1、酒钢 1 号高炉热风炉耐火材料内衬砌筑工程 施工组织设计1酒钢 1#高炉热风炉技术改造耐火材料内衬砌筑工程施工组织设计1、编制说明由于 1 号高炉热风炉系统原来由包钢设计院设计，现在由武汉钢铁设计院设计，这部分有关技术资料、图纸不齐全。所以，在编写过程中，我们主要结合武钢高炉大修改造工程的施工方式，加以综合，并根据以往高炉施工的成熟经验编制而成。在编制过程中，受技术资料不全的限制，难免有一些缺陷，我们将在图纸、技术资料到齐后，再予以修改、补充。编制依据： 酒钢 1#热风炉改造施工承包合同技术附件及初步设计； 国家现行有关规范 GBJ21187工业炉砌筑工程施工及验收规范 ； GB5030992
2、工业炉砌筑工程质量检验评定标准 ； GB/T19002ISO9002 质量体系标准； 原冶金部（94）冶建字 079 号文； 建设部第 29 号令建筑工程质量管理办法 。 其它有关资料：武钢几个高炉砌筑施工组织设计、作业设计、1994 年新版工业炉手册等有关文献。2、工程概况酒钢 1 号高炉（1800m 3）热风炉系统技术改造工程由武汉设计院总承包，其改造内容为：将原有热风炉 4 座全部折除，利用 1#、2#、3#热风炉基础新建3 座热风炉，原 4#热风炉处新建 1 座双预热设施。热风主管改造后内径加大、标高上抬约 6m。烟气支管也由地下改为地上。新建 1 座 70m 钢筋砼结构烟囱。2.1
3、炉型参数炉型： 高温长寿内燃式热风炉热风炉筒身直径： 9.34 m拱顶园柱段直径： 10.74 m蓄热室面积： 36.8 m2酒钢 1 号高炉热风炉耐火材料内衬砌筑工程 施工组织设计2燃烧室面积： 10.5 m2每座热风炉加热面积： 51000 m 22.2 结构特点2.2.1 热风炉结构形式1 采用自立式悬链线拱顶：拱顶与热风炉墙体分开，其重量由设在炉壳内壁的金属托架分层支承。在拱顶内衬与墙体之间设置滑动缝，避免墙体与拱顶内衬相对位移产生阻力起破坏作用。高温内燃式拱顶耐火砖采用板块结构可以吸收拱顶砌体的热膨胀，消除温差应力破坏。 “眼睛”形燃烧室：燃烧室独立于热风炉内，与大墙完全脱开。采用滑
4、动结构，内设滑动缝，将燃烧室周围的砌体分成几个区段，各区段砌体自由膨胀。 自立式燃烧室隔墙结构：隔墙是组合式的自立式结构，为加强密封，隔墙内设置密封耐热钢板，具有绝热、密封、滑动功能。2.2.2 热风炉内衬砌筑结构热风炉内衬采用膨胀结构和滑动结构。耐火砖的相互锁紧结构加强内衬整体稳定性。孔洞处采用组合砖砌筑。蓄热室采用七孔（三定位）高效格子砖，每块格子砖上下表面分别设有凸台和凹槽，保证格子砖准确定位，相互错砌，防止格子砖水平移动和旋转运动。2.2.3 内衬耐火材料 高温区（约 1200以上，上部 8m）采用高温稳定性好的硅质格子砖； 工作温度在 12001000的区域采用低蠕变率的致密高铝格子
