中型高炉炉底和炉缸内衬的砌筑施工及验收方法

孙秀海

摘要：介绍了中型高炉炉底和炉缸内衬的结构要求及其特点，并从几个方面，探讨了中型高炉炉底和炉缸内衬的砌筑施工方法及难验收方法。

关键词：中型高炉；炉底；炉缸；内衬；砌筑施工；检验

Abstract: the article introduces the blast furnace and furnace bottom medium cylinder lining structure requirements and its characteristic, and from several aspects, this paper discusses the medium blast furnace and furnace lining cylinder furnace bottom building of construction method and difficult acceptance method.

Key words: medium blast furnace; Furnace bottom; Furnace cylinder; Lined with; Laying construction; inspection

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号

中型高炉是炼铁过程中最关键的设备，其中，炉底和炉缸内衬作为高炉炉体的核心部位，确保这两部分的砌筑质量是保证中型高炉能够顺利生产的关键。鉴于此，本文重点就中型高炉炉底以及炉缸内衬的砌筑施工以及验收方法和措施进行研究。

一 中型高炉炉底和炉缸内衬的结构要求及其特点

1 炉底的封板上应分别覆盖一层厚度为94mm的炭素捣料，捣料层上覆盖两层半石墨炭砖，厚度为500mm，然后再覆盖两层相同厚度的微孔炭砖，应当注意的是，上层微孔炭砖的四周进行五层厚度为98.3mm的小块炭砖的砌筑，且微孔炭砖同小块炭砖及冷却壁见应进行炭素捣料的固定。

2 炉底采用十三层UCAP炭砖进行环砌。

3 除了环砌小块炭砖外，还应在内部进行两层高度为400mm的复合钢玉砖的立砌。

4 高炉炉缸的外侧采用厚度为114.3mm的小炭砖环砌26层，其中，内侧部分进行复合玉砖的环砌。

5 铁口处进行炭砖和组合砖进行砌筑。

6 高炉的炉底及其炉缸内衬进行粘土保护层的砌筑，以避免出现烘炉或初期开炉对炉缸内衬所产生的巨大破坏。

7 选择耐火砖块时，应先进行其外型和尺寸公差的检验，合格后通过型号进行随机取样，并对其理化性质进行测定。

8 首次取样不符合规定时，可进行复检，若第二次仍不合格，则视此批产品为废品，不可进行筑炉使用。

9 其中半石墨炭砖、微孔炭砖及复合刚玉砖等，须根据设计及其订货合同的相关要求进行预砌。

二 中型高炉炉底和炉缸内衬的砌筑施工方法

1 中型高炉炉内的测量及其画线

1）根据规定，对炉底封板的上部进行扁钢方格网的焊制，以更好地对炭素捣料层的标高及其水平度进行控制。此外，扁钢方格网的上表面应先进行刨平，应先通过螺栓进行初步固定，然后通过水平仪进行测量，并进行扁钢的调整，直至总体水平度误差不超过2 mm方可进行点焊。点焊时还应注意避免出现扁钢变形的情况。最终再次进行测量和调节，直至其全部合格。

2）对高炉炉内各砌体上表面进行标高，并进行仪器的测量，然后在炉壳上每隔45度角进行油漆的标记。

3）对高炉中心线进行精确地测定，后将其返至炉壳上，并以45度为基准，从上往下依次进行画线。进行炉缸的砌筑过程中，可采用细钢丝吊上10 kg线坠作为中心线，来对砌筑过程中所产生的半径偏差进行校正。

4）采用仪器对各铁口的中心线进行测量，并把十字线标记到冷却壁上。

2 高炉炉底进行炭素捣料的覆盖、捣固和找平

1）由于高炉炉底所覆盖的炭素捣料的水平度和标高是通过所焊接的扁钢方格网进行控制的，因此，进行捣固之前应先对扁钢方格网的水平度及其标高进行校验。

2）炭素捣料进行捣固时应逐格进行捣打。可先通过镐头进行初步压实，然后通过几支风镐分别进行捣实，直至其压缩率超过45%为止。末次铺料过程中应对捣固体高度进行严格控制，结束后将高的铲掉，低的填补，再捣固，直至压缩率达到45%为止。

3）进行最后一层的捣固时，尽量使其高出扁钢2 mm，以利于找平。找平过程通过磨平机进行磨平。先将高出部分刮出，后根据扁钢高度将高出部分铲掉，并逐格进行找平。铲平过程中，若遇到低处应进行补料，然后继续找平。直至整个捣固体表面平整度满足要求时，再通过磨平机进行磨平，直至全部合格为止。

