筑炉是根据设计要求,把特定的材料构筑成满足工艺需求的结构体的过程。这一过程的全部工序构成了整个筑炉工程。一般概念上的筑炉工程主要包括以下几种:属于全新攀升的基本建设工程、对即存结构的维修工程(包括大中修和热态维修等),以及与上述两种工程相配套的其他辅助性工程。
1.基本建设工程
在基本建设工程中的筑炉工程,是一项全新的建设工程。
在工程中,完整地执行各项设计内容,体现设计意图,使工业炉在实际使用过程中发挥全部功能。工业炉的种类多,用途也多,所以在筑炉过程中,不能仅仅考虑砲体结构本身的稳定,而在充分了解炉子的用途、基本性能,以及包括金属结抅在内的炉子整体结构等情况再动手施工。只有这样,才能做到施工过程中把握住重点。从材料的选用、工程全过程质置的把握,筑炉工程都有其特殊要求。如:建筑的砌砖与筑炉的砌砖的差异。
筑炉工程中,需要重点把握以下工序:
(1)工程测量与放线。包括标高测量、上工序相关结构尺寸测量以及筑炉基准点的测量等。根据测结果,按照筑炉的施工要求并综合实测与设计的差异进行放线,把安装误差在筑炉工序中适当消除。这是筑炉工程的关键环节,把握程度直接关系到整个工程的效果。
(2)材料验收与保管。材料的验收程序包括出厂检验证书检査、设计技术指标的复检、不定形材料的施工性能检査,以及驻厂A检和局部结构的组合安装检査等。材料到达施工现场后,要按材料类别的不同妥善保管。
(3)不同材料的施工与质量检査。这是筑炉工程的重点。严格执行标准,准确使用不同的耐火材料,完成全部炉体结构的施工。质量检査包括自检与专检结合,过程检查与分项检査、竣工检査结合。
(4)交工验收与热态工程。这里需要强调的是在交工验收过程中,除了一般意义上的工程交工验收外,特别需要强调相邻结构、相关专业设备之间状态的确认与验收。热态工程主要包括二次勾缝、压力灌浆和烘炉等,其中压力灌浆的关键是材料和灌浆的工艺控制,烘炉作业严格按照烘炉制度执行。
基本建设工程中的筑炉工程,包括了前述各种材料和结构的实施过程,包括了各种施工方法,这里不再重复。
2 .维修工程
在用工业炉的筑炉工程,即习惯所称的炉修工程。它不同于基本建设工程中的筑炉工程,它是以状态管理为基本基础,以维持和稳定生产为主要目的,以恢复性(要时带有一定的改善和改进)维修为主要方式进行的。筑炉维修工程的依据不再仅仅是图纸,更主要的则是依据状态管理结果,特别需要强调的是维修的结果与原炉体结构的一致和协调性,追求的是如何使建成后的炉子能够更高效率、更低成本地维持生产运行
2.1工业炉的状态管理
在用工业炉的维修,需要先谈在用工业炉炉体的状态管理。
对于在用工业炉炉体的技术状态管理,一般分为四类:
(1)良好状态:耐火衬体完整,炉体无变形主要部位无积灰,气体畅通,预加热情况良好,炉体各部位不漏水、不漏气、不漏油,炉体钢结构外表无红热、无冒烟、冒火,生产处于正常。
(2)—般状态:炉窑的非主要部位的衬体有轻度的变形现象,主要部位有轻度积灰存在,气流有些阻力,预加热情况一般,存在一定缺陷,但还能生产。
(3)不好状态:炉窑的主要部位的衬体有轻度的变形现象,主要部位有积灰存在,气流有阻力,预加热情况一般,存在缺陷,但还能生产。
(4)恶劣状态:带有严重缺陷,随时有停炉的可能。这些状态要通过专职点检人员的日常和专业点检及倾向管理发现,按时分析,来准确把握炉窑的技术状态,监视其恶劣倾向,提出维修计划。发现有异常现象的可能时,立即采取维修措施,或按程序提出改善、改进建议或请求,确保炉窑安全生产。
2.2工业炉的维修工程管理
(1)工程管理的目的。
工程管理,一般要求掌握计划施工炉子生产的情况,再从计划开始反复循环,以维持能经受严峻操作条件的质量高品质的工业炉,提高其操作效率。
工程管理有3个要点:
1)要有适用的合理的工程计划;
2)能准确而迅速地进行施工;
3)记录工程实况,研究工程质量,并在下次施工时有所改进。