5、砖； 工作温度在 1000850的区域采用低蠕变率的粘土格子砖； 工作温度在 850以下的区域采用粘土格子砖； 炉篦子上部 0.8m 采用红子柱石高铝格子； 火井燃烧区域采用抗热震性能好的红柱石高铝砖砌筑火井保护墙； 燃烧器上部（煤气通道缩口段以上，空气及煤气出口分配帽）采用抗热震性好的堇青石砖； 煤气通道缩口段以下用致密粘土砖（ZGM-42） ； 空气道下部采用高铝砖（RL-55） ；酒钢 1 号高炉热风炉耐火材料内衬砌筑工程 施工组织设计3 燃烧器底部用粘土砖（RN-40） 。热风炉各部位内衬耐火材料部 位 耐 火 材 料 使 用 情 况拱 顶 硅砖+轻质高铝砖+ 轻质粘土砖 +喷涂料高温
6、区 硅质格子砖中温区 低蠕变高铝格子砖格 子 砖 低温区 粘土格子砖高温区 硅砖+轻质高铝砖+ 轻质粘土砖 +喷涂料热震区 低蠕变高铝砖+轻质高铝砖+ 轻质粘土砖+喷涂料在燃烧器上部两侧加砌：抗热震高铝保护砖燃 烧 室低温区 粘土砖+轻质粘土砖 +喷涂料高温区 硅砖+轻质高铝砖+ 轻质粘土砖 +喷涂料中温区 低蠕变高铝砖、高铝砖+轻质粘土砖+ 喷涂料蓄 热 室 低温区 粘土砖+轻质粘土砖 +喷涂料燃烧室侧 上部采用硅砖；温度变化大（热震）的中部采用低蠕变高铝砖；下部采用粘土砖。隔墙工作层 蓄热室侧 上部采用硅砖；中部采用低蠕变高铝、高铝砖；下部采用粘土砖。上 部 硅砖中 部 燃烧室侧为轻质高铝
7、砖；蓄热室侧为轻质高铝砖、轻质粘土砖隔墙非工作层下部 轻质粘土砖热风炉主要耐火材料量序号 项 目 名 称单位 数 量 备 注1 格子砖部分 t 5708.8 合 计1.1 红柱石格子砖 HLE2.55( 起步 8 层) t 137.51.2 粘土格子砖 RN422.2 t 2426.31.3 低蠕变粘土格子砖 RN412.2 t 887.7酒钢 1 号高炉热风炉耐火材料内衬砌筑工程 施工组织设计4序号 项 目 名 称单位 数 量 备 注1.4 低蠕变高铝格子砖 DLD t 1264.91.5 硅质格子砖 S211.85 t 992.42 燃烧器部分 t 2752.1 燃烧器粘土砖 ZGN42
8、t 342.2 燃烧器耐火砖 WR50 t 64.32.3 燃烧器耐火砖 RL55 t 50.52.4 燃烧器耐火砖 RN40 t 126.23 拱顶部分 t 514 合 计3.1 内环耐火砖 S211.85拱顶直筒部分 t 116.9拱顶半球部分 t 1173.2 中环耐火砖 IH1.0拱顶直筒部分 t 29.7拱顶半球部分 t 1173.3 外环耐火砖 LG0.8拱顶直筒部分 t 31拱顶半球部分 t 102.44 热风炉直筒部分 t 4386.4 合 计4.1 轻质粘土砖 NG0.8 t 422.274.2 轻质高铝砖 IH1.0 t 225.174.3 轻质高铝砖 LG0.8 t 12
9、2.954.4 粘土耐火砖 RN422.2 t 1171.84.5 红柱石砖 HLD2.55( 抗热震 ) t 528.294.6 高铝砖 RL652.65 t 638.384.7 低蠕变砖 DLB2.65 t 592.424.8 硅砖 S21 t 685.125 不定型耐火材料 t 1089.3 合 计5.1 耐火浇注料 G2N t 208.75.2 轻质喷涂料 CL130G1.4 t 507.95.3 耐酸喷涂料 MIX687G 直筒分布 t酒钢 1 号高炉热风炉耐火材料内衬砌筑工程 施工组织设计5序号 项 目 名 称单位 数 量 备 注5.4 拱顶喷涂料 t 172.55.5 捣打料 S
