化工裝置二段轉(zhuǎn)化爐耐熱襯里的施工

化工裝置二段轉(zhuǎn)化爐耐熱襯里的施工摘要通過二段轉(zhuǎn)化爐工藝條件的描述、分析，使對(duì)二段爐襯里結(jié)構(gòu)形式及襯里材料的特點(diǎn)有更深入的理解；同時(shí)，通過對(duì)施工工藝及方法的詳情介紹，引伸出施工中保證襯里質(zhì)量的各種手段與技術(shù)措施，也提出對(duì)二段爐襯里的施工縫留置、模板制作、攪拌溫度控制、澆注組織等施工技術(shù)問題的獨(dú)到認(rèn)識(shí)。關(guān)鍵詞二段轉(zhuǎn)化爐、襯里結(jié)構(gòu)、材料特性、澆注工藝、溫度控制、施工操作、養(yǎng)護(hù)及烘爐1二段轉(zhuǎn)化爐基本情況(概況)1.1化工基本建設(shè)中常遇到以天然氣為原料的化肥裝置或其它化工裝置中設(shè)置有二段轉(zhuǎn)化爐。在生產(chǎn)流程里，經(jīng)一段轉(zhuǎn)化爐第一次轉(zhuǎn)化后的原料氣自輸氣總管輸入二段轉(zhuǎn)化爐頂部，與從二段爐頂部或頸部加入的預(yù)熱空氣和過熱蒸汽混合，在二段轉(zhuǎn)化爐的上錐部區(qū)發(fā)生放熱反應(yīng)(CO+H2OTCO2+H2)，溫度進(jìn)一步升高后的混合氣流穿過觸媒框頂?shù)牧谴u，進(jìn)入觸媒層，尚未轉(zhuǎn)化的原料氣在觸媒的作用下繼續(xù)完成轉(zhuǎn)化(CH4+2H2OTCO2+4H2)，轉(zhuǎn)化后的工藝氣流穿過二段轉(zhuǎn)化爐底部球拱、錐拱或集氣網(wǎng)，從二段轉(zhuǎn)化爐下部的出口管進(jìn)入廢熱鍋爐。1.2以合成氨裝置KELLOGG專利中的二段轉(zhuǎn)化爐為例，其正常操作溫度(球拱部位)：1093r；操作壓力：3.2MPa；設(shè)計(jì)瞬間溫度：1204°C；設(shè)計(jì)壓力：3.6MPa；頂封頭溫度：510C；殼體溫度：205C。這些設(shè)計(jì)參數(shù)已充分說明。1.2.1工藝條件決定了二段轉(zhuǎn)化爐壁的耐熱襯里在裝置的運(yùn)行中長(zhǎng)期經(jīng)受高溫、中壓和強(qiáng)氣流沖刷。1.2.2在二段爐頸部和靠近頸部的上錐體部位，由于從爐頂部加入的空氣和過熱蒸汽比來自輸氣總管的原料氣溫度(870C)低很多，反應(yīng)后溫度又在觸媒框上的二段爐上錐體部位迅速升高，使?fàn)t襯有可能受冷熱交替的混合氣流作用。1.2.3爐襯材料始終直接和灼熱的工藝氣體接觸，氣體對(duì)爐襯也有腐蝕作用，工藝氣體的成份見表01--《爐內(nèi)工藝氣體組成情況》。表01表01二段轉(zhuǎn)化爐內(nèi)工藝氣體組成情況成份名稱N2AH2COCO2ch4H2O重量比％24.70.04.515.213.30.242.11.2.4針對(duì)以上條件，爐襯材料必須機(jī)械強(qiáng)度高、抗熱震性能好，正常情況下能承受1093°C、特殊情況1204°C下能承受3小時(shí)（對(duì)于中化肥的二段轉(zhuǎn)化爐，爐內(nèi)正常操作溫度即達(dá)1230C）,同時(shí)要求具有抵抗還原氣體腐蝕的能力。1.3既然操作中二段爐內(nèi)溫度可高達(dá)1200C、設(shè)計(jì)的殼體溫度是205C（有水夾套）或60C（殼體外露），那么相應(yīng)選擇的爐襯材料必須能承受高溫、有較好的絕熱性能、滿足工藝要求的高溫穩(wěn)定性能、抗熱變化性、線變形小以及較好的抗裂性能。不難理解，高溫狀態(tài)下，如爐襯上存在有較大裂隙，一方面會(huì)有部分混合氣體通過阻力相對(duì)較小的裂隙、形成通道，部分氣體繞過觸媒直接降低轉(zhuǎn)化效率，影響出口混合氣體的純度；同時(shí)，高溫混合氣流在貫通爐襯材料的裂隙中通過，攜帶的熱量使該部位的爐殼溫度升高，對(duì)有水夾套的二段爐，殼體外部的水夾套內(nèi)雖然有流動(dòng)水流帶走部分熱量，保護(hù)殼體在一定溫度范圍，但當(dāng)內(nèi)襯裂隙發(fā)展到一定程度、殼體某一帶的溫度超過一極限，與之接觸的水迅速氣化，在裂隙部位的殼體表面形成一蒸汽帶，這一蒸汽帶如一隔熱保溫墊，限止了水夾套內(nèi)流動(dòng)的低溫水流快速帶走傳導(dǎo)和輻射到爐鋼外殼的熱量，導(dǎo)致裂隙部位溫度迅速升高，過高的溫度必然造成爐殼強(qiáng)度的損失，這是十分危險(xiǎn)的，也是絕對(duì)不容許發(fā)生的。從這一方面講，又要求二段轉(zhuǎn)化爐耐熱襯里的澆注材料密實(shí)、結(jié)構(gòu)均勻、干燥時(shí)基本不收縮、同時(shí)線變形小。1.4爐內(nèi)高溫高壓條件、原料氣的強(qiáng)還原氣氛，使襯里材料中的二氧化硅（SiO2）會(huì)與工藝氣體作用而析出硅，首先在后段溫度降低的廢熱鍋爐熱交換管內(nèi)沉積，逐步堵塞管子，影響廢鍋甚至系統(tǒng)的正常運(yùn)行（法國(guó)資料介紹，在強(qiáng)還原氣氛中，耐火材料在800C時(shí)會(huì)析出硅，即SiO2+H2fSiO+H2O,SiO成氣態(tài)出現(xiàn)；當(dāng)溫度小于700C時(shí)，SiO又氧化成SiO2，2SiO+O2-2SiO2呈垢樣沉積在管道或設(shè)備內(nèi)壁。）。所以要求用于二段爐的襯里材料中的SiO2含量盡量低、不大于0.5%，同時(shí)為保證爐內(nèi)銘竦觸媒的活性，對(duì)襯里材料中Fe2O3的含量也限止在1%以內(nèi)。1.5根據(jù)以上條件，二段轉(zhuǎn)化爐選用耐火度高、體積密度大、線變形小、化學(xué)穩(wěn)定性好的高純度高氧化鋁材料作為內(nèi)襯材料。目前國(guó)內(nèi)通常配套采用低硅剛玉耐熱澆注料和剛玉磚，工藝要求較低的二段轉(zhuǎn)化爐也見采用純鋁酸鈣水泥莫來石澆注料。爐殼直接暴露于大氣的二段轉(zhuǎn)化爐，常在高純度高氧化鋁材料澆注料與殼體之間加襯一層高鋁輕質(zhì)耐熱澆注料，以增強(qiáng)爐襯的隔熱性能、降低傳導(dǎo)到鋼殼體的溫度。1.6在KELLOGG公司提供的二段爐襯里施工注意要點(diǎn)中規(guī)定---襯里材料的攪拌用水采用“飲用水質(zhì)量”。1.6.1對(duì)化學(xué)工業(yè)爐耐火澆注材料中使用的攪拌用水，HG20543—92《化學(xué)工業(yè)爐砌筑技術(shù)條件》有明確規(guī)定：“采用潔凈水，其氯離子(Cl―)含量應(yīng)不大于300ppm”。1.6.2應(yīng)該了解，因?yàn)槁入x子(Cl—)對(duì)奧氏體不銹鋼的腐蝕作用特別顯著。為避免施工時(shí)過多的氯離子隨攪拌用水進(jìn)入爐襯，這些氯離子又可能在高溫狀態(tài)下析出，對(duì)二段爐后部接管的內(nèi)套管等產(chǎn)生蝕損。因此，有些技術(shù)資料或一些設(shè)計(jì)人員會(huì)對(duì)二段爐爐襯澆注施工攪拌用水作氯離子(Cl—)含量的嚴(yán)格限止，通常提出“宜不大于2ppm”的規(guī)定，這是普通蒸餾水都不能達(dá)到的“限定”，必須采用脫鹽水。是否采用這一比規(guī)范苛刻得多的要求，施工時(shí)只有根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件與設(shè)計(jì)人員和業(yè)主代表通過認(rèn)真協(xié)商來確定。2二段轉(zhuǎn)化爐耐熱襯里的結(jié)構(gòu)形式及對(duì)襯里材料的質(zhì)量要求2.1國(guó)內(nèi)引進(jìn)大化肥裝置中的二段爐耐熱襯里結(jié)構(gòu)通常如圖01(A)示意，只用一層厚300mm純鋁酸鈣水泥膠結(jié)電熔剛玉粗骨料的低硅剛玉重質(zhì)耐熱澆注料，鋼殼體外加水夾套。引進(jìn)KELLOGG專利的大化肥裝置，其二段轉(zhuǎn)化爐內(nèi)襯為12英寸厚，爐襯由“T”或“Y”型錨固釘加強(qiáng)與爐鋼殼的連結(jié)。2.2化肥和其它一些化工裝置的二段轉(zhuǎn)化爐內(nèi)襯也采用圖01(B)示意的雙層結(jié)構(gòu)，里層使用高鋁輕質(zhì)耐熱澆注料，面層采用純鋁酸鈣水泥膠結(jié)電熔剛玉粗骨料的低硅剛玉耐熱澆注料，以改善熱量向爐殼的傳導(dǎo)、降低爐殼的溫度，這種雙層結(jié)構(gòu)形式的襯里，殼體外往往不再需要水夾套，直接暴露于大氣中。

