前所述,蓄热室主墙一般是单重较大,砖型复杂,不能使用挤浆法来砌筑。因而在砌筑主墙时水平砖缝很难普遍压小。当耐火砖的厚度公差较为偏正时,就往往给砌筑带来很大困难。而单墙的情况却正与主墙相反。特别是ΠBP—51式焦炉的单墙系由“A”型标准砖构成,水平砖缝设计为5毫米,而在砌筑时砖缝都易偏小,因而就经常产生主墙砌至蓄热室顶部耐超过设计标高,而单墙则达不到设计标高,造成很大的质量事故。为此,在施工前应对主墙和单墙的耐火砖外形尺寸进行很好的抽查,并在预砌筑中加以试验。

当在ΠBP-51式焦炉发现这种情况时,其较好的处理方法如下。

如果是个别主墙超过设计标高而在耐火砖的机械加工能力较大时,可根据超过标高的尺寸将这些墙的顶面砖层加工成较薄的砖。当在预砌筑时发现一般主墙砖都偏正公差时则可将最上一层厚度为152毫米的砖取消,用同层厚度为122毫米的砖来代替,而把砌在墙身其他诸层的厚度为96毫米的砖砌在原设计的122毫米厚的砖位置上,主墙的高度则降低了26毫米,以弥补耐火砖厚度方面的正公差。经过这样变更后须补充一部分的厚度为96毫米的耐火砖,152毫米厚的砖则大批剩余。但一般建设焦炉时至少为两座,剩余或不足之数均可在第二座炉中补充或使用。采取这种方法后,须同时更改炉头砖,即将原有炉头加工代替即可。显然,这种方法将造成顶面砖层与其上下砖层有一侧形成直缝。但由于这种蓄热室墙结构强主要依靠燕尾处咬接和水平错缝,因而部分墙面直缝对强度无大影响。在1957-1939年施工的几座ΠBP-51式焦炉中亦曾采取此法。这些焦炉在投入生产后蓄热室墙结构尚属良好。

炉基平台抹灰层的标高亦可适当降低(如降低10毫米),对安装废气设备没有影响,可解决主墙砖厚度公差偏正的部分问题。

如在耐火砖制作过程中发现主墙砖厚度公差偏正时,则可在制作最上一层耐火砖时适当地减薄原设计的厚度来弥补,这样在施工中就不必采取措施了。

当发现单墙砖厚度偏负或合格居多,而其他为负公差时,应在开始施工时即严加控制水平砖缝的厚度,特别是使用水玻璃灰浆砌筑的部分,不使其水平砖缝砌成负公差。或当砖厚度偏负较多时亦可在蓄热室顶部加砌一层砖,使各层的砖缝易于控制。

当在主尺方向(即沿炭化室长度方向)公差偏正而不能砌筑时,为了减少加工数量,可将主墙砖在砌筑前加以挑选。将正公差砖挑出后进行加工成负公差后与合格砖配搭使用。

图5带有沟槽结构砖高度的加工方法

D1—加工前沟槽砖缝为6毫米;D2一加工前沟槽砖缝为4毫米

双联下喷式58型焦炉主墙砖厚度产生公差偏正时,可将所有正公差砖挑出后(+2毫米以上)在带沟槽的一面加工除去2-3毫米后尚不影响砌体质量。同时仍可适当降低平台抹灰层的标高。显然,这种加工较为困难,而且数量较大。最好应在耐火砖制作时即详细进行观察,及早控制。当煤气管砖长度上公差过大时可采取图6所示的加工方法,在小烟道部位第一、二层中进行加工。其加工宽度一般不应超过10毫米,以免影响按合缝的质量。

图6 煤气管砖在咬接缝处的加工方法

图7 格子砖的几种加工方法

A-高度加工(保持顶部设计空间);B-高度加工;C-长度加工;D-宽度加工

格子砖的加工一般为蓄热室部分的主要加工砖种。而大都为耐火砖烧成时间不足所引起。其出现方式有三种:一种是在高度上的加工,如图7所示。由于在高度上的正公差,设计时水平砖缝过小及砖的扭曲,而造成砌体上升,以致砌至蓄热室顶时最上一层砖放不下或上部气体流动空间过小等缺陷。前者加工较为简单,切除一角即可。而后者则必须切除一段以保持顶部空间断面积,须采取图7所示的加工方法。第二种情况是在宽度方面由于正公差而造成两侧膨胀缝过小。这种加工采取磨除格子砖两端的边棱即可。但边梭加工过多时亦将影响格子砖的空间断面积。因而两侧膨胀缝的宽度则可适当缩小,不必按照其他部位砌体上+2—-1的允许误差求处理,只要能确保炉墙及格子砖的膨胀即可。第三种情况是在沿蓄热室长度方向的公差过大或过小,而造成不能按设计砖数放置,与炉篦脚台不压中缝的情况,此时可在每侧加砌1-2块加工砖,每次加工后的宽度为原砖的!,如图7所示,来调整与炉篦脚台的错缝位置。

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