冶金工厂筑炉工程(oven building engineering in metallurgical plant)

冶金工厂中各种热工设备的耐火、隔热内衬工程及其砖结构维护工程的统称。“筑炉工程”的全称为“工业炉砌筑工程”，包括施工准备、砌筑施工、烘炉全过程的工作内容。

冶金工厂中，具有耐火、隔热内衬的热工设备有钢铁工业用炉、有色金属工业用炉和窑业用炉三类。钢铁工业用炉包括炼铁、炼钢、铸造用炉，轧钢、锻造用炉，热处理炉；有色金属工业用炉包括冶炼和熔化炉，轧制及锻造用加热炉，热处理炉；窑业用炉包括回转窑、隧道窑和竖窑等。

筑炉技术是随着冶金工业和耐火材料工业的发展而产生的一种专业性施工技术。工业发达国家都有专管筑炉的企业，中国从20世纪50年代开始成立有专门从事工业炉砌筑的施工部门，60年代得到了发展和壮大，70年代末以来，冶金工业生产工艺的发展、设备的更新、产品质量的提高和冶金炉窑设计与材料的改进，促进了筑炉工程施工技术的进步，到80年代末筑炉施工技术已接近世界先进水平。

冶金工厂的热工设备，用于原材料的冶炼、加工和成品制造中的熔化、精炼、烧结、烧成、热处理等工艺过程或化工过程的加热，使物料实现物理变化或化学变化。筑炉工程质量直接影响这些热工设备的使用寿命和安全生产，尤其是关键部位，例如高炉的炉底、炉缸，平炉的熔炼室，混铁炉，混铁车等。如果砌筑工程质量差，将会使整个炉子和设备寿命缩短，甚至发生漏铁、漏钢等重大事故。此外，炉子的燃烧喷口，蓄热室的中间隔墙等，如果不能保证尺寸正确和气密性良好，会使炉子热工操作恶化，影响正常生产。因此重要的冶金炉和所有炉子的关键部位都要严格按有关的标准、规范、规程和设计图纸进行砌筑施工和检查。

筑炉材料 冶金炉砌筑工程所使用的材料，主要为耐火材料(包括隔热材料)及一般建筑材料(如红砖等)。不同的冶金炉及其不同部位由于工作条件不同，对所需材料理化性能的要求也不同。在这些材料中，以耐火砖和隔热砖为主，还有各种不定形耐火材料，包括耐火浇注料、耐火可塑料、耐火捣打料和耐火喷涂料。工业发达国家从20世纪60年代开始，中国于70年代末开始采用耐火纤维制品作内衬材料，适用于操作温度相对较低，无严重机械碰撞和剧烈气流冲刷的冶金炉，特别是在用于间歇式炉时节能效果显著。

施工方法 冶金炉砌筑工程的施工方法因其采用的材料不同而各异。当采用耐火砖、隔热砖(包括某些火砖或砌块，如炭砖)时，施工方法为砌筑。当采用不定形耐火材料时，施工方法为浇注、捣打、喷射和涂抹等。当采用耐火纤维制品时，施工方法为铺筑。砌砖对工人的技术水平要求较高，特别是重要而复杂的部位，高级专业技工才能砌筑。不定形耐火材料的施工和耐火纤维制品的铺设较为简单，经短期培训的熟练工即可胜任。

基本规定 工业炉砌筑工程施工必须遵守一些重要的技术规定。包括一般基本规定、砌砖的基本规定、不定形耐火材料施工的基本规定和耐火纤维制品施工的基本规定。

一般基本规定 内容包括；(1)所有耐火材料及隔热材料在运输保管过程中应预防受湿、受潮。散状耐火材料必须贮藏在能防止潮湿和污染的仓库内。装卸耐火制品时应轻拿轻放。耐火砌体和隔热砌体，在施工过程中，直至投产前，均应须防止受潮。(2)所有砌筑工程材料均应按设计采用并需具有质量证明书，有时效性的耐火材料应注明其有效期。耐火材料及制品在施工前应按有关标准规定进行外观检查和挑选，必要时由试验室检验。(3)在炉子基础、炉体骨架结构及有关设备安装完毕并经检查合格后，方可进行砌筑施工。(4)炉子的中心线和主要标高控制线，应按设计要求经测量确定，砌筑前应校核砌体的放线尺寸。(5)冬期施工时，砌体周围环境温度不得低于5 ℃。当炉子砌筑完毕不能立即投产时，应采取烘干措施，继续保持其周围温度不低于5℃。(6)砌筑工程施工完毕应及时组织验收和烘炉，若不能及时烘炉，应采取相应的维护措施。(7)烘炉应严格按烘炉曲线进行，并作好详细的烘炉记录。

