煅烧活性石灰用竖式预热器砌筑施工技术

徐彬 乔斌

（洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司，洛阳471039）

煅烧活性石灰用竖式预热器砌筑施工技术

徐彬 乔斌

（洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司，洛阳471039）

基于目前对活性石灰用竖式预热器砌筑方法缺少系统性研究，为了砌筑工作有目的性和针对性、提高施工效率，采用竖式预热器砌筑施工技术。对竖式预热器砌筑工作的施工要点、浇注料及注意事项进行详细的阐述。采用该技术施工缩短了施工周期，预热器使用寿命提高，减少了设备检修率，为以后的施工工作提供了借鉴。

竖式预热器耐火砖浇注砌筑施工

1 前言

目前应用于国内外煅烧活性石灰系统主要由竖式预热器、回转窑和竖式冷却器三大主机构成。其中竖式预热器是利用回转窑产生的高温尾气预热矿石，使之达到一定温度，既充分利用了余热，提高了能源利用率，又使矿石预分解，减少了物料在回转窑内停留时间，提高了设备生产率。因此，竖式预热器在石灰烧成系统中占据非常重要的部分。目前回转窑的砌筑施工技术和工艺通过前人的大量研究与实践工作，已趋于成熟，而作为烧成系统中的竖式预热器的砌筑施工技术却相对较少。造成这种情况的原因，主要是由于竖式预热器应用较晚，设备结构更新较快。随之带来的就是砌筑结构型式的不断更新：从原有的圆拱顶结构发展为目前的平顶结构；从原来的落地式砌筑隔墙发展为现有的悬空式隔墙。目前的竖式预热器结构型式已基本定型，因此相应的砌筑型式也不会有较大的变化。

竖式预热器机械设备的结构相对复杂，造成了其砌筑材料品种较多，加上施工空间的限制，因此相对于回转窑，竖式预热器的砌筑施工更为困难，施工周期更长。本文是基于目前国内外普遍应用的竖式预热器独立分仓结构进行的砌筑施工技术研究与探讨，希望能抛砖引玉，以利于竖式预热器砌筑施工技术的研究和发展。

2 竖式预热器的砌筑

竖式预热器的砌筑主要包括预热器本体、下部加料室和悬挂吊顶的砌筑工作。预热器本体的砌筑又分为内墙板、外墙板、本体隔墙、顶板以及预热器底板的砌筑，其中内外墙板、本体隔墙和顶板以耐磨浇注料为主，底板以隔热砖、粘土砖和硅莫砖等耐火砖为主。下部加料室的砌筑主要由加料室溜槽、加料室本体和窑尾密封罩组成，其中加料室溜槽和窑尾密封罩以低水泥浇注料为主，加料室本体主要以隔热砖、粘土砖和碳化硅砖等耐火砖为主。悬挂吊顶则是以吊挂砖为主，吊挂砖中间以隔热浇注料充实。

竖式预热器的整体砌筑顺序一般为从下而上砌筑，即加料室本体—加料室溜槽—竖式预热器本体。具体到每个砌筑设备部位，由于一些部位的砌筑材料的多样性及施工工期，浇注料和耐火砖有时在特定部位需要进行交叉砌筑。本文按照浇注料和耐火砖两大块进行分类，以便于在施工组织时有针对性。见图1。