2.2.1雙層結(jié)構(gòu)內(nèi)襯，里層高鋁輕質(zhì)澆注料的線變形較大、使用中各層內(nèi)襯的殘余變形以及材料的重?zé)湛s會(huì)集中反映到面層，這勢(shì)必增大面層裂縫集中出現(xiàn)可能。2.2.2這種內(nèi)襯結(jié)構(gòu)形式也給施工帶來更大的挑戰(zhàn)，面層澆注厚度薄、操作難度大；應(yīng)最大限度保證內(nèi)襯各層的厚度均勻、對(duì)澆灌操作質(zhì)量要求更嚴(yán)格；對(duì)模具的制作要求更精細(xì)、安裝也要求更便捷、成形控制更正確；同時(shí)，為降低材料凝固后的收縮量，除了更嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量外，在能保證澆灌操作的前提下最大限度地降低澆注材料的攪拌加水量。2.2.3分析雙層結(jié)構(gòu)的內(nèi)襯，在設(shè)備運(yùn)行升溫過程中，面層致密澆注層受熱膨脹，環(huán)向膨脹使徑向增大，這個(gè)徑向變形對(duì)內(nèi)層輕質(zhì)澆注層產(chǎn)生擠壓。假定環(huán)向的膨脹量是X，理論上在直徑向增大^D=X/r，這個(gè)增大量△D中的一部分使?jié)沧⒘厦鎸迎h(huán)向產(chǎn)生一定應(yīng)力，一部分為運(yùn)行中殼體溫度升高同樣產(chǎn)生的徑向增大所抵消，也總有一部分會(huì)因擠壓內(nèi)層輕質(zhì)澆注料使之產(chǎn)生變形，在設(shè)備降溫、內(nèi)襯冷卻過程中，內(nèi)層輕質(zhì)澆注料“變形”的殘留，勢(shì)必體現(xiàn)在面層致密澆注層，T型或V型頭錨釘現(xiàn)埸安裝

T型或V型頭錨釘現(xiàn)埸安裝2.3二段轉(zhuǎn)化爐耐熱襯里通過錨固釘加強(qiáng)與殼體連結(jié)，二段爐是壓力容器，襯里施工過程在經(jīng)過試壓的外殼上是不允許隨意動(dòng)焊的，“T”或“Y”型錨固釘應(yīng)在殼體試壓前焊好或事先在鋼殼體上焊接好連接螺帽。參見圖02--《錨固釘與殼體的安裝方式》的（A）、（B）示意。雙層結(jié)構(gòu)中的Y型錨固釘，如施工圖設(shè)計(jì)沒有作分段安裝的安排，宜事先與設(shè)計(jì)商量、將Y形錨固釘?shù)闹倍魏蚔型頭分開安裝，交接點(diǎn)設(shè)置在略低于材料的交接面處，直段部分在殼體試壓前焊牢，在完成內(nèi)層高鋁輕質(zhì)澆注料后再焊接V型頭或利用螺帽安裝V型頭。V型頭安裝點(diǎn)低于內(nèi)層表面時(shí)，內(nèi)層澆搗前要采取在澆注輕質(zhì)澆注料后易于找到錨固釘頭及預(yù)留焊接或安裝小坑的技術(shù)措施，對(duì)帶絲錨固釘頭的絲扣加以保護(hù)。參見圖02--《錨固釘與殼體的安裝方式》的（C）、（D）示意。2.4引進(jìn)化肥裝置二段轉(zhuǎn)化爐內(nèi)襯施工中是不留膨脹縫的，也不允許留施工縫，KELLOGG公司施工規(guī)程要求爐體耐熱襯里施工一氣呵成，以保障爐內(nèi)襯沒有“縫”。2.4.1盡管多數(shù)技術(shù)資料介紹低硅剛玉耐熱澆注料的線變形幾乎為零，但從多次使用觀察、澆注層出現(xiàn)裂縫是絕對(duì)的，無論是雙層結(jié)構(gòu)還是單層結(jié)構(gòu)。烘爐后都能在剛玉質(zhì)耐熱襯里層表面看到微細(xì)裂縫，美國(guó)KELLOGG公司采購(gòu)提供“H.W”公司生產(chǎn)的高鋁高純澆注料Castolast"G”及同樣由“H.W”公司生產(chǎn)的Greencast94（從英國(guó)采購(gòu)）也不例外。從這一角度分析，施工中通過留施工縫將二段爐內(nèi)襯分段，既有利于施工組織又能降低投入，并非絕對(duì)不允許。筆者在國(guó)外某一爐襯的施工中采取留施工縫分段施工的組織手段，就取得了較好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果。2.4.2其實(shí)，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的某些二段爐耐熱襯里就按圖03--《二段爐耐熱襯里分塊設(shè)計(jì)中伸縮縫留置的形式》按1200X1200左右面積分塊，這種采取分環(huán)分塊留設(shè)脹縫的結(jié)構(gòu)形式，變無規(guī)則出現(xiàn)的裂縫通過預(yù)設(shè)計(jì)的脹（縮）縫或施工縫變?yōu)橛幸?guī)則，且得到控制，較大地降低了施工投入、也方便了施工組織，而爐內(nèi)襯在生產(chǎn)使用的實(shí)踐證明這種處理方式也是有效的。2.4.3對(duì)于二段爐低硅剛玉耐熱澆注料內(nèi)襯，是否有必要按圖03示意留設(shè)一定寬度的“伸縮縫”，有待進(jìn)一步探討，我們可以從二段爐內(nèi)襯在施工與檢修中的情況、以及低硅剛玉耐熱澆注料的物理性能來作一些分析。硬化后材料的線變形小且在800°C?1300°C時(shí)“加熱線變化”大多為“負(fù)值”，KELLOGG專利的二段轉(zhuǎn)化爐內(nèi)襯、其安裝說明就規(guī)定施工中不留任何“縫”。襯里材料存在“干燥收縮”和“重?zé)湛s”，烘或使用后的襯里表面滿布微裂縫。殼體隨爐膛內(nèi)溫度的升高同樣產(chǎn)生膨脹，會(huì)抵消部分襯里的膨脹量。殼體對(duì)襯里材料的約束使襯里環(huán)向產(chǎn)生一定應(yīng)力，會(huì)制約和抵消部分襯里的膨脹(當(dāng)然內(nèi)應(yīng)力超出了材料的固結(jié)力會(huì)造成襯里破損)?？梢?，施工時(shí)只需留出“形狀”，大可不必留出“間隙”，尤其是將襯里豎向作分割的環(huán)向縫；我們也已在襯里施工中嘗試過留“施工縫”使二段爐內(nèi)襯分段但不留間隙的做法，是成功的，這當(dāng)然僅是一家之見。2.5二段轉(zhuǎn)化爐耐熱襯里中使用的低硅剛玉耐熱澆注料配合比及質(zhì)量要求2.5.1原化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和部分專業(yè)設(shè)計(jì)院提出的、用于二段轉(zhuǎn)化爐耐熱襯里的低硅剛玉耐熱澆注料理化性能要求整理于表02--《二段轉(zhuǎn)化爐低硅剛玉耐熱澆注料物理、化學(xué)性能要求》，供施工準(zhǔn)備參考。表02 二段轉(zhuǎn)化爐低硅剛玉耐熱澆注料物理、化學(xué)性能要求體積密度(g/cm3)耐火度(C)導(dǎo)熱系數(shù)Kcal/m.hr.C耐壓強(qiáng)度(Mpa)熱態(tài)(°C)下耐壓強(qiáng)度(Mpa)加熱線變化下列溫度(C)3hr常溫110C

600°C時(shí)烘干10001300800100014002.75>19700.95204031.236一0.09一0.06+0.31對(duì)材料化學(xué)成份要求：Al2o3>93%；SiO2V0.5%；Fe2O3V0.7%2.5.2低硅剛玉耐熱澆注料的參考配合比、以及其組成澆注料的各種原材料的化學(xué)成份要求可分別參考表03--《原化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推薦使用的低硅剛玉耐熱澆注料配合比》、和表04--《二段轉(zhuǎn)化爐耐熱襯里中使用的各種原材料的化學(xué)成份要求》表03 原化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推薦使用的低硅剛玉耐熱澆注料配合比（重量比%）純鋁酸鈣水泥氧化鋁細(xì)粉剛玉骨料（mm）水（外加%）MF減水劑（外加%）5?1.61.6?0.215?2010?154426110.18注：純鋁酸鈣水泥3d耐壓強(qiáng)度39.2Mpa、7d耐壓強(qiáng)度應(yīng)N58.8Mpa，初凝時(shí)間〉30min,終凝時(shí)間<10hr；剛玉骨料應(yīng)符合GB2479的規(guī)定。表04 二段轉(zhuǎn)化爐耐熱襯里中使用的各種原材料的化學(xué)成份要求原材料名稱A12o3CaOFe2O3SiO2R2O純鋁酸鈣水泥73±2%23±2%<1.0%<0.5%<0.5%電熔剛玉骨料99.5%--0.2%0.1%--氧化鋁細(xì)粉>99%--<0.3%<0.2%0.3%2.5.3從美國(guó)、英國(guó)、日本購(gòu)進(jìn)的二段轉(zhuǎn)化爐耐熱襯里澆注材料，其物理性能參見表05--《Castolast“G”（美國(guó)）、Greencast94（英國(guó)）、Plicast40#（日本）澆注料物理性能》。表05 澆注料物理性能（僅供參考）Castolast"G”（美國(guó)）、Greencast94（英國(guó)）、Plicast40#（日本）序號(hào)體積密度（g/cm3）耐火度（C）導(dǎo)熱系數(shù)Kcal/m.hC耐壓強(qiáng)度（Mpa）加熱（C）后耐壓強(qiáng)（Mpa）加熱線變化下列溫度（C）加熱3h后冷卻（%）常溫110C烘干500C時(shí)1000130080010001300

