1.概況

為了發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，落實科學(xué)發(fā)展觀，實現(xiàn)固體廢物的深度循環(huán)利用，馬鋼在新區(qū)配套建成了鋼渣處理線、高爐污泥和轉(zhuǎn)爐污泥閉路處理等系統(tǒng)。考慮到含鋅廢物循環(huán)給高爐操作帶來的危害，使含鋅廢料得到高質(zhì)量的循環(huán)利用，馬鋼尋求到了新日鐵工程公司當今最先進的處理工藝——轉(zhuǎn)底爐工藝。

2.轉(zhuǎn)底爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部圖

轉(zhuǎn)底爐的主要功能是處理新區(qū)燒結(jié)、高爐和轉(zhuǎn)爐的含鋅粉塵，設(shè)計年處理干量為20萬噸以上，其產(chǎn)品為DRl (Direct Reduction Iron)，可作為高爐原料，轉(zhuǎn)底爐產(chǎn)生的粉塵含鋅較高，可作為鋅廠的原料，爐子排出的廢氣經(jīng)余熱鍋爐后可產(chǎn)生蒸汽，該項目可使高爐瓦斯泥、轉(zhuǎn)爐OG泥在廠內(nèi)經(jīng)濟循環(huán)利用,其工藝流程為高爐瓦斯泥、轉(zhuǎn)爐OG泥經(jīng)濃縮、脫水、烘干后與各種除塵灰和粘結(jié)劑按比例配料經(jīng)潤磨、造球、篩分，合格生球，再經(jīng)干燥后均勻布到轉(zhuǎn)底爐環(huán)形臺車上，利用爐內(nèi)1300℃高溫還原性氣氛及球團中的碳產(chǎn)生還原反應(yīng)，在10?20 min時間內(nèi)，將氧化鐵大部分還原為金屬化鐵，同時將氧化鋅大部分亦還原為鋅，并被汽化，隨煙氣一并排出。還原后生成的金屬化球團使高溫水冷螺旋從爐內(nèi)排出，隨即進入圓桶狀的一次冷卻器。桶內(nèi)有氮氣防止高溫成品金屬球團氧化。桶外有噴淋系統(tǒng)，以熱傳導(dǎo)方式冷卻桶內(nèi)球團。一次冷卻后成品球團溫度從1100℃降至300℃，再經(jīng)篩分，合格品進成品料倉加入高爐，篩下物返回?zé)Y(jié)。從轉(zhuǎn)底爐出來的煙氣先通過余熱蒸汽鍋爐進行余熱回收，然后通過熱交換器進一步降溫。最后再由袋式除塵器凈化后外排，鋅礦粉通過余熱蒸汽鍋爐、熱交換器、袋式除塵器被回收。

3.工藝特點及施工難點

轉(zhuǎn)底爐主要是公司廢物利用環(huán)保項目，核心采用日本新日鐵公司技術(shù)。在耐火材料砌體結(jié)構(gòu)方面采取三項措施。一是爐墻采用分片方式，耐火材料結(jié)構(gòu)為多面體結(jié)構(gòu);二是爐底內(nèi)外側(cè)采用錨固鎖扣結(jié)構(gòu);三是膨脹縫結(jié)構(gòu)復(fù)雜?？傊?，該工程的設(shè)計起點高，采用標準高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度大。轉(zhuǎn)底爐爐膛長時間受到高溫、高侵蝕爐氣的沖刷和溫度變化的熱應(yīng)力作用以及爐渣的侵蝕，工作條件十分惡劣，因此轉(zhuǎn)底爐耐火材料砌筑質(zhì)量也直接關(guān)系到使用壽命。其施工難點主要有以下幾點：

(1) 耐火材料品種繁多，830噸材料，品種50多種，規(guī)格型號百余種;

(2) 各處尺寸復(fù)雜，相互制約，模具制作困難;

(3) 膨脹縫尺寸復(fù)雜，在砌筑施工技術(shù)上提出了更高的要求。

4施工措施

4.1施工順序

轉(zhuǎn)底爐耐火材料筑爐施工順序是:

