吳祿東
（十一冶建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，廣西 柳州 545007）
【摘 要】為增強(qiáng)燒結(jié)機(jī)大煙道耐磨層的耐磨性、防腐性及其耐久性，減少煙氣熱量損失，本文從燒結(jié)機(jī)大煙道耐磨保溫層出發(fā)，分析管道內(nèi)襯保溫施工工藝中的耐火磚泥漿粘接砌筑和耐火噴涂料噴涂，再闡述施工準(zhǔn)備、清理大煙道并除銹及除塵、放線、錨固釘制作與安裝、噴涂料攪拌、噴涂、養(yǎng)護(hù)等施工工序，以此優(yōu)化燒結(jié)機(jī)大煙道保溫耐磨層設(shè)計(jì)與施工管理，為管道保溫耐磨工程提供參考。
【關(guān)鍵詞】燒結(jié)；大煙道；耐磨層；噴涂；錨固釘
0 前言
近年來鋼鐵冶煉行業(yè)發(fā)展迅速，生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，燒結(jié)機(jī)也呈現(xiàn)大型化，對(duì)其抽風(fēng)系統(tǒng)要求越來越高。燒結(jié)機(jī)煙道抽風(fēng)系統(tǒng)是燒結(jié)機(jī)的關(guān)鍵部位，燒結(jié)機(jī)風(fēng)箱產(chǎn)生的風(fēng)量達(dá)到 18500 m3 /min，大煙道在工作過程中受到高溫顆粒高速?zèng)_刷，極易造成大煙道磨損，導(dǎo)致抽風(fēng)系統(tǒng)漏風(fēng)。燒結(jié)煙氣中含有大量SO2、HCl 等腐蝕性氣體、大量粉塵及占體積總量 10%左右的水汽；煙氣溫度波動(dòng)大，大煙道內(nèi)溫度分布不均勻，大煙道內(nèi)不同部位溫度在 80~400 ℃范圍內(nèi)波動(dòng)。
由于大煙道耐磨層位于密閉管道的內(nèi)部，日常生產(chǎn)運(yùn)行中不便于點(diǎn)檢和維修，一旦煙道管壁磨損透風(fēng)，會(huì)造成工藝設(shè)備損壞，影響生產(chǎn)。
1 工藝選擇
管道的內(nèi)襯保溫施工主要有耐火磚泥漿黏接砌筑和耐火噴涂料噴涂?jī)煞N方式。大煙道耐磨層的施工不建議采用耐火磚泥漿黏接砌筑，因?yàn)楣艿纼?nèi)的最高工作溫度只有 400 ℃左右，未能達(dá)到泥漿燒結(jié)條件，不能使磚墻形成整體，在顆粒高速?zèng)_刷下泥漿會(huì)脫落，局部磚塊脫落就會(huì)引起拱結(jié)構(gòu)墻體整體倒塌，使耐磨層失去作用。使用耐熱耐磨噴涂料施工可以避免這種情況發(fā)生，耐磨噴涂料終凝后不經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)就能夠達(dá)到 25~35 MPa 的抗壓強(qiáng)度，可滿足生產(chǎn)要求。耐熱耐磨噴涂料內(nèi)均勻分布有錨固釘，將耐熱耐磨噴涂料與煙道鋼外殼連接成整體，局部被沖刷掉也不會(huì)影響其他部位，還能減少損失，檢修時(shí)也不需要拱胎，使維護(hù)檢修工作更加簡(jiǎn)易。再者，噴涂料耐磨層的煙道與磚砌筑煙道的摩擦阻力系數(shù)是有差別的，實(shí)驗(yàn)表明磚砌筑煙道內(nèi)的摩擦阻力為 0.05，噴涂料耐磨層的煙道內(nèi)的摩擦阻力為 0.035～0.045。煙道內(nèi)摩擦阻力 h 計(jì)算式：
λ-摩擦阻力系數(shù)；d-直徑；W-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的平均流速；ρ-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的密度；β-氣體的體積膨脹系數(shù)；t-氣體的實(shí)際溫度。從煙道內(nèi)摩擦阻力 h 計(jì)算式中可以看出，噴涂料耐磨層摩擦阻力更小，有利于減少能耗。