①2.71>18001.6156373233—0.09—0.06—0.26②2.6818701.87-->35>25>35—0.12+0.1一0.3③>2.718501.26--注③注③注③—0.1—0.2一0.3.第一行數(shù)據(jù)為二段爐澆注料Castolast"G”（美國(guó)來料，H.W公司產(chǎn)品）現(xiàn)場(chǎng)取樣檢測(cè)數(shù)值；而技術(shù)資料中化學(xué)成份為：Al2O3-93.7%,SiO2--0.1%,Fe2O3--0.3%,CaO--5.6%。用于二段爐時(shí)的額定加水量：材料重量的11.5%?13.0%。.第二行為二段爐澆注料Greencast94（英國(guó)來料，H.W公司產(chǎn)品）的技術(shù)數(shù)據(jù)；材料化學(xué)成份為：Al2O3--95%,SiO2-微量，F(xiàn)e2O3--0.1%,CaO--4.6%,MgO--0.2%。用于二段爐時(shí)的額定加水量：不大于材料重量的9.52%（振搗施工略顯不足，需適量增加）。.第三行為二段爐澆注料Plicast40#（日本材料）的技術(shù)數(shù)據(jù)；材料化學(xué)成份為：Al2O3--95%,SiO2-0.2%,Fe2O3--0.2%,CaO--4.0%；撓折模量：在110°C干燥后8.34Mpa，在1000°C燒后6.86Mpa，在1300C燒后5.88Mpa,在1500C燒后10.6Mpa。用于二段爐時(shí)的攪拌額定加水量：材料重量的9.5%?12.0%。2.5.4國(guó)內(nèi)部分材料供應(yīng)商提供化工裝置二段轉(zhuǎn)化爐耐熱襯里澆注材料的理化性能可參見表06--《二種國(guó)產(chǎn)低硅剛玉耐熱澆注料的部分物理特性與化學(xué)成份》表06 二種國(guó)產(chǎn)低硅剛玉耐熱澆注料的部分物理特性與化學(xué)成份序號(hào)體積密度（g/cm3）冷壓強(qiáng)度110CX24hMpa最高使用溫度°C燒后線變化1400CX3h化學(xué)成份（％）Al2o3SiO2CaO(I)N3.0N401750+0.3695~97<0.15<2.0(II)2.8~2.9N301700<0.35>93<0.5<5.（I）材料為洛陽(yáng)耐火材料研究院生產(chǎn)的低硅剛玉澆注料；.（II）材料為宜興市特種耐溫耐磨材料廠生產(chǎn)，商品牌號(hào)為CL低硅剛玉澆注料。2.5.5國(guó)外采購(gòu)材料的使用性能Castolast"G”（美國(guó)）、Plicast40#（日本），和易性好、稠度大，推薦加水量下拌合料的流動(dòng)性能極佳，布料點(diǎn)恰當(dāng)能自流分布到整個(gè)操作面，尤其適宜在組織一次聯(lián)續(xù)澆灌時(shí)使用；也由于材料稠度（流動(dòng)性）大，加上骨料的體積密度大，靜止擱置30Sec.就有“離析”跡象，攪拌不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重“離析”；同時(shí)，施工中尤其要注意控制振搗時(shí)間，極易因過分振搗造成粗骨料下沉、內(nèi)部骨料分層及拌合料加速離析。最近使用過的Greencast94（英國(guó)），在采用推薦加水量時(shí)特別粘稠，其稠度小、流動(dòng)性就較差，但成型性能仍然十分好，如組織一次聯(lián)續(xù)澆灌、在爐襯的一些特殊位置操作會(huì)極困難，從外表觀察、成品材料中已加有一定量的耐高溫短纖維，使材料硬化后的抗裂性能得到較大的提高。2.5.6國(guó)產(chǎn)材料的使用性能目前我們接觸到國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)配套的大、中化肥及其它化工裝置的二段爐內(nèi)襯，對(duì)引進(jìn)化肥裝置二段爐內(nèi)襯的撿修，以及其它類似條件的化工裝置爐窯的內(nèi)襯，通常都采用國(guó)產(chǎn)低硅剛玉耐熱澆注料或其制品，通過多次使用，覺得與國(guó)外材料比較尚存在一些差距，有待科研機(jī)構(gòu)和材料生產(chǎn)商從施工角度考慮、進(jìn)一步改進(jìn)澆注料性能。施工技術(shù)人員也應(yīng)有針對(duì)性地采取技術(shù)措施切實(shí)保障操作質(zhì)量。（1） 表06中的二種澆注料是較為典型的專用材料，將材料的物理化學(xué)性能與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的同類產(chǎn)品相比較，都已接近或達(dá)到技術(shù)先進(jìn)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，也已在國(guó)內(nèi)大量成功地使用，但使用實(shí)踐也證明，多方面尚有待改進(jìn)。（2） 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的成品材料，施工性能與國(guó)外材料尚有較大差距，尤其在使用廠商推薦加水量時(shí)拌合料稠度小、流動(dòng)性差，一般難以采用澆灌手段成型；當(dāng)通過增加攪拌水量到能免強(qiáng)滿足施工時(shí)、材料的冷壓強(qiáng)度不可能達(dá)到成品材料的參考指標(biāo)（即行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的控制指標(biāo)）。從前表03-《原化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推薦使用的低硅剛玉耐熱澆注料配合比》中可知，配合比中已使用了MF減水劑（木質(zhì)素磺酸鈣）、且用量已偏大。（3） 澆注料拌合物的和易性、尤其是保水性相對(duì)較差，施工中和成型后離析和泌水現(xiàn)象較嚴(yán)重。這又從側(cè)面說明，為獲得成形操作的“流動(dòng)性”總攪拌水量已過多。（4）澆注料或其制成品的抗熱振性能稍差。從以上幾點(diǎn)看，對(duì)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的耐熱澆注料，要取得施工滿意的可操作性能，宜進(jìn)一步選擇適用的高效減水劑，同時(shí)，在保證低硅剛玉耐熱澆注料體積密度大于2.75g/cm3的前提下，引入適量微氣泡，在改善拌合料的保水性同時(shí)提高抗熱振性。3二段轉(zhuǎn)化爐耐熱襯里施工工藝流程二段轉(zhuǎn)化爐現(xiàn)場(chǎng)施工工藝流程見圖04（以鋼模施工為例）：爐體吊裝就位爐體吊裝就位4施工準(zhǔn)備工作4.1襯里模板的制作與預(yù)組裝4.1.1一次連續(xù)澆注二段爐襯里的模板，應(yīng)該組對(duì)后整體形狀正確、拆裝方便靈活、結(jié)構(gòu)可靠、定位正確、固定迅速、不吸水，能充分承受澆注料重量、側(cè)壓力和施工荷重，同時(shí)、每組裝塊都能順利通過成形后的爐頂襯里內(nèi)孔中取出。4.1.2國(guó)內(nèi)引進(jìn)的大化肥裝置，二段爐襯里澆注通常采用鋼模板。（1）日本的設(shè)備供應(yīng)商，在提供二段轉(zhuǎn)化爐設(shè)備的同時(shí)，配套提供工廠壓制成形并經(jīng)出廠組對(duì)過的全套鋼模板，現(xiàn)場(chǎng)只須經(jīng)清點(diǎn)并在爐內(nèi)逐塊組對(duì)定位固定，一次組對(duì)成整體，通過預(yù)留予模板上的逐層澆注孔組織一次完成澆注。