对此,形成制度,以便得到经济、好的效果,也就是实行有计划的,经济的厂程管理。
(2)检修工程实施的业务流程:
工程委托工程接受工程实施工程记录。
(3)计划管理:
1)制订计划的目的。恰当的修炉计划,既避免过修或失修,又可节约修理成本,使炉子生产趋于稳定。因此,制订详细的修炉计划,经常观察炉况,分析各种数据,不失时机地改进有关部位,同时要考虑修理成本,努力降低材料费和工程费的综合成本。
修炉计划只有在经常确切地总结判断炉况的经验中,才能制订得比较恰当可行。
2)计划编制的方法。制订修炉计划时,根据点检结果研究确定修理范围、修理方法、主要耐火材料、所需时间、工序安排和预算等,再制订方案。
良好的修炉计划,掌握:计划实施操作状况,并能使这计划周期性重复,使下次修炉计划更加完善。因此要精准地掌握其施工效果,根据记录和点检结果进行改进,从而形成良好的修炉计划。
3)工业炉检修计划流程案例:
(4)耐火材料管理
1)耐火材料的管理方法。工业炉窑使用的耐火材料品种多,形状更是千差万别,所以耐火材料的管理是非常困难的。管理耐火材料时,先进行综合整理,而在耐火材料管理方面,标准化是先解决的课题。
所存耐火材料采昀依据采购技术条件进行,对采购的耐火材料作定期和不定期的柚检。对耐火材料采购计划载明使用工业炉名称(或计算机代码编号)、交货期,备用数,以及其他订购耐火材料的需要事项,对不定形耐火材料形成无库存管理,以减低资金积压。
2)耐火材料的选择技术。由于生产方式的改进,因此产品的品种、质量和生产效率也有提高。同时,在产品成本上,耐火材料所占的费用比例相当大,所以研究开发新的耐火材料极为重要。
①技术情报的汇集。改善耐火材料时,不仅要汇集有关耐火材料制品的情报,更看重其使用实绩。要掌握国外的研究状况,尽可能进行技术交流。
②确切地羋握使用条件。改善耐火材料时,先要掌握所用耐火材料的工业炉操作条件,了解生产工艺有无变化,有否存在影响耐火材料新的因素,原用耐火材料使用情况。
③耐火材料的选择。研究开发耐火材料流程:
确定确切规格指标申报确认下达暂行采购技术条件配方研制实验室试验试验总结工业性试验工业性试验总结下达采购技术条件正式使用。
3)耐火材料单耗计价采购,以往片面考虑炉子寿命延长,而忽视耐火材料单耗,往往寿命延长了,耐火材料单耗却没有下降,收到不好实效。现采取耐火材料单耗计价采购方式。
(5)费用管理。
一般工业炉的检修费用分为两大块,即耐火材料费和工程费。点检人员掌握使用所分解的耐火材料费用。在所分管的工业炉范围内要合理使用费用,做到不过修或失修,费用使用情况是业绩考核重要部分。点检人员当月提出下月费用使用申报。
对工业炉检修费用使用情况,每月列出各单位使用报表。控制费用使用精度在95%以上。
2.3主要工业炉用主要耐火材料维修技术介绍
工业炉耐火材料的维修,除了传统的耐火砖挖补维修等手段外,随着材料、设备和维修工艺技术的进步,目前已经有更多的维修技术,简要介绍如下:
(1)喷补法维修
1)干法喷补维修(热态);
2)半干法喷补维修;
3)湿法喷补维修;
4)火焰喷补维修;
5)陶瓷焊补维修。
(2)炉外压入式维修:
1)软质耐火材料压入维修;
2)硬质耐火材料压入造衬;
3)炭胶压入维修;
(3)涂抹法维修;
(4)浇注法维修;
(5)投射法维修。
3.烘炉和凉炉
烘炉,即对建成或维修完毕的工业炉内衬,按照设计好的升温曲线进行干燥和加热升温的过程;凉炉,即是对使用过的炉子:按照设计好的降温曲线进行降温的过程。升降温速度的快慢,取决于炉子的结构、所用耐火材料的相关性质和加热或冷却设备的能力等元素。因此,烘炉、凉炉并非时间越长越好,而是需要制定一个合理的升降温制度。
对于耐火砖砌体的炉子,在升降温时特别需要强调注意的是:加热或冷却的均匀性和砌体厚度方向上的温度梯度,防止由于加热过快或局部温度过髙,导致体积膨胀差异过大,造成结构性应力破损。