耐磨層常見的耐磨噴涂料有剛玉陶瓷噴涂料、高鋁質(zhì)耐磨噴涂料。剛玉陶瓷噴涂料有良好的耐熱耐燒性和耐磨性，但隔熱保溫性不足，運(yùn)用在大煙道耐磨層上時(shí)，通常需要在管道內(nèi)部另做隔熱保溫層，需要更多的施工時(shí)間，更高的施工成本。同時(shí)市場(chǎng)上剛玉陶瓷噴涂料的價(jià)格遠(yuǎn)高于高鋁質(zhì)耐磨噴涂料，不利于控制建設(shè)成本。高鋁質(zhì)耐磨噴涂料具有良好的耐熱性、耐酸性和耐磨性，同時(shí)有一定的隔熱保溫性，在工作時(shí)大煙道內(nèi)的溫度不超 400 ℃的條件下，管道內(nèi)的耐磨保溫隔熱可以實(shí)現(xiàn)綜合一體化，不需要另外再做貼隔熱耐火氈等隔熱保溫層，結(jié)合管道外部的巖棉隔熱層，能達(dá)到工藝要求，改善點(diǎn)檢、外部檢修人員的工作環(huán)境。減少了施工成本，節(jié)省了施工時(shí)間。相比剛玉陶瓷噴涂料，高鋁質(zhì)耐磨噴涂料市場(chǎng)價(jià)格低廉，有助于降低建設(shè)成本。高鋁質(zhì)耐磨噴涂料的技術(shù)指標(biāo)如表 1 所示。
大煙道噴涂料的固定方式有錨固釘、龜甲網(wǎng)、錨固釘—鋼絲網(wǎng)等。它們各有特點(diǎn)，龜甲網(wǎng)結(jié)構(gòu)大，比較牢固，但導(dǎo)熱系數(shù)大，制作工藝復(fù)雜，體積占比大，龜甲網(wǎng)與耐磨噴涂料的膨脹系數(shù)較大，產(chǎn)生的膨脹位移與體積也較大，容易產(chǎn)生裂紋，影響噴涂料的耐磨性能和隔熱保溫性能。錨固釘—鋼絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)耐磨層的抗壓強(qiáng)度和整體性，缺點(diǎn)是與大煙道基層連接點(diǎn)少，收損時(shí)往往隨鋼絲網(wǎng)整片脫落，檢修時(shí)難以割掉由鋼絲網(wǎng)連接成整體的耐磨噴涂料。使用錨固釘固定方式與基層連接點(diǎn)多，使耐磨層噴涂料與煙道基層牢靠連接成一個(gè)整體，同時(shí)每個(gè)錨固釘之間有 200 mm 左右間隙，有更好的隔熱保溫效果。
大煙道耐磨層噴涂料應(yīng)選擇硅酸鹽水泥結(jié)合劑。因?yàn)楣杷猁}水泥常溫下與水混合后硬化速度快，在大煙道不超 400 ℃的條件下能獲得較高的致密性和抗壓強(qiáng)度，同時(shí)與礬土水泥相比，硅酸鹽水泥耐酸性能的效果表現(xiàn)更好。
2 施工技術(shù)
（1）施工準(zhǔn)備。將施工需用的設(shè)備倒運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，并進(jìn)行檢測(cè)和試運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)行耐磨層噴涂施工使用的主要設(shè)備有空壓機(jī)、泥漿噴射機(jī)、高壓水泵、耐高壓水管和風(fēng)管等。認(rèn)真做好圖紙自審、會(huì)審工作，做好技術(shù)交底工作，制定詳細(xì)的技術(shù)措施。對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。采用新材料、新工藝應(yīng)熟悉掌握其性能及施工要領(lǐng)，學(xué)習(xí)現(xiàn)行《工業(yè)爐砌筑工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》《工業(yè)爐砌筑工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》、產(chǎn)品說明書等施工及技術(shù)要求。
