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编辑:admin   分类:耐火知识   发布:2020-06-22 19:08   浏览:
摘要: 回转窑整体内衬浇注料浇筑施工设计及作业流程 ...
回转窑整体内衬是用不定形耐火浇注料现场浇筑成型、经烘烤后投入使用的耐火材料衬。与砌体内衬相比,整体内衬工程的影响因素更多、质量控制更难。从内衬的结构设计到现场施工管理、内衬养护烘烤,每一个工程步骤都会对工程质量产生巨大的影响。
内衬结构设计方面
内衬结构设计是整个内衬工程的指导文件,影响工程投用后的整体使用效果。结构设计中的问题无法在以后的施工中得到改善,必须加以重视。
1.1总体结构
回转窑高温段(700℃以上)整体结构以两层为主,即工作层和隔热层,这种结构即可以保证内衬的耐高温性和耐磨性能,也可以减少筒体散热,降低热量损失;中温段(450~700℃)和低温段(450℃以下)可采用单层结构。内衬整体厚度在230~300mm为宜,外壁计算温度必须在350℃以下。
1.2锚固方式及焊接要求
高温段宜采用锚固砖和金属锚固件相间的布置方式,中温段、低温段采用单一的金属锚固件,布置间距不应大于300mm;锚固砖和金属锚固件的埋入深度应控制在浇注料厚度的2/3处。锚固件太高,浇注料表层在热应力和生产物料的冲击、磨蚀下容易损坏;锚固件太低,不能很好的起到锚固作用。
金属锚固件可采用V型、U型、Y型或者X型,宜使用φ10~14mm圆钢制作;与窑体的单点焊接长度不小于25mm,且应双面焊接;对回转窑领圈附近的锚固件,采取增强根部强度的措施。
高温段金属锚固件宜选用2520材质,中温段选用304材质,低温段选用普通碳钢。配套焊材分别选用A407、A302、J422型号焊条或同材质焊丝。
1.3膨胀缝留设
根据选用的耐火材料的特性设计膨胀缝,一般情况下,周向不设置膨胀缝,轴向每两个施工段留设2mm施工缝,并填充高温弹性碳纤维材料。
金属锚固件上采用戴塑料帽、包黑胶带、涂沥青漆或套塑料管等措施留出锚固件与浇注料的膨胀余地。锚固砖不得涂覆沥青漆等易熔材料。
在窑轴向方向上,每隔500~600mm开设一道宽3mm、深40~50mm的凹槽,以利于内衬表面的高温膨胀,减弱浇注料表层的热应力。
1.4防止保温层掏空的措施
在两层结构的内衬中,保温层被掏空是比较普遍的现象。这种问题可以从设计上加以避免:
在金属锚固件周围20×50mm的区域内不做保温层,防止工作层开裂后高温物料进入烧断锚固件。也可以采用区块式的保温层结构,尤其在使用纤维制品做保温层时这种方式更加易于操作。
在两条浇注料的施工缝处,应设置错台,且错台应在内衬厚度方向的中部以下位置,可以避免浇注料整体减薄后错台处损坏及错台失去作用。实践证明,这种方法也是有效的措施。
人员机具准备方面
为了保证施工的连续正常进行,施工准备必须做得充分、到位。
2.1人员准备
施工人员应于施工前组织到位,并对施工队伍进行详细的施工技术交底,对施工的关键点、难点、问题点进行有针对性的交底,确保施工队伍能够正确理解设计图纸。这些关键点包括:每个部位使用的材料、放线的准确性、金属锚固件的焊接质量、模板支设的尺寸及牢固性、浇注料的加水量及搅拌、浇注料的振捣排气、拆模前的养护时间等。施工的难点包括:锚固件的方向和焊接质量、模板的加工方案、浇注料施工性的调整等等。经常容易出现的问题点有:金属锚固件焊接存在质量缺陷、浇注料初凝后仍然使用、模板牢固性不够导致涨模、养护时间不够拆模导致浇注料开裂等。
2.2 水、电供应
浇注作业时必须保证现场不能断水、断电。应准备储水容器,储水量应足够一次连续浇筑的使用量。应与施工现场的供电单位协调好,临时用电应保证连续不间断,必要时进入一路备用电源。
2.3 关键设备备用
推荐使用1t以上的大型搅拌机,这种搅拌机故障率低,不仅使浇注作业的连续性有保障,而且可以提高作业效率。使用350L左右的搅拌机时,应有备用的设备,防止搅拌机故障而导致施工中断。插入式高频振动棒宜使用50mm直径的棒芯,振动棒是容易损坏的设备,必须有至少一套备用的振动电机和棒芯。