3 高炉炉底半石墨炭砖的砌筑施工

1）此部分从炉子中间开始，砌筑之前除了进行必要场地的预留外，其他炭砖都须根据炉内具体砌筑位置顺序进行干砌，并采用木楔楔紧炭砖间及其同炉壳间的缝隙。

2）砌筑时从砌炉底中心的首块炭块开始，对其上表面水平度及其垂直度进行测定，并以此作为首排砌筑的基准，后两侧逐块进行砌筑。当首排砌完后，应采用千斤顶自两端共同顶紧，以挤出所有砌缝的泥浆，直至合格。

3）第二排砌筑时应同首排炭砖相平行，且第二排炭砖应双向进行顶紧。

4）炭砖同冷却壁间的缝隙采用木楔进行锁紧，同时将千斤顶及导向槽钢拆除，并根据顺序进行第三排炭砖的砌筑。

5）根据劳动力、施工工具、施工者的技巧及施工场的温度，每次炉底炭砖可砌筑2—4排左右。但是，应当注意的是，不管砌筑几排，砌缝都应满足规范方可开始下一步施工。

6）首层炉底砌筑结束后，半石墨炭砖同冷却壁间的缝隙应采用捣料进行填充，并进行捣实，其表面较半石墨炭砖砌体要稍稍高些，然后对炉底的上表面进行找平。

4 高炉炉底微孔炭砖的砌筑施工

高炉炉底微孔炭块同首层半石墨炭砖的砌筑施工方法，但应注意其上下层砌缝间的交角必须为45度。

5 高炉环状炉缸内衬的砌筑施工

根据小块炭砖预砌过程中的编号，依次将炭砖从铁口运送至炉内，并摆放在砌筑的相应位置上。应注意的是，双环或多环环状砌体时，须先进行内环的砌筑，然后进行外环的砌筑。砌筑过程可从铁口两侧为起点进行2、3块炭砖的砌筑，然后进行其上表面水平度及其垂直度等的检测，合格后方可沿着圆周逐布向两边进行砌筑。砌至铁口处时，应先进行铁口的砌筑，然后进行铁口两边炭块的砌筑，并在两侧通过千斤顶顶紧，同时将间隙中的木楔打紧，确保炭砖能够紧紧接触，避免已砌炭砖出现位移而导致砌缝进一步增大。

6 炭素捣料进行捣固过程的施工

各炭砖间的较大间隙均通过炭素捣料进行填补和捣固，确保其最终成为一个坚实紧密的填料体。砌完各层炭砖后进行检查，合格后根据直径进行对称分为宽度为1-1. 5 m的区段，后拔出木楔，并进行捣料的填补。

7 高炉炉底炭砖砌体找平过程的施工

将高炉炉底的圆周进行6-12等分的划分，然后将炉底中心进行连接，并进行炉底直径线的绘制，后进行表面标高基准点的测定。通过水准仪对炉底表面的平整度进行逐块检查，并对较高部分的范围进行标明，后通过铲平机将高处的砌体部分铲掉。此过程中必须注意对铲平机的吃刀量进行严格控制，避免因操作失误而导致砌体表面产生凹坑，降低整体的平整度。

三 中型高炉炉底和炉缸内衬的验收方法

1 对高炉炉底及炉衬砌缝的验收方法

对10处砌缝表面进行检查，超出规定宽度50%的砌缝不能大于4处。进行大炭砖砌体的验收过程中，通过25 mm宽，300mm长的塞尺进行测定，对于较小的炭砖砌体，可通过宽12mm的塞尺进行测量。测定过程中，大炭砖标准的插入深度是50 mm，其他均为20 mm。

2 对高炉炉底及炉衬表面平整度的验收方法

在砌体表面放一2 m的钢靠尺，在砌体同靠尺间插入20 mm宽的坡度尺，对其间隙进行测量，其水平度则可通过水平仪进行测量。高炉炉底及其炉缸表面测量点可按每10平方米进行8个点的测量，其中超过规定偏差20%的测量点不能大于3处，否则将视为不合格。

3 对炭素捣料压缩率的测定方法

将炭素捣料进行松铺，然后对其厚度（A）进行测量，捣打结束后对其压下量（B）进行测量，按下式计算压缩率δ：δ=（B /A）×100%。

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注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。