（2）清理大煙道并除銹、除塵。清理煙道內(nèi)雜物，用高壓風(fēng)吹掃除管道內(nèi)表面的灰塵和松散物。銹跡嚴(yán)重的部位用角磨機(jī)打磨至露出金屬光澤。一般的浮銹不需特殊處理，開始噴涂時(shí)，噴涂耐火顆粒與基面高速撞擊可以除去一般的浮銹。高壓風(fēng)吹掃和局部打磨后及時(shí)將落下的灰塵和鐵銹打掃干凈。
（3）放線。按照設(shè)計(jì)圖紙要求，將錨固釘焊接的位置畫在煙道基面上。放線時(shí)控制錨固釘上下左右的間距，按圖紙要求，每行錨固釘位置應(yīng)錯(cuò)開布置。
（4）錨固釘制作與安裝。安裝圖紙規(guī)定直徑、材質(zhì)購(gòu)入圓鋼，用調(diào)整機(jī)將圓鋼調(diào)直并按需用的長(zhǎng)度切割成段。然后加工成錨固釘圖紙形狀，此時(shí)因嚴(yán)格控制住錨固釘張開的角度和錨固釘?shù)母叨取Ｌ蛯⒔档湾^固釘?shù)墓潭芰Γ邉t減小耐磨層噴涂料保護(hù)層的厚度，影響耐磨層的質(zhì)量和耐磨層隔熱保溫的作用。制作完成后按預(yù)先放線的位置將錨固釘焊接在基層上。焊接時(shí)不允許點(diǎn)焊和虛焊作業(yè)，焊肉的厚度應(yīng)符合要求，不低于焊件材料的厚度，保證錨固釘焊接牢靠。焊接時(shí)控制錨固釘?shù)某颍款w錨固釘?shù)牟贾枚紤?yīng)符合圖紙要求。
（5）噴涂料攪拌。打開噴涂料包裝袋后若發(fā)現(xiàn)噴涂料已經(jīng)結(jié)塊，則禁止使用。這說明噴涂料已經(jīng)遭受雨水侵蝕，結(jié)合劑已經(jīng)失效，將會(huì)影響耐磨層噴涂料的抗壓強(qiáng)度。結(jié)塊的噴涂料將會(huì)造成高壓風(fēng)管堵塞，阻止噴涂施工進(jìn)程，嚴(yán)重者引起高壓風(fēng)管炸裂，威脅施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，是重大的安全隱患。
將噴涂料粉料投入強(qiáng)制攪拌機(jī)前應(yīng)拉下攪拌機(jī)運(yùn)作開關(guān)，預(yù)防投料過程中施工人員被卷入攪拌機(jī)發(fā)生安全事故，減少結(jié)合劑硅酸鹽水泥的損失，減少施工現(xiàn)場(chǎng)空氣中粉塵污染。噴涂料投入攪拌機(jī)內(nèi)后，接著投入電子臺(tái)秤計(jì)量好重量的添加劑，如緩凝劑、減水劑等，按設(shè)計(jì)和使用說明書要求加入適量的添加劑輔助施工，保證施工順利進(jìn)行。然后啟動(dòng)攪拌機(jī)，使添加劑與噴涂料粉料充分?jǐn)嚢瑁旌暇鶆颉Ｈ缓蠹尤脒m量潔凈的水，使噴涂料預(yù)濕潤(rùn)，噴涂時(shí)受水更均勻，避免出現(xiàn)局部松散的現(xiàn)象。同時(shí)抑制揚(yáng)塵，給施工人員營(yíng)造一個(gè)相對(duì)健康舒適的環(huán)境。噴涂料攪拌好后在 30 min 內(nèi)使用，停留時(shí)間超過30 min 結(jié)合劑失效，禁止直接使用。施工人員要保持煙道內(nèi)外及時(shí)通過對(duì)講機(jī)交流，避免浪費(fèi)。
（6）噴涂。噴涂料按設(shè)計(jì)與產(chǎn)品說明書要求攪拌好后，將噴涂料鏟入噴涂機(jī)中，收到管道內(nèi)的施工人員清晰指令后開機(jī)，必須先送風(fēng)后送料，先送風(fēng)可以將風(fēng)管內(nèi)可能存在的殘料和雜物吹送出去，避免堵管。送料前也應(yīng)與管內(nèi)施工人員溝通，收到許可的前提下進(jìn)行，確保風(fēng)管內(nèi)雜物已被吹出，風(fēng)管通風(fēng)狀況良好，避免堵管。同時(shí)避免管內(nèi)施工人員無準(zhǔn)備，受到高速的耐火顆粒與風(fēng)管反沖力傷害。