美國(guó)KELLOGG公司，則提供模板制作與組裝的示意圖，須經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)細(xì)化、完善成施工圖后加工制作。因此，制作好的模板應(yīng)先在加工埸整體組裝，調(diào)節(jié)好外形尺寸、逐塊編號(hào)、作防銹涂層等。模板使用時(shí)先在爐內(nèi)全部組對(duì)，調(diào)整好鋼模固定位置，分別作出組裝控制圈的高度記號(hào)，校驗(yàn)好錐體下部調(diào)節(jié)圈的安裝尺寸，固定上錐體模；然后拆除連接錐體模的調(diào)節(jié)圈及兩圈筒體鋼模、存放在錐體模位置，留下球拱腳處下錐部和一圈筒體模，其余直筒體模全部用四只倒鏈提升、懸掛在上錐部殼體，露出操作面；當(dāng)澆注進(jìn)行到略低于模板上口時(shí)，立即用工作倒鏈放下2?3圈(600?1000mm高)筒體模板，連接下圈、支撐上口，全部操作必須控制在20min.左右，隨即開始新一輪澆灌作業(yè)。(參見圖07)4.1.3木制模板有工廠生產(chǎn)條件的可以加工成型成有足夠剛度、表面有防水塑膠層的多層膠合板周邊加背肋的單塊模板組合，這當(dāng)然最理想，這種模形狀正確、重量也輕。通常，施工承包者在現(xiàn)埸的加工能力是有限的，二段爐又有上、下錐體、頸部等較復(fù)雜的形狀，常規(guī)的模具制作方式費(fèi)時(shí)、費(fèi)料、重量大、組對(duì)困難、時(shí)間長(zhǎng)難以適應(yīng)連續(xù)澆灌施工。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)成木背枋加強(qiáng)、雙層三層板蒙皮的模板加工形式(參見下圖05示意)，保證模板有一定剛度的同時(shí)又較大地減輕了單塊模板的重量，較好解決了二段爐內(nèi)襯施工精度要求較高的內(nèi)襯模板加工問題。通過爐內(nèi)預(yù)組對(duì)調(diào)整，施工中組對(duì)、固定也十分便捷，每一環(huán)完全可以控制在30min.內(nèi)完成模板安裝，也已經(jīng)利用這種木制模具多次組織完成二段爐內(nèi)襯的一次連續(xù)澆灌或分段澆灌施工。4.1.4鋼制模板，外形尺寸好、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、表面防水且光滑、可在金屬加工廠利用機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)、安裝時(shí)固定便捷；但對(duì)于二段爐襯里，模板幾乎是一次性使用，制作費(fèi)用投入就較高，同時(shí)，必須配備技術(shù)水平較高的鉚、焊工。其實(shí)，木制模板同樣能滿足二段爐襯里的連續(xù)澆灌要求，只要模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理、加工精細(xì)，加工時(shí)做好整體預(yù)組對(duì)和調(diào)整，安裝前再先在爐內(nèi)組對(duì)調(diào)試一次，做好模具表面的防水處理，加上施工中合理組織，完全能保證連續(xù)澆灌工作的順利進(jìn)行、達(dá)到爐襯施工的質(zhì)量要求。當(dāng)然，木制模板制作的時(shí)間就短、制

作費(fèi)用也能降低，對(duì)于一次性使用來說肯定是劃算的。我們已多次在二段轉(zhuǎn)化爐或類似爐襯的建設(shè)施工或檢修施工中采用木模板，全部成功、達(dá)到襯里施工的質(zhì)量要求。圖05中示意了這種模板的制作結(jié)構(gòu)原則。主背枋使用刨光后凈厚度不小于20mm的優(yōu)質(zhì)板材、最窄處150mm，次背枋用30X50mm的木枋，蒙面用二層三層板先后膠粘，枋枋、枋板間除釘合外都應(yīng)加膠粘結(jié)，組對(duì)修整后表面刷固化后耐水的防水涂料二道。L環(huán)向主背枋，每圈應(yīng)組成整環(huán)，承受模板側(cè)向壓力；側(cè)向主背枋，承受豎向荷重及用于拼裝連接；次背枋，傳遞模板側(cè)向壓力；二層三層板蒙面，與枋間及二層板間須加膠膠合(膠應(yīng)耐水)。4.2錨固釘安裝、殼體除銹及錨固釘岫'二段留設(shè)熱襯里模板結(jié)構(gòu)示意圖4.2?1錨固釘?shù)陌惭b形式、要求及注意事項(xiàng)前面已有較詳細(xì)的敘述，應(yīng)注意焊接牢固并在殼體試壓前完成所有焊接工作，以及在除銹中注意保護(hù)螺帽的絲扣。4.2.2與澆注料接觸的鋼殼體表面，除銹究竟需達(dá)到一個(gè)什么標(biāo)準(zhǔn)？對(duì)二段爐呢？無論在專用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)中，還是不同的施工圖設(shè)計(jì)都不可能找到一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，甚至?xí)姷揭?guī)定通過噴砂除銹增強(qiáng)澆注料與殼體的結(jié)合的設(shè)計(jì)要求。比如：化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG--20543《化學(xué)工業(yè)爐砌筑技術(shù)條件》規(guī)定“與耐火澆注料接觸的金屬表面的油污、鐵銹及其它沾附物應(yīng)清理干凈”比較籠統(tǒng)。石油化工集團(tuán)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH3534《石油化工筑爐工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》則規(guī)定“當(dāng)設(shè)計(jì)無要求時(shí)應(yīng)符合St2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”。St2級(jí)------手動(dòng)工具除銹(一般除銹)。用于工工具(鏟刀，鋼絲刷等)除掉鋼表面上松動(dòng)、翹起的氧化皮，疏松的銹，疏松的舊涂層及其它污物?？杀Ａ粽掣皆阡摫砻嫔锨也荒軉渭儽挥突业秳兊舻难趸?、銹和舊涂層。KELLOGG公司二段轉(zhuǎn)化爐安裝程序中明確規(guī)定“用鋼絲刷清除疏松的銹皮和其它沾污的雜物”同時(shí)指出了清理用工具及除銹程度。而日本TEC(東洋)公司的二段轉(zhuǎn)化爐安裝程序則要求“噴砂清除殼體垢銹和一切雜質(zhì)”。針對(duì)二段爐，從多次施工和檢修的實(shí)踐可以認(rèn)為，殼體除銹主要是清除對(duì)澆注材料有害的污垢，象防腐涂層施工一樣通過除銹方法和除銹程度來增強(qiáng)澆注料與鋼殼體的粘結(jié)力是不實(shí)際的、也是不必要的。在密閉的爐內(nèi)采用噴射除銹的方法工作條件惡劣、投入高、且無必要，因而采取手工除銹或者采用電動(dòng)或風(fēng)動(dòng)工具達(dá)到St2級(jí)已能滿足生產(chǎn)工藝要求。4.2.3.錨固釘?shù)扰蛎涢g隙的留置在熱工結(jié)構(gòu)中，施工中無疑應(yīng)考慮包裹在澆注料中的金屬構(gòu)件在工作狀態(tài)時(shí)的脹、縮變化，以避免對(duì)耐火層造成破TOC\o"1-5"\h\z壞，錨栓和錨固釘也不例外。但怎樣留？ ! 膏L膠帶或?yàn)r青｛ 為什么樣的錨固釘必須留？個(gè)體設(shè)計(jì)中往往 *會(huì)比較含糊或沒有指出。參考以下實(shí)例： 5^8mm?；ば袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG20543及石 圖06---T型錨栓處理示意圖油化工集團(tuán)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH3534中規(guī)定“埋在耐火澆注料內(nèi)的管架、套管及其它金屬內(nèi)件(錨固釘除外)部分在澆注前均應(yīng)涂0.5?1.0mm厚的瀝青或襯馬糞紙”專門把錨固釘排除出需涂刷瀝青或襯馬糞紙的規(guī)定范圍之外。KELLOGG公司的二段轉(zhuǎn)化爐安裝程序中則比較含混，規(guī)定“用固定紙板或涂刷瀝青等手段防止粘結(jié)和留出膨脹間隙，在焊接錨固釘頭部錨片使用瀝青時(shí)最少應(yīng)有兩天干燥時(shí)間”。0本TEC(東洋)公司則明確地規(guī)定“在T型錨栓的頂部粘0.8mm厚膠帶，以留出栓釘膨脹空間。”