超高温竖窑检修技术改进

鲁晓欣

（攀钢集团工程技术有限公司，四川攀枝花 617000）

0 引言

超高温竖窑在耐火材料工业的应用历史久远，是制备石灰不可或缺的设备。竖窑是指上部加料下部出料连续煅烧熟料的热工设备，由窑体、加出料装置及通风设备等组成，广泛应用于煅烧各种耐火原料和石灰。

一般情况下，窑内耐火砌体会在浅表烧损砖衬表面喷涂料充当保护层。经过若干年的焙烧和投料机械冲刷，炉墙各个部位会有程度不一的烧损，有的地方烧损程度低，有的地方的破损深度已到窑壁内隔热层，如采用喷涂修补，需要喷涂500～600 mm厚的涂料。喷涂如此厚度的涂料，必须采用承重锚钉，但锚固钉在保温层上“生根”强度不够，又因太长从而导致受力承重不够，喷涂料易垮塌，因此要求锚固钉必须在耐火砖中“生根”，而“生根”的耐火砖层厚度又必须保证在标准厚度1/3 以上，才能保证锚固钉的锚固强度。在拆除过程中，要达到新砌体有足够宽的生根基础面，很容易造成“过拆”，不仅造成工期的延长，更重要的是造成材料的浪费，达不到业主喷涂检修的初衷。因此，如何解决炉窑内壁补强中的物料浪费，是亟待解决的问题。

1 传统施工工艺分析

目前修复损坏炉衬的方法有两种：一是传统的整体拆除窑内耐火砖，重新砌筑；二是采用不定型耐火材料喷涂修复炉衬。喷补修复工艺是喷涂前将窑壁清理干净，根据炉衬损坏程度选择锚固件形状、数量、设置锚固网面积等，并制定喷补各不同厚度部位的程序，但此工艺只适用于局部轻微损的修复，破损严重部位不采用此工艺。

2 改进措施

针对两种修复工艺的优缺点，在石灰石矿2#竖窑检修过程中，根据现场作业环境以及理论计算，提出改进措施。

（1）喷涂前先砌筑一层耐火砖，耐火砖与喷涂料相结合修补耐火内衬，解决大面积重度烧损不能直接喷涂的难题。

（2）采用“悬空法”砌筑耐火砖，改进耐火砖砌筑必须从底部生根的施工工艺。

3 施工工艺及原理

3.1 施工工艺

（1）待修补区域的底部沿水平方向设置底部支撑面，在底部支撑面左右两端设置环向挤压面，在环向挤压面与底部支撑面形成的框体内砌筑耐火砖，得到覆盖待修补区域的砖基墙。

（2）利用底部支撑面为新砌筑的砖基墙提供支撑力，同时利用环向挤压面对砖基墙施加环向挤压力，使砖基墙中的耐火砖紧密凝固成一个整体，不再需要从窑体底部开始砌墙也能在内壁上生根。

（3）在砖基墙上打入喷涂钉，在喷涂钉上挂网并对挂网后的砖基墙喷涂耐火层，完成竖窑耐火层的修补。

3.2 工艺原理

在砌筑部位下方选择破损不严重的部位（最好留20～30 mm 耐火砖）打入Φ6.5 mm 锚固钉，临时将第一层砖托住，环向两端加锚固钉挤紧，只要第一层耐火砖砌筑好后，上面多层砖重力通过合门砖部分分散到环向和径向方向，再加上耐火泥浆使耐火砖凝固成一个整体，这样底部第一排砖及钢钉受力就会减少，然后通过喷涂使砌体与涂料成为整体。用底排钢钉临时作托面，两端钢钉从环向加力，增大挤压，解决头层砖生根和凝固前下掉问题（图1、图2）。

4 施工方法

（1）在窑壁上植入Φ6.5 mm托砖不锈钢锚固钉。不锈钢锚钉长度300 mm，间距150～200 mm，施工时首先用电钻在原有耐火砖上钻孔，电钻钻头Φ6 mm，钻孔深度10～70 mm（视耐火砖砖层表面烧损深度而异），确保每块砖下方有一颗锚固钉。首块耐火砖侧面耐火砖中间位置也需要植入一颗锚固钉。

（2）在锚固钉上进行底层耐火砖的砌筑。采用厂供的耐火砖（高铝砖）砌筑，要求横平竖直，灰浆饱满。利用耐火砖砌筑后耐火胶泥与耐火砖间的胶结强度，使耐火砌体形成一个稳固的整体（图3）。

图1 竖窑修补示意

图2 托砖锚固钉布置示意

（3）在新砌的耐火砖上植喷涂锚固钉。Φ6 mm不 锈 钢（1Cr18Ni9Ti）长200 mm 左右，锚固件安装应牢固，不允许松动，严格按间距250 mm 布置，可根据现场情况做适当调整。然后挂钢丝网，钢丝网安装完毕后即可进行喷涂料施工（图4）。

（4）进行喷涂。2#竖窑喷涂高度为17.25 m，喷涂料厚度平均230 mm，喷涂后要求内壁平滑，不得有凹凸不平。窑内壁直径为4 m，内壁半径误差≤25 mm。竖窑喷涂材料采用白灰竖窑专用喷涂料。

图3 悬空法砌筑耐火砖

图4 锚固钉、钢丝网

5 改进效果

施工当天，一天砌筑20 层，因材料的原因隔了一周才进行喷涂作业，新砌的耐火砌体悬在空中牢固可靠。如果砌筑后立即进行喷涂，会使新砌耐火砖更牢固。改进实施后，解决了单纯喷涂施工耐火内衬不固牢问题，同时解决了砌筑无法生根的技术难题。与采用单纯的喷补修补工艺相比，改进后的工艺具有以下优势：

（1）应用范围广。在破损严重，砌体完全垮塌部位无法采用喷补修复，只能用局部砌筑修复的办法，使窑体完全恢复原貌。采用本专利技术，在破损严重和不严重情况下均可采用，并可减少砌筑面积，不需从底部生根砌筑，更不需要拆除窑内衬重新整体砌筑，节省工期及成本。

（2）工艺简化。采用喷补修补工艺时，喷涂前窑壁清理是否干净，关系到喷涂料的附着率，直接影响新旧衬体的结合程度。并需要在炉壳上焊接不锈钢锚固件，且设置要合理，行距、间隔、形状及锚固网的大小以及网径尺寸都有一定的要求和规定，否则极易造成喷涂料的脱落。采用本专利技术，只需将窑壁上的浮渣清理干净即可，简化喷涂要求的施工条件。

（3）成本低。采用本专利技术前，喷补修补工艺施工工期为50 d，需施工人员22 人，采用本专利技术后，施工工期38 d，施工人员7 人。采用本专利技术可节省喷涂料用量，同时减少卷扬台班。

该技术可在石灰石矿白灰竖窑检修技术中广泛推广，也可在高炉等炉窑耐火砌体修补时应用。该技术操作简单，实用性强，容易掌握，施工快捷，不需要设置拖砖板，也不需要从底部生根砌筑耐火砖，节省检修成本，提高了劳动效率，缩短了检修时间，并能提高窑体使用寿命。该技术比常规的喷涂修补更实用、经济、高效，为今后类似的砌体修补开创了新思路，具有很高的推广价值。