10、IC 2.2 t 65.35.6 热抗震浇注料（燃烧器处） t 98.75.7 耐火纤维毡 PMF1.128 t 36.26 泥浆 t 658.98 合 计6.1 磷酸盐耐火泥浆 NP45 t 139.636.2 磷酸盐耐火泥浆 LP70 t 121.716.3 磷酸盐隔热耐火泥浆 GN2 t 1166.4 磷酸盐隔热耐火泥浆 GL2 t 172.96.5 硅质耐火泥浆 t 108.74总 计 t 12357.482.3 工程特点：由于工程在不停产状态下进行，所以每次只能停一座炉，其它仍在生产。一座炉折完并重新修建完，立即投入生产，再停另一座炉，再拆炉、修建，直至三座炉全部修建完毕，并投入生产
11、使用。一般来说，由于热风炉在改建时受用地限制，平面较为紧张，且多种专业穿插施工。工程实物量大，故平面紧张是一个突出的矛盾，对施工进展影响较大。工期紧：需各种资源高效、紧密配合，严密、科学组织。投入大：热风炉工程实物量约 4000t/座，且安排、组织的人力多，作业班次多，机具使用台数多。多层次作业：各专业交叉施工，穿插作业。施工技术、标准要求高：陶瓷燃烧器砌筑、拱顶喷涂、砌筑及组合砖的砌筑均是难度较大、质量标准要求高的关键部位，需要有高技能、有经验的高级作业人员操作。材料管理难度大：材料量大，种类多。材料在运输、砌筑过程中，易发生差错、破损。严格组织、规划管理是控制出现差错的有效措施，要严格控制
12、运输程序，防止破损，给业主节约外汇支出。2.4 工程主要技术难度：酒钢 1 号高炉热风炉耐火材料内衬砌筑工程 施工组织设计6工程的主要难度在于管道的连接上。因要保证生产，新炉管道必须与旧炉管道保持连接畅通，此环节关系到一系列问题：(1) 连接时必须停炉一段时间，以保证安全施工；(2) 连接处接口难度大；(3) 接口砖砌筑难度大；正式投产前还须停炉拆掉旧管段，恢复新管段。由于工程是在不停产状态下一座、一座炉地施工，故工期相对较长，各项工序反复交错进行，进一步加大了施工难度。2.5 主要工序施工顺序(1) 1#炉拆除、安装、砌筑、烘炉、投产；(2) 2#炉拆除、安装、砌筑、烘炉、投产；(3) 3#
13、炉拆除、4#炉拆除，3#炉安装、砌筑、烘炉、投产。3、炉内砌筑应具备的条件3.1 热风炉炉壳安装、焊接质量检验合格，并有验收记录；3.2 炉篦柱、炉篦子安装完毕，且符合设计要求；3.3 烟道出口、热风出口、煤气出口、空气出口、测温、测压孔及人孔短管焊接、安装质量检验合格，并有验收记录；3.4 炉子中心线、标高、测量标志、测量控制点记录已移交下道工序施工单位；3.5 锚固件安装、焊接质量检验合格、验收记录及同意隐蔽记录；3.6 所供的耐火材料材质合格证书、使用说明书已交付施工单位；3.7 各种工程材料均已到达建设单位耐材仓库。4、施工部署4.1 完成各种耐火材料的抽检和验收工作，重点部位有：各口