图1 预热器砌筑结构图

2.1 浇注料

竖式预热器浇注前应先进行隔热材料的敷设和锚固钉的焊接工作，预热器内各锚固钉均需采用不锈钢焊条连续焊接，周边满焊，焊脚高度不小于锚固钉的直径。电焊机最好选用直流焊机，焊接完毕后要打掉药皮，用锤击检查是否已经焊接牢固，防止有开焊、脱落发生。锚固钉焊接间距严格按设计图纸要求，交错排列，锚固钉距侧墙距离要小于150mm。需要用硅钙板处需先敷设硅钙板再进行锚固钉的焊接。硅钙板和锚固钉在浇注前要在其表面涂刷一层沥青漆，硅钙板表面涂漆要均匀，表面覆盖率大于90%，锚固钉涂漆厚度应大于0.2mm，锚固钉头部加1mm~2mm的厚塑料套以预留膨胀间隙。悬挂吊顶在浇注前仔细检查各吊砖夹与吊挂砖之间的松紧程度，保证每个吊砖夹受力均匀。对于吊砖夹与吊挂砖之间的间隙用薄钢片塞紧。浇注用的模板要有足够的刚度和强度，防止在施工过程中变形，支模尺寸要准确。模板支设时顶撑和拉固结合，防止跑模。支设后如采用木模用铁丝或木楔拉紧，如采用钢模要用销子销紧或用电焊机点焊固定牢固。浇注料应振捣密实。振捣机具宜采用插入式振捣器或平板振动器。在特殊情况下可采用附着式振动器或人工捣固。当用插入式振捣器时，浇注层厚度不应超过振捣器作用部分长度的1.25倍；当用平板振动器时，其厚度不应超过200mm[1]。浇注完成后待产生足够的强度时方可进行脱模，脱模时间应控制在24h以上，脱模后要进行潮湿养护，养护湿度大于90%，养护温度控制在10℃~30℃之间，养护时间控制在3天以上。

预热器浇注料的选用一般在窑尾密封罩处采用轻质浇注料；在预热器本体内、外墙和隔墙处采用低水泥浇注料；在预热器本体顶板处采用轻质耐碱喷涂料；在推头导轨和加料室溜槽处采用高耐磨耐碱浇注料。各种材料的理化指标见表1~表4。

表1 轻质耐碱喷涂料（QT-QP1）

表2 低水泥浇注料（QT-LDJ50）

表3 高耐磨耐碱浇注料（QT-NMJ1）

表4 轻质浇注料理化性能（QT-QB0.8）

2.1.1 预热器本体内外墙板和隔墙的浇注

预热器内外墙板浇注时每次支设模板的高度以600mm~1000mm为宜，以便于上料和振捣成型。内外墙中部留环向膨胀缝和径向膨胀缝各一条，宽度为5mm，膨胀缝内用耐火纤维毡填塞充实，防止漏风。

预热器本体隔墙浇注时每次支模高度与本体内外墙一致，由于隔墙为悬空结构，因此底模和侧模的支撑应做好。砌筑前要检查隔墙支撑管是否已与设备本体焊接牢固，防止在砌筑施工时造成危险。隔墙与内外墙板浇注料之间留2mm膨胀缝，以耐火纤维毡填充。

2.1.2 预热器本体顶板的浇注

预热器顶板浇注在内外墙板浇注后进行，由于预热器本体内部空间狭小，且预热器顶部浇注料厚度较小，考虑支模空间不足，一般浇注料吊挂强度不够，通常采用高强喷涂料代替。每块顶板中间留放射性膨胀缝一条，宽度为5mm，膨胀缝内填充耐火纤维毡。

2.1.3 预热器本体推头导轨的浇注

预热器本体导轨的浇注一般应在预热器推头安装之前进行，如果推头已安装完毕，考虑到推头重量较大及操作空间狭小等实际情况，浇注时可分为两次浇注。先将推头退至最上端进行下部浇注，完成后将推头前进至最下端进行上部浇注，两次浇注工作时间间隔不宜过长。整个浇注的上端面应平整，不得有异状突起，且不得超出导轨上平面，防止影响推头的正常工作。

2.1.4 预热器加料室溜槽和窑尾密封罩的浇注

此两处在浇注时每次支模高度为600mm~1000mm。加料室溜槽的膨胀缝按间距2m留设，宽度为5 mm。窑尾密封罩的膨胀缝以中心放射性留设，留设间距角度为90°，宽度为5mm。膨胀缝内填充耐火纤维毡。