參見圖06--《T型錨栓處理示意圖》。通過多次施工實(shí)踐、檢修中的觀察及理論分析，認(rèn)為在二段爐中：T型錨釘端頭的正面必須通過粘膠帶或刷瀝青留出0.5mm?0.8mm間隙；在單層襯里結(jié)構(gòu)中Y型錨釘?shù)腣形端頭宜纏膠帶留出一定間隙，而對(duì)雙層襯里結(jié)構(gòu)不必作任何處理。當(dāng)然，伸入襯里層中的熱電偶套管、人孔套管等金屬件，尤其是較長(zhǎng)套管的端頭必須做留膨脹間隙的處理。4.3工、機(jī)具及措施材料準(zhǔn)備4.3.1材料拌合一般采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，以攪拌能力250L?350L比較適宜，選擇攪拌機(jī)械要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的條件，從以下幾方面考慮：盡可能選用盤式或臥軸式的強(qiáng)制式攪拌機(jī)。鼓筒式(自由落體式)的攪拌機(jī)拌合均勻程度差、連續(xù)作業(yè)過程中清洗困難也不適合雙層襯里結(jié)構(gòu)中輕質(zhì)澆注料的拌合。每攪拌罐能使二段爐筒體均勻升高主50mm，在采用提升拌合料的施工組織形式時(shí)，卸料罐容積應(yīng)與攪拌能力配套。每次攪拌量宜為攪拌機(jī)械額定攪拌能力的80%左右。耐熱澆注料中粉料比例大、骨料細(xì)、通常較粘稠、攪拌量過大易死機(jī)，而攪拌量過小對(duì)澆注料攪拌的均勻性有明顯影響。對(duì)盤式攪拌機(jī)、出料口的密封要好；而對(duì)臥軸式攪拌機(jī)，攪拌筒應(yīng)能徹底傾倒干凈清洗用水并準(zhǔn)備好適用、安全的輔助清料措施工具。二段爐耐熱澆注料骨料粒度細(xì)，攪拌機(jī)葉片應(yīng)作調(diào)整，盡量靠近攪拌筒壁。攪拌機(jī)的傳動(dòng)、攪拌及提升系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，并應(yīng)有必需的備件。組織連續(xù)澆注作業(yè)，宜安排備用攪拌機(jī)。4.3.2材料提升和振搗設(shè)備提升機(jī)械可因地置宜，無論是提升原材料還是地面攪拌提升拌合料，只要能力滿足施工組織，提升及移動(dòng)材料到卸料位置便捷、安全可靠就行。我們?cè)谑┕ぶ胁捎眠^汽車吊、井架、靈機(jī)加卷?yè)P(yáng)機(jī)等多種提升方式。振搗通常采取插入式電動(dòng)或風(fēng)動(dòng)振動(dòng)器械，根據(jù)襯里層厚度準(zhǔn)備030mm或045mm的振動(dòng)棒，雙層結(jié)構(gòu)面層的厚度較薄，只宜用030mm棒。除此，必須準(zhǔn)備手工振搗工具，在特殊位置作輔助振搗。4.3.3下料和布料工具最常用卸料斗加串筒的拌合料傳遞布料模式(參見圖07-《二段轉(zhuǎn)化爐內(nèi)襯施工及爐內(nèi)部布置示意圖》)。從多次使用看，在二段爐頸、錐部的幾節(jié)串筒，搭接應(yīng)多一點(diǎn)，布料端的最后一節(jié)宜長(zhǎng)一點(diǎn)。日本TEC(東洋)公司采取塑料軟管加螺旋送料器的形式以適應(yīng)其采用整體鋼模、模板上預(yù)留進(jìn)料孔布料的施工組織安排。4.3.4需準(zhǔn)備的施工措施材料（1）冰：在施工環(huán)境溫度還不是太高的氣候條件下，拌合水需加冰降溫，以降低拌合料的入模溫度（但在炎熱的夏季，僅采用拌合水加冰降溫的措施來達(dá)到降低拌合料入模溫度是難取得理想效果的）；同時(shí)，在爐內(nèi)操作平臺(tái)下也可擱放一點(diǎn)冰使?fàn)t內(nèi)工作環(huán)境略有所改善。（2）壓縮空氣和氧：襯里澆灌過程中二段爐內(nèi)幾乎是密封的，如將底部人孔打開，從下而上的自然抽風(fēng)又隨時(shí)帶起大量塵埃，使操作者雙眼難以睜開，這樣，連續(xù)作業(yè)時(shí)先期就位的澆注料迅速產(chǎn)生的水化熱積聚在操作平臺(tái)附近、加上相對(duì)密閉的爐內(nèi)操作條件使作業(yè)區(qū)異常悶熱，因此，宜向作業(yè)區(qū)適度輸入壓縮空氣和氧，以改善爐內(nèi)作業(yè)條件。4.3.5中斷施工時(shí)的應(yīng)急預(yù)案KELLOGG安裝程序中要求二段爐耐熱襯里一次連續(xù)完成，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)通常也要求連續(xù)施工，但現(xiàn)場(chǎng)情況是多變的，特別是復(fù)雜部位的支模間隔時(shí)間控制在30min.以內(nèi)是有一定困難的，中斷施工的可能性也始終存在，因此，施工前做好應(yīng)急處理的思想準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備是有必要的。我們一般要求：每攪拌罐下料要周圈均勻；進(jìn)行到每個(gè)澆注段模板上口時(shí)，在下落和支設(shè)模板同時(shí)，穿插找平壓實(shí)澆注表面并按圖08示意留置楔口，做到有備無患。4.3.6二段爐中心控制無論是國(guó)家和行業(yè)的施工及驗(yàn)收規(guī)范，還是各工程公司的操作程序，都會(huì)要求以二段轉(zhuǎn)化爐的安裝中心作為襯里施工的控制中心，一般是從上口法蘭的中心掛鉛垂線。這樣，殼體的制造誤差及設(shè)備的安裝誤差（絕對(duì)值都十分?。┒紝⒃谝r里層厚薄的微量調(diào)整中得到一定的消化。但從多次施工和檢修的實(shí)踐中體會(huì)到：針對(duì)二段爐襯里的施工，與設(shè)備安裝中心統(tǒng)一的襯里施工的控制中心，既給襯里施工增加了不必要的操作難度，又忽視了二段轉(zhuǎn)化爐耐熱襯里層的基本功能，施工應(yīng)以保證襯里層厚度和強(qiáng)度為主要目標(biāo)，這是保證二段爐正常使用的根本。因此，施工中二段爐頂部和頸部襯里應(yīng)以頂法蘭中心控制，以保證爐頂燒嘴及混合器的安裝為準(zhǔn)；錐體及筒體以襯里厚度為主來控制；而底部的球形拱或錐拱則應(yīng)以拱腳托架的中心位置來控制，減少拱腳磚的現(xiàn)場(chǎng)加工量、保障拱砌筑質(zhì)量。這樣既符合生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，對(duì)施工質(zhì)量也更有保證，也能延長(zhǎng)襯里的使用壽命。4.4平面布置及垂直運(yùn)輸4.4.1不同化工裝置的二段爐安裝位置是有差別的，因而襯里施工的平而布置也要切合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，不論是在爐頂搭設(shè)攪拌平臺(tái)、原材料拌合后直接卸入爐內(nèi)，還是在爐側(cè)地面攪拌后提升拌合料到爐頂卸料口下料，都要注意與提升機(jī)械的協(xié)調(diào)配設(shè)，使原材料出貯放地后在現(xiàn)埸擱放的時(shí)間盡量短。4.4.2垂直運(yùn)輸垂直運(yùn)輸機(jī)械的配置和提升能力取決于不同的施工組織方式。原材料提升方式只要提升器械運(yùn)行安全可靠、運(yùn)力匹配、攪拌平臺(tái)上有一定量的貯放能力；采用提升拌合料的方式時(shí)除了提升能力和安全外，無論采用靈機(jī)、電動(dòng)葫蘆還是汽車吊，都要使吊鉤能直接對(duì)準(zhǔn)二段爐口，使拌合料能在最短時(shí)間內(nèi)到達(dá)爐口卸料。4.5襯里材料的現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備4.5.1檢查驗(yàn)收目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上提供的大多是膠結(jié)料、粉料、骨料、添加劑等混合后包裝的成品料，除了必須核對(duì)供應(yīng)商提交的材料理化性能檢驗(yàn)報(bào)告是否符合設(shè)計(jì)指標(biāo)外，現(xiàn)場(chǎng)能直接做的主要是核查數(shù)量、貯存期，檢查材料在運(yùn)輸和貯放過程中是否受潮、破損或受雜物污染？必要時(shí)核實(shí)掌握材料實(shí)際的冷壓強(qiáng)度情況。4.5.2試攪拌不要因試攪拌消耗價(jià)格昴貴的材料而忽視甚至放棄這一步驟。