14、组合砖的检查验收；陶瓷燃烧器的组装验配及开箱商检；拱顶工作层砖的组装验配（包括直筒段工作层） ；此外，根据我们以往经验，还应进行如下工作：燃烧室部位各断面组装检验；格子砖第一层与炉篦子的验孔检查；酒钢 1 号高炉热风炉耐火材料内衬砌筑工程 施工组织设计7各生产厂生产的格子砖厚度尺寸及各孔尺寸的抽查。4.2 围绕指挥部的统一部署开展各项工作：根据指挥部安排的网络工期及要求制定作业方案；配合其它专业进行前期施工穿插作业。4.3 做好技术准备工作：内衬砌筑参照现有的国家施工规范及验收标准、操作规程和设计规定来进行技术准备工作。采用的新材料、新工艺等要进行试验工作和技术吸收消化工作。4.4 施工工序安
15、排4.5 工期目标我公司本着以“质量、工期、服务”为宗旨的指导思想，以创全优工程为核心。同时，在保证工期安排紧凑、工序衔接情况下，尽可能以最短的工期提前完成施工任务。围绕这个目标，在前期阶段，我公司还将积极协助配合业主进行各项工作，促使各个环节的每项工作顺利进行。4.6 主要工期保证措施：为满足用户在工期进度上的要求，根据以往热风炉新建、改建、扩建的经验，我们安排热风炉内衬砌筑在炉体结构安装到拱帽根部“S”弯下部时（炉篦子安装已完成）与上部结构安装同时进行（穿插施工） 。由于上部拱顶结构需继续进行安装，拟在“S ”弯下部布置一道金属保护棚，同时满足双层施工作业要求（见图 1） 。热风主管结构部
16、份交付下道工序后，内衬砌筑与 1#炉炉体内衬砌筑同时进行，但必须在 1#炉烘炉前砌筑完毕。1#炉砌筑热风主管砌筑新旧热风主管连接及砌筑新旧烟道支管连接及砌筑2#炉砌筑新旧热风主管连接及砌筑新旧烟道支管连接及砌筑3#炉砌筑新热风主管连接及砌筑新烟道管连接及砌筑酒钢 1 号高炉热风炉耐火材料内衬砌筑工程 施工组织设计84.7 平面布置：为达到上述目标，应统筹安排专业施工队伍施工时所需的平面及其布置。如结构安装时，大型吊装机具及组装平台尽可能布置在热风炉燃烧室一侧。为内衬上场施工预留出一定的平面（见图 2） 。且主烟道系统，烟气预热装置、冷风管道、煤气管道、煤气预热装置尽可能在炉体内衬施工完成后进行
17、（基础部分可先完成） 。以免形成对内衬施工的干扰。内衬施工工艺拟按多层穿插作业施工方案考虑，其流程如下：“S”弯下部内衬施工工艺“S”弯上部内衬施工工艺安装“S”弯根部保护棚“S”弯下部喷涂（保护棚以下）炉篦子下部砌筑大临设施、喷涂站搭设炉篦子上部至保护棚下砌筑保护棚以上及拱顶喷涂拆保护棚 保护棚处炉壳喷涂搭设燃烧室保护棚、安装燃烧室吊盘“S”弯以上及拱顶砌筑陶瓷燃烧室砌筑酒钢 1 号高炉热风炉耐火材料内衬砌筑工程 施工组织设计9按内衬施工要求，耐火材料需有较大的平面堆放。内衬喷涂材料直接用高压料管输送到炉内各作业面。炉衬砌筑材料则使用提升塔架进行垂直运输，并通过连接平台进入炉内。连接平台以炉
18、篦子高度为基点，按 4m4.5m 高度安装一层平台（“S ”弯处除外，见图 2） ，至拱顶人孔处为止。约 8 层平台，需在每层平台炉壳上各开一个 1000mm1000mm 的进料孔（孔四周倒圆角，R=100mm） 。4.8 运输方案4.8.1 现场耐火材料堆放在塔架一侧的 12m 跨金属保护大棚内（见图 1） 。从甲方仓库运至现场的耐火材料采用汽车运输，叉车进行装卸并运至大棚内。4.8.2 热风主管道耐火材料水平运输方式同上，材料主要堆放在管道区域附近。垂直运输采用运输塔架，塔架用钢平台与管道平台连接。5、热风炉内衬喷涂5.1 主要设施：喷涂站位置尽量靠近热风炉，并有保证原材料运输的通道，面积
