车底式炭素焙烧炉施工技术应用
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摘要：随着国家大力推行节能环保变革，新材料新技术的不断出现推广应用，炭素焙烧炉的设计又有了新的突破形式，内衬材料大量采用了更加节能的锆铝陶瓷纤维保温材料,改变了传统的坑式结构为车底式炉车结构，借助炉车平台炉车可以推进拉出炉体内，生产应用更灵活方便。施工技术方法也有了新的变化，在此介绍和大家进行交流。
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
工程概况：
车底式炭素焙烧炉是一种新型的炭素制品的生产焙烧设备，电极生坯先由装卸站装入相应规格的钢筒中，生坯四周装入填充料，应稍加振动以提高填充料的密实度。钢筒垂直放置在炉车上，由转运机车将炉车拉进车底炉内，然后关闭由电动机经减速机构传动或液压升降机构启闭的炉门，所有工序准备就绪即可点火进行焙烧。
车底式炭素焙烧炉主要由炉车和炉体两大部分组成。炉内温度在850℃左右，故炉体内衬主要为锆铝陶瓷纤维模块，粘土耐火砖和耐火可塑料只占小部分。台砖下部工作面采用粘土砖砌筑，保温层采用轻质砖砌筑。炉墙中部有一环采用锚固砖锚固的耐火可塑料。平铺层选用耐火度为1000℃的陶瓷纤维毯，炉墙其它部分全部选用耐火度在1200℃的陶瓷纤维模块构成，炉顶及炉门亦采用锚固陶瓷纤维模块。
车底式炭素焙烧炉为微正压操作，要求骨架各侧面钢板焊接连续、密闭，炉门密封面平整、密闭；制作完毕，各水冷部件（门框、炉门）应进行水压试验，试验压力为0.6MPa；设备安装完毕后，要进行金属表面除锈和清理，然后在所有外露金属表面刷红丹醇酸防锈漆和铝粉醇酸耐热漆各一遍；炉门夹紧装置和炉门升降装置要安全灵活。
二、施工工艺流程：
三、车底式焙烧炉主要施工方法：
（一）炉车的施工：
首先检查炉车底板的尺寸、平整度，清扫，按图纸设计尺寸在侧边弹出第一层轻质浇注料的厚度线，炉车长有17.4米，宽为5.34米，故分成8段间隔进行浇注，接头的位置用塑料薄膜隔开。待第一层轻质浇注料硬化干燥后，拉线砌筑侧围、围角异形砖，此为干砌，两端头每隔10块砖留一道6mm的膨胀缝；两长侧每隔15块侧围砖留一道6mm的膨胀缝。第二层轻质浇注料分段处要与第一层错开200mm左右，保证施工缝不在一条线上，轻质浇注料和砖交接处要小心振捣密实。在周围砖上弹出耐火浇注料层高线，再浇注一层耐火浇注料。在第二层轻质浇注料上满铺一层塑料薄膜，与耐火浇注料隔离开，用铝合金刮尺刮平表面，适当收光，在表面要放椭圆柱砖的中心线，保证椭圆柱砖砌筑的平整度。以炉顶3台风机中心轴为基准，按纵横间隔要求呈辐射状布置，Ø1372风机叶片轮廓正下方范围内不砌筑椭圆柱砖。整个炉车椭圆柱砖表面高差控制在5mm范围。椭圆柱砖砌筑合格后下部包30mm高的陶瓷纤维纸，再在耐火浇注料表面浇注20mm厚相同耐火浇注料将砖包裹住，防止砖位移、倒下。（炉车内衬结构图附后）
（二）、炉体内部的施工：
若车底式炉车推入炉内，则用薄钢板铺在椭圆柱砖上，方便炉墙施工操作，同时钢板起到保护炉车砖和耐火浇注料的作用。检查炉车与炉壁的尺寸偏差，要保证炉车与炉壁砖的间隙。满膛支设活动脚手架（若无炉车则从基础多搭设一步脚手架1500mm），架子上铺设跳板，再满铺设竹胶模板，保证炉顶锚固件焊接及模块安装人员安全。
炉内两侧及后端部于砖托板上设计有6层砖齐平炉车侧围砖，间隙45mm。标砖、直形砖、膨胀缝砖、拉砖、台砖组成，在6层砖于第三层设拉砖，角钢焊接在炉壳上， 0Cr18Ni9Ti拉钩固定，防止台砖外胀阻挡炉车。内侧为轻质保温砖。粘土耐火砖砌筑泥浆为PA-80和耐火泥。要保证炉车推入炉内周边与砖台40mm的间隙，炉车四周为循环水封槽，起到密闭的作用。
炉门两侧为粘土质门柱砖、标砖、拉砖组合成，共计75层高。按砌筑施工方法进行，不多叙。
活动支撑托住耐火可塑料，中心线间隔300mm焊接固定锚固砖。