通過試攪拌可以：（1） 核實(shí)并確定必須的攪拌加水量，使拌合料取得滿足施工要求的稠度。（2） 掌握實(shí)際環(huán)境溫度條件下，能達(dá)到滿意的拌合料卸料溫度時(shí)必須控制的材料溫度及拌合水溫度。（3） 推薦攪拌程序是否適合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際？是否均勻？機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常？（4） 實(shí)際練習(xí)一下澆灌及振搗操作，判斷為澆灌準(zhǔn)備的工器具的的適用性。（5） 在試攪拌中留置試塊，核查一下在滿足施工要求的稠度條件下，澆注料能達(dá)到的實(shí)際冷壓強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)問題在正式施工前可妥善解決。4.5.3材料溫度的調(diào)整國(guó)標(biāo)GB50211-《工業(yè)爐砌筑工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》要求：“攪拌純鋁酸鈣水泥隔熱耐火澆注料的水溫和出罐溫度，均應(yīng)為10?25°C”；而行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG20543《化學(xué)工業(yè)爐砌筑技術(shù)條件》未對(duì)澆注料拌合物溫度作出控制性規(guī)定。同時(shí)限定“水溫和出罐溫度”模糊了水溫和拌合料溫度的內(nèi)在關(guān)系，而不作限定并不是說對(duì)“澆注料拌合物溫度”的控制就無足輕重、或根本可不予以考慮。在KELLOGG公司的安裝程序中就明確規(guī)定，“拌合料出料溫度控制在10?25C，用加入冷、熱拌合水調(diào)節(jié)出料溫度”。事實(shí)證明這是非常必要的，這種澆注料的拌合料如出罐溫度過高，預(yù)定加水量時(shí)拌合料所具有的流動(dòng)性將隨溫度升高而遞減、初凝時(shí)間縮短；當(dāng)拌合料溫度高出一定限度時(shí)，則拌合料流動(dòng)性迅速喪失、快速凝結(jié)、強(qiáng)度顯著降低。在施工環(huán)境溫度與拌合料控制溫度相差不多的情況下，通過加入冷、熱拌合水調(diào)節(jié)出料溫度的方法無疑既方便也有效；但在環(huán)境溫度稍高或稍低的情況下，僅通過加入冷、熱拌合水調(diào)節(jié)出料溫度的方法就難以起到滿意的效果，環(huán)境溫度較高或較低時(shí)已不可能再調(diào)控拌合料溫度滿足規(guī)定的要求。耐火澆注料的拌合水量通常僅占澆注料總質(zhì)量的10%，同時(shí)，單位重量澆注料干料的蓄熱量也是大于單位重量水的蓄熱量，水溫對(duì)調(diào)節(jié)拌合料出料溫度起不到主導(dǎo)作用、效果無疑是不明顯的，尤其是在氣溫較冷或較高的時(shí)間段內(nèi)施工，僅通過改變攪拌水溫度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此，在當(dāng)今家用空調(diào)應(yīng)用普及的條件下，氣溫偏離預(yù)定拌合料溫度較多的時(shí)間段內(nèi)施工，宜通過事先降低材料貯放溫度來達(dá)到調(diào)節(jié)拌合料出罐溫度的目的，才能得到事半功倍的結(jié)果。4.6平臥狀態(tài)完成管接頭澆灌氣體進(jìn)口管、氣體出口管、熱電偶部位均處在二段轉(zhuǎn)化爐安裝位置的側(cè)面，因此宜在殼體安裝前平臥在滾胎上，使其處于垂直向下狀態(tài)時(shí)完成耐熱襯里澆灌。5襯里材料澆注5.1在連續(xù)澆灌施工中每個(gè)澆注段按以下步驟組織作業(yè)：

“模板組對(duì)（落模，校正固定）?耐熱澆注料澆筑（澆注料攪拌，布料A振搗、循環(huán)）?表面收平壓實(shí)”，交替循環(huán)至連續(xù)澆注結(jié)束。二段轉(zhuǎn)化爐耐熱襯里連續(xù)澆灌施工的爐內(nèi)部布置及澆筑組織參見圖07-《二段轉(zhuǎn)化爐內(nèi)襯施工及爐內(nèi)部布置示意圖》。⑨爐頂卸料斗⑧上錐體部澆注孔⑦⑨爐頂卸料斗⑧上錐體部澆注孔⑦內(nèi)外聯(lián)絡(luò)通訊系統(tǒng)⑥安全照明燈具⑤Z7X下料串筒或?qū)Ч堍茈S升操作平臺(tái)架板③②筒體模板支托架②①筒體和上錐體模板底部下錐體模板編號(hào) 項(xiàng)目二段轉(zhuǎn)化爐內(nèi)襯施工及爐內(nèi)部布置示意圖5.2澆注料攪拌控制5.2.1加料順序和攪拌時(shí)間（以低硅剛玉耐熱澆注料為例）（1） 在化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG20543《化學(xué)工業(yè)爐砌筑技術(shù)條件》中有規(guī)定：“澆注料攪拌，先加2/3水量與耐火骨料、粉料攪拌濕潤(rùn)，再加水泥和剩余的1/3水量，攪拌時(shí)間為3?5min.,攪拌至顏色均勻?yàn)橹埂?。?） KELLOGG公司安裝程序中要求：“罐中先加入總用水量的一半開始攪拌，然后向轉(zhuǎn)動(dòng)的鼓筒中加入全部干料，接著加入剩余的另一半水、每攪拌罐全部拌合用水加入后攪拌11/2min.”。英國(guó)H.W耐火材料公司則要求：“開始攪拌，先加入每罐攪拌所需水量的1/2?3/4用于漿葉攪動(dòng)，加入干澆注料，再小量添加需水量的剩余部分，至0均勻一致，總攪拌時(shí)間大約2?3min.”。僅從表面看，按“水》十料A水”的加料順序?qū)嵤嚢钁?yīng)是基本原則，但經(jīng)驗(yàn)告訴我們絕不能死搬硬套，加料順序應(yīng)與施工組織及所用攪拌機(jī)臨時(shí)清理的難易程度相協(xié)調(diào)，也應(yīng)考慮施工環(huán)境溫度。先向攪拌機(jī)內(nèi)加入大部分水可以對(duì)攪拌機(jī)葉片有所清洗，也可減輕十料加入時(shí)粉塵的飛揚(yáng)，但也有不利的地方。比如：使用盤式攪拌機(jī)時(shí)出料口很難密封，攪拌水會(huì)流失；先加入的部分水在和干料混合時(shí)產(chǎn)生很大的內(nèi)磨阻力，增大攪拌機(jī)的負(fù)荷；較高溫度條件下更應(yīng)注意先加入水后的攪拌清洗會(huì)加快罐內(nèi)留存澆注料的水化反應(yīng)、影響到后投入的當(dāng)前攪拌罐澆注料的初凝，特別是在采用臥軸式及鼓筒式溜槽出料攪拌機(jī)、前次殘留材料又較多的時(shí)候。攪拌時(shí)間以“攪拌均勻、色澤一致”為準(zhǔn)，由不同供應(yīng)商提供的材料或同一材料加水量的微小區(qū)別都會(huì)影響到攪拌時(shí)間。必須注意杜絕過渡攪拌，葉片的攪動(dòng)使骨料間產(chǎn)生磨擦，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能，尤其在較高的氣溫環(huán)境、澆注料的溫度偏高的情況下，會(huì)出現(xiàn)很糟糕的負(fù)面效果。事實(shí)上耐火材料的過度攪拌會(huì)導(dǎo)致拌合料出罐溫度升高、凝固速度加快、嚴(yán)重影響成形操作及降低澆注料強(qiáng)度。以延長(zhǎng)材料在筒內(nèi)的攪拌來保證拌合料出罐到澆筑的間隔時(shí)間這種“掩耳盜鈴”式的做法，其危害就不難理解了。5.2.2澆注料的加水量(1)根據(jù)材料的實(shí)際使用，表07列出了部分牌號(hào)的低硅剛玉耐熱澆注料的用水量，供參考。表07 部分牌號(hào)低硅剛玉耐熱澆注料用水量參考表(重量比%)序號(hào)商品牌號(hào)材料供應(yīng)商樣本加水量澆注程序或標(biāo)準(zhǔn)限定加水量滿足施工要求的實(shí)際加水量1CL(國(guó)產(chǎn))9.0?10.011.011.0?11.522Castolast"G”（美國(guó)）8.33?10.4111.5?13.011.5?11.753Greencast94（英國(guó)）9.59.212.04Plicast40#（日本）9.5?10.59.5?12.0<12.0表中澆注料都為混合好的成品料，加水量的百分比是以十澆注料的重量為100%,除“序號(hào)1”國(guó)產(chǎn)材料為外加MF減水劑外，其余3種成品料中毋用置宜含有外加劑，但品種及成份？?jī)H通過使用及現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)是無法認(rèn)定的?！