现场施工管理方面
施工作业是将设计图纸转化为工程实物的过程,是参与人数最多、最容易出现质量问题的过程。现场施工管理人员必须做好指导和监督工作,严格按照设计图纸进行放线、支模和浇注等施工作业。
3.1 金属锚固件焊接
金属锚固件必须双面满焊于回转窑筒体上,应按设计要求选用焊材,焊缝高度满足设计要求,保证焊接质量,不得有漏焊、开裂、夹渣、咬边等缺陷。必须分清各种材质的锚固件,不可混用、错用。为了防止错用锚固件,应在锚固件拆除包装时采用喷漆的方法做出明显的标记。
3.2 浇注施工工艺
浇注施工宜采用直线条形多次多段式整体浇注工艺,该施工工艺具有以下优点:浇注料的填料深度小,操作工人可以灵活地操控振动棒,保证每一处的浇注料都可以振动密实、排气彻底,精确控制浇注质量;模板支设在筒体底部进行,使用短钢筋即可固定模板,因填料深度小又而不易涨模;填料时只需将搅拌好的浇注料料从手推车内倒入模板内即可,大大降低了劳动强度。
3.3 物料搅拌
浇注料正式浇注施工前,应由厂家进行试搅拌[8],以验证浇注料的施工性是否满足要求,并对搅拌操作人员进行培训、指导。应使用强制搅拌机混合,操作要点如下:干料加入后,先干混3min,加3/4的水量湿混,混4min左右,视情况再加入剩下的水,但不得超过最大加水量。空气湿度、环境温度都会对浇注料的流动性、初凝时间等施工性能造成影响,浇注部位及模板的干湿情况对所拌物料的要求也存在差异,搅拌操作人员必须能够根据实际情况调整水和外加剂的加入量。在温度变化较大的情况下,技术管理人员必须旁站监督和指导物料的搅拌。搅拌浇注料加入的水应满足饮用水标准。
3.4 浇注作业
因窑体有斜度,衬体浇注时,应从窑头往窑尾方向进行,振动棒从窑头往窑尾方向移动,避免因斜度造成浇注料在重力作用下往低处滑移[9]。应边布料边振动,连续施工;振动棒不得碰撞金属锚固件、锚固砖;振动棒快进慢出,防止留下孔洞和漏振;振捣密实的标准是无大量气泡排出,不可过振,避免造成浇注料偏析。初凝的浇注料禁止使用。
已浇注好、初凝的衬体,表面严禁振打、踩踏、碾轧。在衬体浇注1h内采用插筷子、细竹竿的方式留设排气孔,这种方法有利于避免升温过快时出现浇注料剥落、炸裂现象。
养护烘烤方面
衬体的养护和烘烤是内衬工程的重要组成部分,必须引起足够的重视。好的烘烤过程是内衬达到理想的强度、硬度等理化指标的必要保证,而坏的烘烤过程会造成内衬裂纹、剥落甚至炸裂。
衬体浇注全部完成后,自然养护应达到2d以上;空气湿度在25%以下时,可以采取喷淋的方式进行湿养护,避免内衬表面的水份过快流失。
烘烤应严格按照烘烤制度进行,保证浇注料内水分的缓慢排出。升温曲线应在150、350、600℃设置保温,以利于自由水、化合水、结晶水的排出,不至于出现炸裂、剥落现象。350℃以下升温速度不宜超过5℃·h??,350~600℃升温速度不宜超过8℃·h??,600℃以上升温速度应控制在15℃·h??以内。升温曲线的制定,和窑体测温点的设置位置有很大关系。通常情况下,升温曲线的控制是以最高测温点为依据,但在测温点设置不合理的情况下,最高测温点不是窑内的最高温度点。这个时候就需要对升温曲线进行适当的调整,调整的原则是控制最高温度点符合升温曲线,方法是升温速度不变,将保温时间调高30~50℃。
由于回转窑内的温度场是从窑头向窑尾连续变化的,各个测温点的温度并不能很好的反映窑体内衬各处的温度变化(测温点加密可以一定程度的改善),所以还应该把握一个原则:内衬水份的排出速度不宜过快。具体方法为:在热烟气排出通道上设置冷凝板,当冷凝水较多时,应降低升温速度或者保温,待冷凝水减少后,说明在当前温度条件下内衬水分已经彻底排出,可以恢复升温。
结  语
本文从内衬结构设计、人员机具准备、现场施工管理、养护烘烤等方面对回转窑整体内衬工程的控制要点进行了论述。内衬结构设计是减少热应力破坏、解决保温层被掏空等问题的根本方法。人员机具准备是施工连续进行的保证。现场施工管理是实现质量目标的关键,也是整个工程中的难点。良好的养护和烘烤过程是内衬长寿命必不可少的步骤。