噴涂注意事項(xiàng)：噴涂前對(duì)煙道內(nèi)設(shè)備、排氣孔、百葉窗等部位用彩條布覆蓋，避免噴涂料堵塞后無法清理造成設(shè)備損壞。噴涂前必須使用壓縮空氣吹掃噴涂面并且噴水濕潤(rùn)。如此可以將噴涂反彈料控制到最低。在噴涂過程中隨時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)壓和水壓，保證噴涂質(zhì)量。噴涂厚度超過 50 mm 時(shí)，需要分多層噴涂，每次噴涂厚度在 40~50 mm 之間，噴涂至表面微滴水即可，噴涂層表面不能有裂紋、松散等現(xiàn)象。遇到突發(fā)事件停噴時(shí)，將中斷處拉毛處理，給噴涂工作留出斜面，繼續(xù)噴涂時(shí)用水將中斷處濕潤(rùn)后再噴涂。遇堵管情況發(fā)生時(shí)，噴槍手應(yīng)立即與噴涂機(jī)操作者聯(lián)系停水停料和停止送風(fēng)，然后處理被堵的風(fēng)管，需要用高壓風(fēng)沖擊時(shí)，必須把牢噴頭，以保證安全。及時(shí)將回彈料收集運(yùn)出管外處理，不得將回彈料用于噴涂。噴涂過程中不得混入雜物，噴涂層不允許有夾層。
噴涂槍的運(yùn)行速度要均勻，與基面的距離保持在 1.5 m左右，不能忽遠(yuǎn)忽近，保持噴涂厚薄均勻，表面平整對(duì)耐磨層的強(qiáng)度和耐久性是有利的。噴涂后在初凝時(shí)對(duì)耐磨層表面進(jìn)行修整，用刮刀將多余的噴涂料輕輕掛掉，然后用噴漿抹平。將噴涂料修整為厚薄均勻，表面平整，有規(guī)則圓弧線的耐磨層。修整過程不能大力揉搓，因?yàn)閲娡苛线€沒有強(qiáng)度容易塌落，也容易使內(nèi)部產(chǎn)生裂紋。
（7）養(yǎng)護(hù)。噴涂完成后噴涂料凝結(jié)過程中，會(huì)持續(xù)散發(fā)一 定的熱量，使耐磨層溫度升高，每隔 6 h 要在噴涂料表面灑水，減緩表面水分蒸發(fā)速度，避免噴涂料表面出現(xiàn)裂紋。為了避免噴涂料水分快速干燥，還應(yīng)避免噴涂料被陽(yáng)光直射或熱風(fēng)吹拂，嚴(yán)禁用暖風(fēng)將噴涂料快速烘干。養(yǎng)護(hù)過程在 48 h 以內(nèi)進(jìn)行，48 h 后噴涂料表面起一定的強(qiáng)度，養(yǎng)護(hù)結(jié)束。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，通過選擇先進(jìn)的耐磨保溫工藝、可靠的施工方式和優(yōu)良的耐火材料，可以有效提高大煙道耐磨層耐磨、隔熱、保溫、防腐性能，提高耐磨層的耐久性。保證燒結(jié)機(jī)抽風(fēng)系統(tǒng)健康有效運(yùn)行，促進(jìn)燒結(jié)機(jī)高產(chǎn)低耗發(fā)展，保持燒結(jié)系統(tǒng)科學(xué)持續(xù)良好狀態(tài)，降低后期維保費(fèi)用，迎合當(dāng)前工業(yè)時(shí)代發(fā)展潮流，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
參考文獻(xiàn)
[1] 彭水生.燒結(jié)機(jī)大煙道內(nèi)存耐酸耐磨噴涂料的研制與應(yīng)用[J].耐火材料，2009，43（5）：378-380.
[2] 郝繼峰，宋存義，錢大益，等.燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)的研究[J].鋼鐵，2006，41（8）：76-78.