2.2 耐火砖

预热器内采用耐火砖的位置为预热器本体底板、加料室本体以及悬挂吊顶等三处。其中预热器本体底板和加料室本体采用的是定型耐火砖，预热器悬挂吊顶采用的是异型吊挂砖。竖式预热器按照Ⅱ类砌体进行施工，严格控制灰缝尺寸。

2.2.1 预热器本体底板和加料室本体耐火砖砌筑

预热器本体底板和加料室本体砌筑均由三层耐火砖组成，虽然砖的种类有所不同，但砌筑方法和工艺一样。预热器本体底板三层耐火砖分别是隔热砖、粘土砖和硅莫砖，加料室本体砌筑三层耐火砖分别是隔热砖、粘土砖和碳化硅砖。这两个部位与设备底板的砌筑为无缝隙接触，首先应将底板清理干净，砌筑时尽量减少泥浆侵入，防止形成滑动层。预热器本体底板为以预热器中心呈放射性多边扇形结构，加料室底板为半圆弧形结构。两处都有一定斜度。因此砌筑前应先做好下部模板支撑，由下往上砌筑。考虑到这两个部位均在物料运动路线上，在砌筑前应先做放线，以保证砌筑的平整度。这两个部位的砌筑结构特殊，均需在接口部位加工锁口砖，锁口砖严禁批量统一尺寸加工，需根据实际锁口尺寸单独加工。锁口砖加工尺寸应不小于整砖的2/3，如果实际尺寸小于整砖的2/3时，可加工邻近的砖块，以保证锁口砖的尺寸，并在砌筑时将加工过的砖块适当错开，避免加工砖块砌筑在一起。同一层前后相邻砖列和上下相邻砖层的砖缝应交错布置，以半砖为宜。

2.2.2 预热器悬挂吊顶的砌筑

预热器悬挂吊顶主要以吊挂砖为主，吊挂砖上部以隔热浇注料填充密封。悬挂吊顶吊挂砖的膨胀缝留设为2m左右间距为宜，呈井字形结构，膨胀缝宽度约6mm左右，膨胀缝内用耐火纤维毡填充结实，防止出现漏风现象。吊挂砖的砌筑灰缝用粘土火泥，灰缝应饱满充实。最外侧吊挂砖与预热器本体内墙砌体间留设5mm膨胀缝，以耐火纤维毡充实，防止漏风。

2.3 其它注意要点

竖式预热器内结构复杂、砌筑耐火材料应用品种较多，对施工人员的技术水平要求较高，因此在砌筑前要熟悉设计图纸，掌握每种材料的特性，合理制定施工顺序，采用交叉施工时要以保证砌筑质量为先，严格按照砌筑规范和图纸要求作业。竖式预热器一般都属于高空作业，因此，砌筑前应做好充分的安全保障措施。

3 结束语

到目前为止，洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司已在国内外设计制造安装了近200条活性石灰生产线。自2009年至今，我院所设计的竖式预热器砌筑已全部采用本方法实施。通过对比，不仅施工周期可以平均节约近15天，提高了砌筑施工效率，缩短了整个回转窑系统施工周期，而且，通过近2年的跟踪观察，采用本方法施工的竖式预热器（如武钢乌龙泉矿业公司的600t/d生产线、广西信发集团800t/d生产线以及江阴兴澄特钢1000t/d生产线），严格控制施工过程及施工质量，一次通过监理验收，竖式预热器内耐火材料使用到目前为止还无需进行重新砌筑，使用寿命可以提高2~3个月，减少了设备检修频率，提高了设备运转率，在节约成本的基础上还为业主增加了生产效益。

（收稿2010－08－30责编赵实鸣）

[1]GB/J211-87,工业窑炉砌筑施工及验收规范[S].

徐彬，男，2004年毕业于郑州大学机械设计制造及其自动化专业，现任职于洛阳矿山机械工程设计研究院有限公司窑炉所。

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