砌砖的基本规定 内容包括：(1)耐火泥浆(干砌时为干细耐火粉)的耐火度和化学成分应与所用耐火砖相适应，其稠度应与砖缝厚度相适应，砌筑性能应满足砌砖的操作要求和砌体的质量要求。(2)砌砖时应用木槌找正．已砌好的砌体不得再受到震动。(3)除设计另有规定外，耐火砌体一般均应错缝砌筑。(4)砖缝是耐火砌体的薄弱环节，要根据各炉子不同部位的生产条件规定耐火砌体的允许砖缝厚度(表1)。(5)砌体砖缝内泥浆必须饱满。工业炉的一般部位，泥浆饱满度必须大于90％；对有融熔物料侵蚀及有气密性要求的部位，泥浆饱满度必须大于95％。(6)砌砖应做到横平竖直，砌体尺寸准确；并保持在施工规范的允许误差范围内。(7)砌体膨胀缝必须留设均匀、平直，缝内保持清洁，并按规定填充材料。膨胀缝及滑动缝留设的方法、位置、尺寸必须符合设计的规定。几种常用耐火砌体留设膨胀缝的参考尺寸(mm／m)为：粘土砖砌体5～6；高铝砖砌体7～8；刚玉砖砌体9～10；镁铝砖砌体10～11；硅砖砌体12～13；镁砖砌体10～14。(8)炉体与炉墙的砌筑先后顺序应按设计施工，经常检修的炉底应砌成活底。炉底的最上层砖的长边应与炉料、金属、渣或气流方向垂直或成一交角。反拱炉底应从中心向两边砌筑，拱脚埋入墙内，与拱脚接触的部位，砖的尺寸应加工精确。(9)直墙应按标杆拉线砌筑；圆形墙按中心线砌筑，当炉壳中心线和直径误差符合要求时，可按炉壳为导面砌筑；弧形墙应按样板放线砌筑。(10)骨架、拉杆和拱脚梁经检查合格后才能开始砌筑拱顶。砌筑时，拱脚砖应靠紧拱脚梁。错缝砌筑的拱顶，其纵向缝应拉线砌筑，以保持砖面平直。环砌拱顶应保持砖环平整垂直。拱顶的放射缝应与半径方向相吻合。拱顶锁砖的留设深度应一致，打入锁砖时，两侧对应的锁砖应同时均匀打入。

不定形耐火材料施工基本规定 内容包括：(1)商品不定形耐火材料应具有标准规定的完整牌号，并附有生产厂制订的施工说明书；工地自配的不定形耐火材料应按选定的原材料和规定的配合比制成试块，各项指标经试验合格后，才可应用。(2)工地自配不定形耐火材料应按重量比配料，骨料的称量误差不应大于3％；促凝剂、水、各种结合剂和粉料的称量误差不应大于1％。(3)模板应有足够的强度和刚度，施工时不得有位移和变形。支模尺寸应准确，接缝严密，不漏浆。(4)采用强制式搅拌机按规定的搅拌制度进行搅拌。更换不定形耐火材料的品种、牌号时，搅拌系统应清洗干净。(5)锚固件和锚固砖需经严格检查，合格后才能开始浇注或捣固。锚固砖不得有横向裂纹。(6)膨胀缝和构造缝应按规定留设，整体浇注的各种耐火浇注料。其膨胀缝的留设参考尺寸(mm／m)如为：粘土耐火浇注料4～6；高铝水泥耐火浇注料6～8；磷酸盐耐火浇注料6～8；水玻璃耐火浇注料4～6；硅酸盐水泥耐火浇注料5～8。(7)浇注料应振捣密实，可塑料和捣打料应按规定逐层捣打密实。喷涂料应先进行试喷，正式施工时应连续均匀地喷涂，在喷涂面上不得有干料或流淌现象。(8)不定形耐火材料施工完毕后，应按规定进行养护(表2)。可塑料和喷涂料还需进行修整和开设构造缝。

耐火纤维制品施工基本规定 内容包括：(1)耐火纤维内衬材料的性能和铺筑方式(层铺和叠砌、锚固和粘贴等)由设计规定。(2)粘贴耐火纤维内衬前，粘贴面(炉壳或其它内衬)的浮锈、灰尘及油污等应清除干净。粘贴面应干燥、平整。(3)切割耐火纤维制品，其切口应整齐，不得任意撕扯。(4)锚固钉应按规定位置及尺寸焊接牢固，经检查合格后，才可铺筑耐火纤维内衬。(5)层铺式耐火纤维毡(毯、板)应错缝铺设，内外层不得有通缝。隔热层可对接，工作层应顺气流方向搭接。(6)叠砌时，每匝耐火纤维应进行预压缩，压缩率为15％～20％。

展望 (1)由于冶金工业的发展和耐火材料的技术进步，单一手工操作的砌砖方法，已不能满足日趋大型化、自动化、高效率的冶金炉发展的需要，筑炉工程的施工方法、施工手段将向多元化、机械化的方向发展。不定形耐火材料、耐火纤维制品的出现，促进了这种发展和进步。(2)研制技术性能优良，便于施工的新型耐火材料；改进不定形耐火材料施工机械和工具的性能，使其更加灵活、轻便、具有多功能：如砌砖作业研制小型、轻便的电动气动工具，减轻劳动强度，提高工作效率；使砖加工机械自动化、智能化，提高机械效率；研制适合筑炉专业使用的环保设备和用品，改善劳动条件，消除粉尘危害等，是今后筑炉工程技术开发的主要课题。