三次风管直管段复合衬里砌筑工艺与关键控制点
在工业窑炉系统中,三次风管作为不动体设备,其稳定运行至关重要。其内衬的设计与施工质量直接影响系统的隔热效果、结构稳定性及使用寿命。通常,三次风管的直管段采用复合性衬里结构,这是一种由隔热层和工作层构成的精巧设计。
该复合衬里的隔热层一般选用硅酸钙板,而工作层则根据部位不同,采用不同的耐火材料:规则段节通常使用高强耐碱砖砌筑,不规则段节则采用高强耐碱浇注料进行浇注。为确保结构稳固,相邻段节的衬里之间会设置挡砖圈。
施工核心参数
具体的施工参数因窑径和风管内径的差异而有所变化,设计细节需严格遵循。下表列出了不同规格下的内衬配置方案。
表1 三次风管内衬设置
窑径/m |
风管内径/m |
衬里厚度 |
规格 |
灰缝/mm |
配比/块 |
锁砖板/块/环 |
砌筑方法 |
隔热层/mm |
耐火层/mm |
Φ4 |
Φ2.3 |
2×41 |
114 |
DB |
2.5 |
76 |
≤3 |
环向 错缝 |
Φ2.2 |
80 |
P9: P10 |
10: 51 |
Φ4.8 |
Φ3.1 |
2×41 |
C2 |
95 |
Φ3.2 |
115 |
TP1: TP2 |
16: 73 |
Φ5.6 |
Φ2.03 |
41 |
S3 |
71 |
Φ2.78 |
S1 |
92 |
Φ6.0 |
Φ2.8 |
100 |
D1 |
49 |
Φ3.75 |
D2 |
28 |
Φ3.35 |
40 |
D1 |
41 |
Φ6.0 |
Φ3.35 |
D2 |
63 |
Φ2.03 |
SW1 |
109 |
Φ2.03 |
SW2 |
71 |
标准化施工工序
三次风管的衬里砌筑是一个环环相扣的系统工程,任何一步的疏忽都可能导致最终质量不达标。其标准作业流程如下:
- 前期检查与交接:施工前,必须对风管的中心线、圆度、焊缝、挡砖圈、膨胀节、人孔门及测温孔等进行全面检查,确认其具备筑炉条件后,办理设备安装的“工序交接证明书”。
- 隔热层施工:依次完成下半环和上半环硅酸钙板的铺贴。
- 工作层砌筑(砖砌部分):
- 进行耐碱砖铺底。
- 架设木拱胎,为上半环砌筑提供支撑。
- 开始上半环的砌筑。
- 使用压紧装置对整环砖进行预压紧。
- 在木拱上对上半环砖进行找平,并用木楔楔紧两侧。
- 拆除压紧装置,在顶部的 60° 弧长范围内进行锁口作业。
- 利用锁砖钢板最终加紧,并拆除木楔及木拱。
- 工作层施工(浇注部分):
- 对挡砖圈前的砖进行加工处理。
- 在挡砖圈处安装锚固件。
- 支设模板,浇注下半环的高强耐碱浇注料。
- 在壳体顶部开设浇注孔,支设上半环模板并完成浇注。
- 对浇注孔进行封闭密实处理。
- 收尾与交验:清理风管内部,进行最终质量检查,并办理交验手续。
关键技术控制点
1. 硅酸钙板的砌筑要点
硅酸钙板作为隔热层,其施工质量直接影响两大功能:一是实现高效隔热,二是防止碱性气体侵蚀金属壳体。因此,其施工必须满足两个核心要求:功能性和平整度。
- 材料状态控制:硅酸钙板的干燥至关重要。任何受潮或未完全干燥的板材都禁止使用。
- 粘结剂的选用与调制:砌筑应采用特制的高温粘结火泥(如 BP-1)。为最大限度保持硅酸钙板的干燥,严禁直接用水调和火泥,必须使用水玻璃拌至最佳施工稠度。
- 铺贴工艺:铺贴时需沿壳体内壁平滑进行。砌好的隔热层应牢固紧贴壳体,灰缝宽度不得大于 2.5 mm。若壳体存在局部变形或焊缝超高,需通过火泥找平、板材切缝或局部铲层等方式进行补偿,最终确保整个隔热层表面光滑平整,为后续耐火砖砌筑提供一个理想的基面。
2. 高强耐碱砖的砌筑要点
高强耐碱砖工作层的核心目标是构筑一个紧密、完整、抗侵蚀的结构环。
- 基准线控制:施工前必须做好放线工作。通常需要在风管内部放出一条纵向基准线,并以挡砖圈为基准设定环向控制线,确保砌筑的精准性。
- 砌筑手法:严格按照设计配比选用砖型,采用环向错缝法砌筑,原则上不允许出现爬坡现象。每一块砖都必须紧贴硅酸钙板表面,且砖缝需均匀饱满,横、竖缝的宽度都应严格控制在 ≤2.5mm。
- 砖材加工规范:对于挡砖圈前的最后一环,不可避免地需要进行砖材加工。加工必须使用切砖机,且切割后的砖长度必须保留原砖长度的 50% 以上,以保证其结构强度。
- 锁口工艺:锁口是环形砌体的灵魂。在封口前,必须使用压紧装置将整环砖体压紧,消除松动。锁口时,严禁通过加大灰缝厚度或滥用锁砖板(钢板)的方式来弥补尺寸偏差。正确的做法是加工锁口砖,加工后的锁口砖厚度不得小于原砖厚的 70%。
- 锁砖板的使用:锁砖板应均匀分布在顶部 60° 的锁砖区内,通常每隔 2至3块砖插入一块,每环用量决不能多于3块。严禁将锁砖板插入锁口砖的边缘缝或加工砖的加工面缝隙中。
整个砌筑过程对材料性能和施工工艺的要求都极为苛刻。要确保最终成品质量,对进场的高强耐碱砖等耐火材料进行严格的物理性能检测是必不可少的前置环节。
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- 膨胀缝处理:砖砌体完成后,使用火泥与耐火纤维棉的混合物,填充每道挡砖圈处预留的膨胀缝,以吸收热胀冷缩带来的应力。