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密闭式炭素焙烧炉关键部位耐火材料的砌筑方法
发布时间:2025-10-15 浏览量:10

密闭式炭素焙烧炉作为铝工业阴极炭块生产的核心设备,其炉底、焖坑、料箱、横墙及连通烟道等关键部位的耐火材料砌筑质量,直接影响炉体寿命与焙烧制品合格率。本文结合行业实践与材料科学原理,系统梳理各部位砌筑工艺要点,为工程实践提供技术指引。

炉底结构:分层砌筑与应力控制

炉底作为承载上部砌体与制品重量的核心部位,需通过分层砌筑实现结构稳定与热应力释放。典型结构分为五层:

浇注料找平层(20mm):采用425水泥与砂按1:2.5重量比配制,使用振动棒振捣密实,确保表面平整度误差≤±2mm。某铝厂项目通过分段浇筑(每段长度≤3m)与激光水平仪校准,将找平层厚度偏差控制在±1.5mm内。

硅藻土保温层(4层×65mm):选用体密0.7g/cm³的硅藻土砖干砌,层间错缝率≥30%。施工时采用膨胀缝样板控制缝宽(5mm),并在缝内填充陶瓷纤维纸,有效阻断热桥形成。

轻质高铝砖层(3层×65mm):采用体密0.8g/cm³的轻质砖错缝砌筑,灰缝厚度控制在2-3mm。某项目通过预摆砖调整灰缝,使层间垂直度误差≤1mm/m。

粘土砖底板层(80mm):选用Al₂O₃含量≥40%的粘土砖,采用"三一"砌筑法(一块砖、一铲灰、一揉压),确保灰浆饱满度≥95%。在砖墩支撑部位,通过预埋锚固件增强结构稳定性。

料箱层底板(80mm):采用异型粘土砖砌筑,砌筑前在底板拉出层高线(间距500mm),并使用皮数杆控制标高。某项目通过分段砌筑(每段长度≤2m)与水平尺校验,将层高偏差控制在±1mm内。

焖坑与料箱:异型砖预砌与尺寸控制

焖坑作为制品直接接触区域,需通过异型砖组合实现密封与热均匀性。料箱墙则需满足气体流通与制品支撑双重功能:

预砌筑工艺:料箱墙施工前进行1:1实体预砌,重点检查格子砖孔洞对齐度(误差≤2mm)与交角处砖缝(≤3mm)。某项目通过预砌发现并修正了12处砖型搭配问题,避免返工损失。

砌筑顺序:采用"中间向两端"砌筑法,先砌筑中心锁砖,再向两侧扩展。在交叉部位设置膨胀缝(宽度8mm),内填耐火纤维毡,并通过激光投线仪控制墙面垂直度(误差≤3mm/m)。

尺寸校验:每砌筑5层使用全站仪复测料箱长宽尺寸(允许偏差±4mm),并通过调整灰缝厚度(2-4mm)进行修正。某项目通过动态尺寸控制,使料箱中心线间距偏差从±8mm降至±2mm。

横墙与连通烟道:热应力释放与气流组织

横墙作为分隔炉室的核心结构,需通过特殊砌筑工艺平衡热膨胀与结构强度:

分层砌筑技术:横墙第1-2层采用预砌法,留出火道墙凹槽(深度50mm)。第40层标高比火道墙低1-2mm,形成自然坡度,避免应力集中。某项目通过分层控制,使横墙倾斜率从0.8%降至0.3%。

膨胀缝设计:横墙与侧墙间设置连续膨胀缝(宽度15mm),内填陶瓷纤维板。缝内使用耐火泥浆填充前,需进行高压空气吹扫,确保无杂物残留。

连通烟道砌筑:采用"筒壁导面法",下半圆由外向内逐层砌筑,上半圆搭设木拱胎模由内向外施工。烟道转弯处使用楔形砖调整角度,确保气流顺畅。某项目通过CFD模拟优化烟道结构,使压降降低22%。

火道墙:砖型匹配与温度梯度控制

火道墙作为高温气流通道,需通过砖型组合与砌筑工艺实现温度场均匀分布:

砖型选择:火道墙使用Al₂O₃含量≥55%的高铝砖,火道口部位采用含ZrO₂ 20%的抗热震砖。某项目通过砖型优化,使火道壁温差从150℃降至60℃。

砌筑控制:每日砌筑层数≤13层,立缝不填充泥浆以减少热阻。使用激光水平仪控制墙面平整度(误差≤2mm/m),并通过红外测温仪监测砌体温度(≤80℃)。

封顶处理:封顶砖下部不填充泥浆,边火道靠大墙一面立缝填充耐火泥浆。某项目通过封顶工艺改进,使火道气密性提升40%。

施工质量控制:从材料到工艺的全链条管理

材料验收:耐火砖入场前进行尺寸偏差(±2mm)、显气孔率(≤22%)与耐压强度(≥30MPa)三重检测,不合格品率需控制在0.5%以内。

过程监控:采用BIM技术建立三维砌筑模型,实时比对实际施工与模型偏差。某项目通过数字化管控,使返工率从8%降至1.5%。

养护制度:砌筑完成后实施梯度养护:前24小时自然通风,48小时后覆盖湿麻袋,72小时后喷水养护(湿度≥85%)。某项目通过优化养护工艺,使砌体强度提升25%。


关键词:炭素焙烧炉 耐火材料
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