对于用不定形耐火材料构建的炉子,在降温冷却过程中需要强调的和耐火砖砌体一样;而对于加热升温过程,特别需要注意的是:在加热过程中施工体内水分的排出速度和表面的固化速度。当内部水分排出速度低于内部水分蒸发速度时,不定形耐火材料施工体内部的蒸气压上升。当内部蒸气压达到和超过砌体强度后,砌体内部便开始形成裂纹,严重时产生爆裂。
(1)加热烘炉过程中需要防止的几个问题:
1)耐火泥浆的龟裂;
2)水蒸气的集聚发生;
3)热爆裂;
4)局部应力和机械性损坏;
5)水蒸气的凝结;
6)不定形和不烧耐火材料剥落。
(2)升降温不当容易发生的几种结构破损问题:
1)热爆裂,所谓热爆裂,是指在耐火材料受到急冷急热时,在耐火材料的表面和内部产生温差,由于差异膨胀的存在,导致耐火材料砌体内部产生应力,当应力聚积到一定程度后而产生的爆裂即为热爆裂。
①构成硅砖的矿物相如石英、鱗石英、方石英,由于其温度变化也同时伴随着石英的晶型转化,体积随之发生突变,所以加热或冷却硅砖结构砌体时,需要特别注意热爆裂问题。
②镁砖或镁铬砖,由于其热膨胀系数较大,温度突变时也容易产生热爆裂。
③隔热砖,由于其热导率低,砖沣内的温度梯度大,又因为其强度相对较低,所以也容易产生热爆裂问题。
2)机械性爆裂,所谓机械性爆裂,是指由于膨胀余量不充分,或是由于对拱形等特殊结构形式的加热存在局部高温,使产生的膨胀应力局部集中,使整体结构产生应力性破坏的现象。
当耐火砖炉墙、炉顶受到单面加热时,在温度升高的同时,不同温度的部位产生不同的膨胀量。耐火砖因此受到相邻耐火砖的挤压,当压力大于其强度时,便发生砖体的破损。这种破损往往是在受热面先发生。
3)构造性爆裂。当耐火材料在高温环境的实际使用中,加热面往往粘附有炉渣和其他杂质,由于它们的粘附和渗透,在耐火材料加热区附近就形成了变质层。由于这个变质层会因玻璃化而收缩,或因热膨胀而剥落,这种现象称为构造性爆裂。
筑炉工程的验收
1、一般性程序
(1)单元划定:
一般来讲,工业炉砌筑工程的验收是按照分项、分部和单位工程进行的。这些单元的划分按GB50309《工业炉砌筑工程质量检验评定标准》第2.1.2条执行。在实际执行中,可根据具体项目的特点,由业主方、施工方和监理三方研究决定。
(2)验收程序:
1)筑炉材料验收。这包括筑炉材料的产品合格证书、产品到货的抽检试验报告以及定形材料的外观检查记录等;
2)施工过程验收。这包括筑炉施工过程中的工序交接验收记录、自检、站检、专检和单元或隐蔽工程的检査验收结果记录;
3)关键项目检查验收。这包括对筑炉工程项目中特殊关键的部位、结构和几何尺寸等进行特別检查的结果;
4)工程完工验收。这是工程竣工前的一个关键程序。内容包括砌体结构的完整性、几何尺寸与设计的一致性、与相关设备的配合以及环境清理情况等。一般来讲,经过这一程序,即表明工业炉具备生产条件。因而通常称之为实物验收;
5)竣工验收。这是工程完工后的终验收程序。这程序可以在实物投产以后进行。验收的内容涉及筑炉工程的实物和全部软件资料。要求按GB50309《工业炉砌筑工程质童检验标准》执行。
2、主要文件
在筑炉工程的验收技术文件中,一般主要包括以下部分内容:
(1)竣工图。与终的实物相一致;
(2)各相关工序的各种测量结果;
(3)各筑炉材料的产品合格证书和到货抽检、复检报告;
(4)各级施工质量检查记录;
(5)其他需要特殊说明或记录的技术文件;
(6)甲乙双方约定性文件;
(7)所有竣工验收的程序性文件。
3、质量评价
按GB50309《工业炉砌筑工程质量检验标准》以及国家相关标准执行。
4、质量监理
为进一步提髙工程质量,并与质量终身制相适应,对一定规模的筑炉工程,应采用监理制。目前,还没有针对工业炉施工监理工作的法令性文件,建议根据具体工程实际情况,参照《设备监理管理暂行办法》(国质检质联[2001]174号)执行。
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