爐墻下部耐火材料施工→爐底兩側(cè)澆筑料施工→爐墻上部砌筑打料→爐頂打料→爐底耐火磚砌筑。

外圍部分施工可根據(jù)工程網(wǎng)絡(luò)計劃，合理利用勞動力和施工機具材料，靈活機動安排。

4.2主要部位施工工藝

(1)爐底施工工藝

圖4給出爐底結(jié)構(gòu)圖。爐底耐火材料砌體為輕型結(jié)構(gòu)，由7層組成，厚度為400 mm。最底層為25mm厚的纖維氈，兩層為50mm厚的纖維板，1層厚114 mm的輕質(zhì)磚LBK-23、1層65 mm厚的輕質(zhì)磚LBK-26、1層10mm厚的纖維毯，最上面為84 mm鎂粉。爐底耐火材料分層施工，靠爐墻位置為澆筑塊，先施工爐底兩側(cè)澆筑料，澆筑料采用鋼制異型模具，制作圖紙見后，考慮外方的質(zhì)量標準較高，模具制作外形尺寸要求準確，內(nèi)環(huán)澆筑塊為48件，外環(huán)72件，制作模具分別為12件和18件。 鎖塊為10件，采用木制模具制作，數(shù)量30件。施工時首先待爐墻下部施工后并拆除模板完畢后進行，尋按照設(shè)計要求掛設(shè)錨固件，下部墊預(yù)先制作好的小預(yù)制塊，保證錨固磚水平，模具支設(shè)前必須進行刷油處理，便于脫模。模具隔花支設(shè)，便于施工。澆筑時，注意模具不得變形跑模。待內(nèi)外環(huán)兩側(cè)澆筑料施工完畢后，轉(zhuǎn)移到對爐墻上部的施工，待爐墻以及爐頂施工完畢后，再施工爐底中間的絕熱板、輕質(zhì)磚等。在鋪設(shè)耐火磚時，采用人字形砌法，要求灰漿飽滿，磚列整齊美觀。膨脹縫的留設(shè)嚴格按照設(shè)計圖紙進行。爐底砌筑時必須按規(guī)定留設(shè)膨脹縫。相鄰兩層砌體的膨脹縫應(yīng)錯開。磚列到兩側(cè)可用同材質(zhì)的澆注料填充。最后鋪設(shè)鎂砂。

(2)爐墻

圖5給出爐墻結(jié)構(gòu)圖。爐墻耐火材料的結(jié)構(gòu) U四層，厚度為435 mm。最外層是25 mm厚的 纖維毯，依次是50 mm厚的纖維板、65 mm厚 的輕質(zhì)磚、289 mm厚的耐火澆注料。

爐墻澆注料應(yīng)在砌磚部分檢查合格后進行 澆注。錨固磚從下往上掛設(shè)(如右圖)，在鋪設(shè) 連熱層和砌筑輕質(zhì)磚的過程中放置，錨固磚周圍 要用纖維毯或纖維棉填實，避免出現(xiàn)縫隙。然后 進行燒注料施工。燒注爐墻時，每片留設(shè)膨脹縫膨脹縫寬25?32 mm，米用可拆式聚氯乙稀板制 寧，膨脹縫外側(cè)砌耐火磚密封。拆模后用纖維毯填充。

爐墻分兩次施工，首先施工下部530 mm部 ‘立，并檢查金屬錨固件的布置是否符合設(shè)計要 求，同時按照圖紙的要求布設(shè)金屬錨固件，品種 為18種2215件。錨固件外部刷0.5 mm的瀝青 漆。膨脹縫為20 _，采用聚氯乙烯制作。模板采用木模和鋼模相結(jié)合制作。等爐底澆注料施工完畢后，再施工上部爐墻。所有支設(shè)模具必須注意孔洞的留設(shè)。孔洞采用定制的聚氯乙烯制作，觀察孔訂做 一種規(guī)格，然后現(xiàn)場調(diào)節(jié)。燒嘴采用鋼板制作。