炉门顶口由25组吊顶砖组成，每组3块吊顶砖，中间三组设一道5mm的膨胀缝，两端两组设一道5mm的膨胀缝，膨胀缝内夹裁剪成和吊顶砖形状一致的陶瓷纤维板。设计每组采用2个吊环螺栓一头固定在炉顶一头由耐热圆钢穿进吊顶砖砖眼固定。其余部位都为陶瓷纤维模块。
1、6层砖砌筑完后用角向磨光机对钢板内壁进行除锈处理，按图纸模块间距在炉壳上放线，检查尺寸无误然后才能焊接锚固钉。锚固钉垂直于炉壁一圈满焊，相邻锚固钉中心线之间的偏差小于3mm，钉垂直度偏差小于2mm，焊后逐个用木锤敲击检查，同时清除焊渣，松动的需重新焊接。
2、陶瓷纤维衬里的施工需在相关技术人员的监督指导下进行。施工时先将模块的卡眼穿进锚固钉，然后用一根6mm的带有内丝扣的钢棒套进锚固钉的小丝扣，另外还有一把特制空心套筒扳手将一颗螺丝送进去，把螺丝上到锚固钉上上紧至满扣，这样模块就固定在炉壁上了。
3、施工时平铺层采用两层20mm高纯纤维毯压缩至25mm，一层与二层之间铺一层0.1mm厚铝箔层，铝箔搭接100mm，15mm平铺层采用20mm高纯纤维毯压缩，并用快速卡片间隔固定，铺设时两层平铺毯之间错缝间距不得小于100mm。
4、炉顶模块施工过程中补偿纤维毯采用一层20mm锆铝型纤维毯对折压缩至设计要求，并用u型钉固定，间距约600mm。
5、施工过程中开孔及异形部位现场处理，如烧嘴、观察孔位置的纤维模块要根据形状修整。炉顶高温风机周围缝隙纤维模块的填塞，要使用耐热钢筋穿插固定，防止掉落。
6、施工完毕后陶瓷纤维衬里表面要进行处理修整，并涂刷一层耐火涂料。
陶瓷纤维模块是由纤维毯折叠捆扎而成大小不同的尺寸，纤维模块在解除捆扎后会在不同方向上相互挤紧；其弹性可以弥补炉壳的变形，使得组件之间不产生缝隙；低导热性能带来高的节能效果；具有抵抗相应热冲击的能力；衬体无需烘干和养护，所以安装好以后便可立即投入使用；锚固系统远离组件的热面，使得金属锚固件处在相对低的温度下。
陶瓷纤维模块具有的良好耐火隔热效果，提高了炉窑隔热耐火的整体性，推动了窑炉砌筑技术的进步，简化和加快了耐火度在1000度以下的炉窑的施工。
四、施工要求和质量保证措施：
㈠、耐火砖砌筑要求：
砖面之间的接缝厚度≤2mm，砖端面之间的接缝厚度≤2mm，砖侧面之间的接缝厚度≤1.5mm；按图正确留设膨胀缝。
每砌筑十层检查一次标高、平整度，要求在公差（±2mm）范围内，并形成检查记录，确认后进入下一程序。
砌筑后，炉膛与炉体的尺寸按国家标准执行；
在内衬砖表面接缝，每5m2表面抽检不少于10个点；
吊挂砖内表面应平整，错牙不应超过3mm。
㈡、保温砖砌筑要求：
本炉使用的隔热保温砖全部采用干砌砌筑，砖缝厚度≤2mm。要求错缝砌筑。
管道内衬需设置拱胎，采用耐火泥砌筑。砌筑后，内径尺寸检验按现行国家标准执行。
㈢、可塑料施工要求：
可塑料内衬应密实、均一，与锚固砖咬合紧密，施工缝应留设在锚固砖中心线处。纵向设置3道施工缝，端头设置1道
可塑料内衬受热面应开设φ4～6mm的通气孔，孔的间距宜为150～230mm，孔的位置宜在两个锚固砖中间，深度宜为内衬厚度的1/2～2/3。
㈣、陶瓷纤维模块及陶瓷纤维毯施工要求：
相邻的模块应挤紧，不应有模块交叉角的窜气缝。
锚固件的安装应正确，误差不应超过±3mm。
陶瓷纤维毯应在炉墙拐角、炉墙与砌体或其他耐火炉料的连接处相互交错，不应出现通缝。
㈤、砌体施工要点：
1. 砌筑前先将炉壳按标高找平，按图纸放出墙体线，并按砌体尺寸和灰缝厚度，计算皮数和排数。
2.砌筑质量要求灰缝横平竖直，灰缝饱满，墙体要求垂直度，平整度满足现行规范要求。
3.按图纸要求设置与炉壳连接的拉砖，并焊接好拉砖钩钢板。
4.砂浆强度满足要求且具有较好的和易性。
5.墙体预留孔洞，管道、沟槽和预埋件，在砌筑时预留和预埋。
5.随时检查砖缝、标高、平整度和内空尺寸。
6.按图纸要求填充膨胀缝。
结论：陶瓷纤维模块具有的良好耐火隔热效果，提高了炉窑隔热耐火的整体性，推动了窑炉砌筑技术的进步，简化和加快了耐火度在1000度以下的炉窑的施工。炉门部位采用粘土耐火砖结合，弥补了模块的强度不足，从而保证了炉门部位的密封性能。
炉车内衬结构图