19、约 200 m2。主要储备一定的喷涂料及放置搅拌、喷涂设备。喷涂站要具有防雨、雪和防潮功能。5.2 施工方案：“S”弯根部以下炉壳喷涂：分两段，炉篦子以下及炉篦子以上。炉篦子以下部位采用脚手架进行喷涂。炉篦子以上部位采用钢吊盘进行喷涂（见图 3） 。吊盘 4 个吊点挂在保护棚主梁上，另安装 4 根保险绳吊点。提升方式采用倒链式或在保护棚下设 22 滑轮组吊点，用 3t 卷扬机提升吊盘。具体实施时应根据实际情况确定。喷涂顺序可由上至下分段进行。“S”弯上部喷涂：在保护棚上部搭设满堂脚手架，由下至上分段进行。半球部分最后喷涂（见图 3） 。5.3 喷涂层设计厚度控制：方格网板控制法；原理为“在每段
20、炉壳上按适当的间距划分喷涂区域，并用纵向板条分割。板条厚度同喷涂层设计厚度。用弧度刮板以板条为导轨，进行喷涂层厚度控制” 。5.4 喷涂作业：喷涂作业是较重要的一道工序，对于炉体来说，喷涂质量往往影响到炉体的密封性能和保温性能。喷涂作业连续性强，喷涂操作时要根据喷涂料的输送酒钢 1 号高炉热风炉耐火材料内衬砌筑工程 施工组织设计10距离、高度及时调节风压和加水量。因此，喷枪手应由技术熟练者担任。喷涂前应准备好的工作：锚固钉的检查：主要检查锚固钉根部是否焊牢，其根部有无熔断、脱焊现象，布置是否符合设计尺寸要求。一般锚固钉应呈梅花状分布。使用手锤将锚固钉打弯不脱落为质量符合要求。喷涂设备的调试：风
21、压、水压能达到规定的标准值，设备运转应良好等，安装好后应进行负荷试车。喷涂材料的准备：喷涂料的数量应能满足连续作业要求，配比应按要求严格控制，喷涂前进行喷涂试验。喷涂设施的完成情况：吊盘应进行试重，上下提升运行情况良好，且保险绳、提升吊点等经检查得到安全确认，上下通讯联络信号畅通。喷涂控制装置：网格板应安装完毕且经检查确认符合要求、标准。上述工作完成后的喷涂操作：由喷枪手通知搅拌开始，搅拌者按喷涂料说明书要求进行搅拌操作，搅拌好的料送入喷涂机内，由空压机送风至喷涂机内，打开喷涂机阀送风、送料。喷涂操作者在开喷前，用高压风吹扫喷涂面并用水湿润后可开始喷涂。通知下面开阀送料。喷涂操作顺序应为：“送
22、风、送水、送料” 。停喷时则相反。直筒段喷涂可由上而下、从左至右，按 300400mm 划圆循环渐进移动，每次喷涂厚度控制在 4050 mm 左右。超过此厚度可通过逐步循环方式达到。拱顶喷涂层厚度形成应由下划圆进行。喷涂距离一般为 1.01.2m，根据喷涂距离随时调整风压、水压；喷涂效果应以喷涂料表面微微滴水为佳，喷涂厚度大于 50 mm 的，可以分两次喷涂，相隔喷涂时间不得超过初凝时间。喷涂施工缝应留设在每段或方格网的接头处。喷涂中断和停电、停料时应将喷涂中断处拉毛，续喷时，先用水将原喷涂层接头处湿润。喷涂层喷到一定的面积后，应进行粗修，将凸面刮平整，而后用半径规或弧度板进行精整。此外还要及时对喷涂厚度或半径尺寸进行检查，使之符合设计要求。5.5 质量要求：使用的材质应符合设计要求，合格证与代表的批量相符；材料使用前要有说明书，搅拌时按配比计量加料；喷涂料的堆置应防湿、防潮，各种材料严禁混置堆放；