爐墻燒咀處為高鋁質(zhì)耐火澆注料。施工時將有燒咀的區(qū)域按要求作為一個整體澆注高鋁質(zhì)燒注料。

上部爐墻施工時，首先檢查掛設(shè)件的布置是否符合設(shè)計要求，掛設(shè)桿的制作角度是否符合要求，錨固磚是否水平。待該步驟驗收合格后，施工絕熱層和掛設(shè)錨固磚，然后搭設(shè)腳手架，并支設(shè)模板。在模板支設(shè)前，進行刷油處理，便于拆除。支設(shè)完畢后，檢查模板是否牢固，是否密封，待確認后進行澆注料的施工。

澆注料施工應(yīng)嚴格按照《工業(yè)爐砌筑工程施工及驗收規(guī)范》(GBJ211-87)中“耐火澆注料”有關(guān)規(guī)定進行。若耐火材料供貨商有特別說明，則施工時應(yīng)參照該說明。

在燒咀、擋板、爐門框、窺孔等開孔處，與砌體接觸之處一定要填實，防止氣體逸出，使鋼板受熱變形。

砌筑磚縫厚度、表面平整度和垂直誤差均按國家規(guī)范執(zhí)行。膨脹縫內(nèi)必須填充耐火纖維毯，縫內(nèi)得有其他任何雜物。

(3)爐頂施工

爐頂耐火材料砌體厚380mm，其結(jié)構(gòu)由上往下依次為50mm厚的纖維，50 mm厚的纖維毯2層，230 mm厚的耐火澆注料，脹縫上方蓋有耐火磚。

爐頂施工時要注意錨固磚的掛設(shè)。低水泥澆注料、纖維澆注料均按照規(guī)范及耐火材料廠家提供的說明書進行施工。

吊掛爐頂沿爐長和爐寬方向分段留有25 mm膨脹縫，具體位置參見設(shè)計圖，脹縫寬度最終的施工尺寸應(yīng)按耐火材料供貨商給定的數(shù)值修正。

必須認真鋪設(shè)用于爐頂絕熱的硅酸鋁耐火纖維氈，纖維氈與錨固磚之間不得留有空隙。頂層纖維施工時，在錨固溝周圍要留凹坑，不允許將錨固鉤埋在絕熱材料內(nèi)。

支模板時，吊掛磚與模板盡量靠近，間隙為5mm左右，但不能接觸，以免脫鉤，使吊掛磚失去作用。

4.3改進措施

(1) 模具的改進

一是對爐底邊磚進行了改進。采用分片式組合模具，解決了形狀復(fù)雜、無法脫模的難題。二是采用聚氯乙烯、PVC等材料組合，解決了膨脹縫、異型孔洞的支設(shè)難題。

(2) 施工工藝的改進

以往環(huán)形爐的施工采用連續(xù)作業(yè)方式，由于在轉(zhuǎn)底爐上爐墻為分片式多邊體，而且膨脹縫要求的形 狀各異，所以無法保證設(shè)計要求。本文對爐墻和爐頂采用跳格式施工方法，結(jié)合膨脹縫的留設(shè)，其效果 理想。

5 ?效果和經(jīng)濟效益

實際施工中，由于冬季施工，采用了蒸汽保暖措施。模具設(shè)置合理，各處尺寸準確、美觀，但由于現(xiàn)場設(shè)備備件以及安裝偏差，對爐底邊磚模具進行了適當?shù)男薷摹Ｓ捎跍蕚涑浞?，提前消化，轉(zhuǎn)底爐筑施工質(zhì)量良好，原計劃4個月的工期，只需要3個月，并且避免了不必要的窩工，施工質(zhì)量一次性驗收通過。

直接經(jīng)濟效益：按照投入施工人員35人計算，可節(jié)約一個月的工期，按照一人一天成本150元，節(jié)約人工費為35x30x150=157500元。減少管理人員費用為6x30x300=5400元。兩項合計節(jié)約211500元。

間接經(jīng)濟效益：由于進度加快，轉(zhuǎn)底爐提前投產(chǎn)，為公司循環(huán)經(jīng)濟作出積極的貢獻，同時為職工降低了勞動強度，為企業(yè)贏得了信譽。

6.結(jié)束語

本次施工在施工技術(shù)上是一次飛躍，采用組合鋼模具以及異型模具代替了傳統(tǒng)施工工藝，不僅鍛煉了施工隊伍，而且該施工工藝還可用于不同爐型和其他疑難工程的借鑒和推廣。