靶蛱?hào)1”CL（國(guó)產(chǎn)）材料，當(dāng)使用減水劑、加水量10.0%拌合后仍呈松散狀，振動(dòng)臺(tái)上60sec.不能成形；在加水量11.52%、外加MF減水劑0.15%時(shí)，拌合料塌落度3cm，留置試塊的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況見表08-《加水量11.52%時(shí)國(guó)產(chǎn)低硅剛玉耐熱澆注料試塊的物理性能》。表08 加水量11.52%時(shí)國(guó)產(chǎn)低硅剛玉耐熱澆注料試塊的物理性能自然養(yǎng)護(hù)三天自然養(yǎng)護(hù)七天110°C烘干體積110C烘干800C加熱10hr冷壓強(qiáng)度（Mpa）冷壓強(qiáng)度（Mpa）密度（g/cm3）耐壓強(qiáng)度（Mpa）耐壓強(qiáng)度（Mpa）25.135.22.76127.146.2說明：表中數(shù)據(jù)只針對(duì)該次試驗(yàn)，加水量11.52%、MF減水劑外加0.15%。對(duì)Castolast“G”（美國(guó)）、Plicast40#（日本）而言，采用表中實(shí)際加水量時(shí)，拌合料和易性好、流動(dòng)度十分大，實(shí)際加水量大于樣本加水量但在限定加水量范圍內(nèi)。但對(duì)Greencast94（英國(guó)）和CL（國(guó)內(nèi)材料）來說，在十料內(nèi)加入樣本加水量時(shí)拌合料稠度小、通過振動(dòng)無法成形，能滿足施工基本稠度要求的實(shí)際加水量均大于樣本和限定加水量值。表07也顯示，能滿足施工要求的實(shí)際加水量都靠近12%（2）應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，表07中的加水量數(shù)據(jù)只能作參考，它只代表該批材料、該項(xiàng)目和相應(yīng)的試攪拌情況。不同供應(yīng)商的成品澆注料，其組成各成份材料的技術(shù)指標(biāo)及比例會(huì)有差別，同時(shí)施工地環(huán)境溫度、濕度及操作過程的差異會(huì)影響到結(jié)果，成品料中所加入外加劑的品種和添加量也直接左右拌合水量及澆注料的物理性能。從表07中已能看出一個(gè)問題，供應(yīng)商提供材料樣本中的加水量往往無法達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)澆灌施工所需的性能要求，對(duì)成品澆注料，現(xiàn)場(chǎng)要滿足施工必需的基本稠度只有適度增加攪拌水量，這要以犧牲澆注料成品的部分冷壓強(qiáng)度為代價(jià)。現(xiàn)實(shí)是：設(shè)計(jì)或設(shè)備總承包商品在提供的操作程序時(shí)往往側(cè)重材料樣本中的物理、化學(xué)性能指標(biāo)的選擇，而忽視該材料的施工性能。這必然給現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)管理人員帶來困惑，要滿足施工需求就難達(dá)到澆注料樣本或操作程序中要求的部分物理性能指標(biāo)。通過表07數(shù)據(jù)的對(duì)比，我們可以這樣認(rèn)為：“材料樣本”只能說明在該樣本加水量時(shí)澆注料成品的物理性能指標(biāo)，是否能符合特定項(xiàng)目的各種需要應(yīng)由設(shè)計(jì)或總承包商統(tǒng)籌考慮，Castolast"G”和Plicast40#的實(shí)際加水量以及使用性能的表述就說明這一問題。其實(shí)，在二段爐襯里安裝程序里通常會(huì)提及通過試驗(yàn)來確定實(shí)際加水量。比如Greencast94(英國(guó))的使用說明，在限定加水量的同時(shí)要求做拌合料的“球形試驗(yàn)”，即“將拌合好的材料用雙手用力捏成球形，向上拋150?300mm高多次，手掌接住，既無拌合料中的漿料在指縫中流失、料球又不碎裂?！?，通過球形試驗(yàn)最終確定能保證現(xiàn)埸操作質(zhì)量的、也應(yīng)是符合總承包商規(guī)定的合理加水量。澆注料加水量的變化直接影響成品的一些物理性能，因此，增加用水量必須從嚴(yán)掌握，同時(shí)取得設(shè)計(jì)或總承包商技術(shù)代表的書面同意。5.2.3及時(shí)清洗攪拌機(jī)械及輸送工具使用前攪拌機(jī)內(nèi)外都應(yīng)清理干凈，尤其是攪拌筒內(nèi)。新機(jī)的內(nèi)筒宜先用骨料作磨合攪拌、清洗，舊攪拌機(jī)內(nèi)筒壁應(yīng)徹底清除殘留的雜質(zhì)，特別是普通水泥、石灰類物質(zhì)及油污。連續(xù)澆注施工過程，除了每次攪拌出料時(shí)對(duì)攪拌筒進(jìn)行清理，間隔幾罐就應(yīng)安排較徹底的清理、清洗。低硅剛玉耐熱澆注料的初凝時(shí)間短、早期強(qiáng)度高、拌合料粘性大，殘留料逐罐在攪拌筒、葉片上粘積并發(fā)展到一定強(qiáng)度，一方面直接影響到正常攪拌，同時(shí)，掉落并混入拌合料中的固結(jié)塊也直接影響內(nèi)襯質(zhì)量。卸料斗及串筒，開始下料前先用潔凈水濕潤(rùn)，使用中應(yīng)經(jīng)常清洗。每次下料的間隙，串筒下垂對(duì)準(zhǔn)爐底出口，沖洗水宜用桶接后遞出爐外。5.2.4攪拌、卸料、澆筑要銜接緊密，環(huán)環(huán)相扣。一旦材料完成攪拌就應(yīng)立即卸出、運(yùn)送到澆注點(diǎn)澆筑，禁止保留在筒內(nèi)過度攪拌，這會(huì)加快澆注料的凝固。也不宜卸出后過久靜止停放，停放不僅僅占據(jù)了澆筑操作時(shí)間，期間拌合料流動(dòng)性逐步喪失；同時(shí)，象稠度大的Castolast"6”及Plicast40#拌合料還將產(chǎn)生骨料下沉、漿料上浮，都會(huì)影響澆注操作和澆注質(zhì)量。5.2.5攪拌機(jī)械的選擇（1） 在前面“工、機(jī)具準(zhǔn)備”的章節(jié)中已對(duì)攪拌機(jī)械的選擇提出了原則性的要求，在化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG20543《化學(xué)工業(yè)爐砌筑技術(shù)條件》中也有明確規(guī)定：“一般應(yīng)采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌，手工攪拌只能用于工程量不大和零星的工程上”（2） 對(duì)二段爐使用的低硅剛玉耐熱澆注料，自落式攪拌機(jī)也能達(dá)到預(yù)期的攪拌效果，我們就分別使用過鼓筒式溜槽出料及傾翻出料兩種自落式攪拌機(jī)來完成澆注攪拌工作，其缺點(diǎn)也已在前面敘述過了。但應(yīng)注意改裝鼓筒式攪拌機(jī)的葉片，使筒內(nèi)的水在旋轉(zhuǎn)中能從卸料口排凈，同時(shí)安放攪拌機(jī)時(shí)底座宜向出料口側(cè)微傾10mm。總之，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，在能滿足攪拌質(zhì)量、供料能力和速度基礎(chǔ)上選擇。5.3拌合料溫度控制有關(guān)拌合料溫度控制的辦法在4.5.3.“材料溫度的調(diào)整”一節(jié)中已細(xì)述，要針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，通過調(diào)整攪拌水溫度或干料溫度來獲取符合要求的拌合料出罐溫度。拌合料出罐及入模溫度控制對(duì)澆注操作和襯里質(zhì)量的影響是十分大的，過高溫度的拌合料初凝時(shí)間縮短、操作性能變壞，甚至快速凝結(jié)、強(qiáng)度顯著降低。特別在高溫季節(jié)施工，組織者更應(yīng)掌握好所采取的降溫措施與施工質(zhì)量保證間的尺度，使拌合料溫度既滿足施工操作要求、又能保證內(nèi)襯質(zhì)量、同時(shí)是現(xiàn)埸努力后能做到的也不是代價(jià)極其昴貴的技術(shù)措施。需要強(qiáng)調(diào)，環(huán)境溫度、材料溫度、攪拌時(shí)間都對(duì)拌合料溫度有直接影響，在試攪時(shí)應(yīng)注意必要的溫度測(cè)量，掌握規(guī)律、有針對(duì)性地采取措施。國(guó)標(biāo)GB50211-《工業(yè)爐砌筑工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》中規(guī)定拌合料出罐溫度控制在10?25°C，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在氣溫達(dá)到35^以上的炎熱夏季對(duì)遠(yuǎn)離冷庫(kù)的施工現(xiàn)場(chǎng)無疑是難以滿足的，是否就必須絕對(duì)停止施工呢？實(shí)踐說明，答案可以是否定的，在更嚴(yán)密的施工組織、先期通過試驗(yàn)并在充分準(zhǔn)備好應(yīng)急預(yù)案的前提下，還是存在完成澆筑的可能，我們就曾經(jīng)在拌合料出罐溫度達(dá)28?30C的搶修工程中完成過一整臺(tái)二段轉(zhuǎn)化爐的低硅剛玉耐熱澆注料的連續(xù)澆筑施工，襯里層已正常使用七年。5.4振搗時(shí)間掌握澆注料的稠度是變化的、澆筑方法也各不相同，振搗時(shí)間當(dāng)然必須靈活掌握。對(duì)稠度大的Castolast"G”（美國(guó)）及Plicast40#（日本）拌合料，振動(dòng)棒插入振搗時(shí)間約在二秒，否則骨料迅速下沉、漿料上?。欢鴮?duì)稠度小的Greencast94（英國(guó)）和CL（國(guó)內(nèi)材料）來說，應(yīng)振動(dòng)到氣泡溢出、表面出現(xiàn)漿料，抽棒要緩慢，同時(shí)宜采取輔助措施，否則易在襯里層內(nèi)留下振動(dòng)棒的空洞。5.5澆注材料施工的環(huán)境溫度5.5.1化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG20543《化學(xué)工業(yè)爐砌筑技術(shù)條件》中規(guī)定：“施工現(xiàn)埸的環(huán)境溫度應(yīng)保持在5?30C的范圍內(nèi)，夏天或冬天應(yīng)分別采取降溫或保暖措施”。KELLOGG公司安裝程序則指出，澆注料使用及養(yǎng)護(hù)期間不應(yīng)受凍，澆注時(shí)保持在21C以上，同時(shí)，澆注后最少24hr襯里溫度應(yīng)不低于5C。在澆注環(huán)境溫度超出38C時(shí)中止施工。5.5.2我們可以采取如水夾套水循環(huán)、爐殼噴淋冷水或熱空氣、搭遮陰或保溫棚等等技術(shù)措施，改變二段爐小環(huán)境溫度來達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)HG20543中的規(guī)定。應(yīng)正確理解規(guī)定的實(shí)質(zhì)，控制環(huán)境溫度的核心是保證拌合料入模溫度和早期固結(jié)時(shí)段的溫度，這是保證澆注料質(zhì)量的根本，當(dāng)然也改善了操作環(huán)境。在能保障澆注質(zhì)量的前提下，過分地強(qiáng)調(diào)環(huán)境溫度會(huì)大量增加措施投入。5.6連續(xù)澆灌作業(yè)間隔時(shí)間控制在GB50211《工業(yè)爐砌筑工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》中專業(yè)爐條款中有規(guī)定：“每次間隔時(shí)間，宜在20min.之內(nèi)，最長(zhǎng)不得超過30min.”。KELLOGG公司安裝程序中也有相同的要求。

大量的操作實(shí)踐證明，這只是基本原則，并不是絕對(duì)的。間隔時(shí)間的控制應(yīng)以材料的初凝時(shí)間為準(zhǔn)，而純鋁酸鈣水泥耐熱澆注料的初凝時(shí)間與拌合料溫度、操作環(huán)境溫度、攪拌時(shí)間長(zhǎng)短都密切相關(guān)、是隨現(xiàn)場(chǎng)條件變化的。5.7留置施工縫的建議形式5.7.1國(guó)標(biāo)GB50211《工業(yè)爐砌筑工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》及化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG20543《化學(xué)工業(yè)爐砌筑技術(shù)條件》中規(guī)定：“耐火澆注料的澆注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，在前層澆注料凝結(jié)前應(yīng)將次層澆注料澆注完畢，間歇時(shí)間超過凝結(jié)時(shí)間，應(yīng)按施工縫處理，施工縫宜留在同一排錨固磚的中心線上”。從字面上看這僅是基本原則，并不特指二段爐。5.7.2在本文的2.4節(jié)關(guān)于二段爐內(nèi)襯膨脹縫和施工縫的認(rèn)識(shí)、及4.3.5節(jié)“中斷施工時(shí)的應(yīng)急預(yù)案”一節(jié)中對(duì)留置施工縫的必要性已作詳細(xì)表述。5.7.3二段爐內(nèi)襯的施工縫通常留成如下圖08-《環(huán)向施工縫通常的留置形式》。5.7.4從操作實(shí)踐看，大樣A最適用、施工最簡(jiǎn)便。原因是模具制作方便，可以用薄壁鋼管、塑料管彎制，也可利用有合適直徑的帶保護(hù)膠皮的廢電纜。5.8試塊留置澆注料施工應(yīng)留置試塊，宜作體積密度、冷壓強(qiáng)度及110°C烘干抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)，試塊留置應(yīng)按國(guó)家規(guī)范或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中明確的規(guī)定執(zhí)行。對(duì)于二段轉(zhuǎn)化爐，宜在留試塊時(shí)多準(zhǔn)備幾組，以便有試塊能隨烘爐同時(shí)加熱，使對(duì)澆注料施工質(zhì)量(A)(B(A)(B)圖08---環(huán)向施工縫通常的留置形式6襯里養(yǎng)護(hù)、模板拆除6.1襯里養(yǎng)護(hù)6.1.1低鈣剛玉澆注料養(yǎng)護(hù)，只需防止凝固過程中失去水份，澆注結(jié)束、在

表面有模板遮蓋的狀態(tài)下封閉二段爐所有孔洞、自然養(yǎng)護(hù)；同時(shí)，襯里在拆除模板前最少固結(jié)硬化24hr.，并在使用熱空氣干燥前打開容器上下口封閉物，自然干燥最少72hr.。6.1.2國(guó)標(biāo)GB50211《工業(yè)爐砌筑工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》提到：二段爐“澆注完耐火澆注料后，應(yīng)立即封閉上下孔洞，自然養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于3d?！保]有作養(yǎng)護(hù)溫度的限定。同樣，KELLOGG公司安裝程序中也僅規(guī)定“最少在澆注后24hr保持襯里溫度在5°C以上”。6.1.3化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG20543-《化學(xué)工業(yè)爐砌筑技術(shù)條件》規(guī)定：“純鋁酸鈣水泥耐火澆注料可在15?25C下，自然養(yǎng)護(hù)3?7d?！?，既規(guī)定了溫度、又規(guī)定了時(shí)間。是否必須作出雙重限定呢？反到有些疑問。純鋁酸鈣水泥（或低鈣鋁酸鹽水泥）與磯土水泥都是高鋁水泥，純鋁酸鈣水泥中氧化鋁含量更高，在使用上是有區(qū)別的，磯土水泥配制的澆注料在過高溫度下會(huì)產(chǎn)生對(duì)澆注料強(qiáng)度十分不利的水化產(chǎn)物，內(nèi)部溫度到40C以上時(shí)，耐熱混凝土強(qiáng)度顯著降低，因此，澆注及養(yǎng)護(hù)期間襯里內(nèi)部溫度應(yīng)控制在35C以下；而由純鋁酸鈣水泥配置的耐熱混凝土可在60?80C溫度范圍采用蒸汽養(yǎng)護(hù)。顯然，作“15?25C下”的規(guī)定是不必要的。6.1.4事實(shí)上，氣溫較高時(shí)，二段爐的低硅剛玉耐熱澆注料澆筑后4?