國際水泥項目耐火材料施工需要特別關注的幾個問題分析研討
??摘要：本文從國際水泥項目耐火材料現(xiàn)場施工的實戰(zhàn)方面，配合以詳實的現(xiàn)場照片資料和具體數(shù)據(jù)，針對耐火材料發(fā)貨前、運輸中及現(xiàn)場倉儲問題的完善工作，以及在具體施工過程中澆注料施工質量保證方法、錨固件焊接要求、模板支護系列問題糾正等工作進行分析研討，同時呈現(xiàn)了部分工序節(jié)點柔性連接問題及改進方法、設計遺漏問題的優(yōu)化完善，并對窯口護鐵設計不需要澆注料覆蓋的新工藝進行展示，并特別強調指出了在耐火材料施工全過程的留樣工作、干燥工作和嚴格每一步依據(jù)設計圖紙按規(guī)范施工的現(xiàn)實指導意義。
??關鍵字： 國際水泥項目 耐火材料施工 問題及整改措施 分析研討
??1、項目背景
??馬來西亞海峽水泥公司4000t/d 完整干法生產(chǎn)線耐火材料全套設計來自奧美設計研究院，其設計及施工復雜程度行業(yè)不多見，整個系統(tǒng)對應施工區(qū)域包括預熱器系統(tǒng)、分解爐系統(tǒng)、篦冷機系統(tǒng)、窯系統(tǒng)（包含窯體、窯頭罩、窯頭沉降室和三次風管）、熱風管道（包括原料熱風爐管道和水泥粉磨系統(tǒng)烘干熱風管道系統(tǒng)）等工藝環(huán)節(jié)，對應材料需求涵蓋39個子項耐火材料，包括129種磚型、107種型號錨固件、12種型號澆注料、10種型號硅酸鈣板及防水劑、纖維棉、水玻璃、粘結粉、火泥等合計重量2800余噸。在整個施工過程中，中國、德國、印度及馬來西亞當?shù)丶夹g人員及國內分包施工隊伍展開跨國合作，鼎力攻堅，經(jīng)過近八個月的時間完成項目建設的耐火材料同步分段施工，確保了2015年10月12日該生產(chǎn)線按計劃順利點火。以下為筆者在全程參與該項目耐火材料施工及驗收工作實戰(zhàn)中匯總了需要特別關注的幾個問題及整改措施要求，在此共同分析研討并提供行業(yè)借鑒。
??2、施工前準備工作需要注意的事項
??a）發(fā)貨前對相關材料型號和數(shù)量按照材料清單反復核對工作非常重要，以免漏發(fā)、錯發(fā)影響工期并造成不必要的材料損失。
??i.該項目到貨清點時發(fā)現(xiàn)有部分錨固件尺寸不符合裝箱單要求，圖號R201435A中扒釘HTH.8-200-310K型號，發(fā)貨型號為HTH.8-310-310K，數(shù)量1400個，重量248kg，后期隨其它貨物補發(fā)到現(xiàn)場，不合格扒釘做報廢處理。
??ii.C5旋風筒圖號R201433A耐堿莫來石磚RK-S型號FB1A 重量71.99噸，錯發(fā)為低氣孔耐堿磚FB1，導致施工階段必須調整整個進度計劃，等待該批次貨物從國內補發(fā)。
??b）海運包裝需要注意的環(huán)節(jié)
??i.海外項目的承接，均對材料在長途運輸有明確的要求和規(guī)范，耐火材料（澆注料、耐火磚、硅酸鈣板及輔助材料）均有各自不同的具體包裝形式，在運輸過程中必須做好防破損、防受潮工作，包括相關錨固件的密封包裝同樣要高度重視，因為一旦錨固件長時間遭受海上潮濕環(huán)境浸濕或海水飛濺會導致不同程度銹蝕影響其施工質量和使用性能。
??c）到貨存貯條件：東南亞赤道國家在雨季期間空氣濕度大于90%，持續(xù)時間長且多雷雨，提前計劃良好的存貯條件（干燥、通風、防雨、不積水且平坦的庫房），且注意卸船、短途運輸和卸車等環(huán)節(jié)對材料多方面防護，保護好到達現(xiàn)場的耐火材料且盡量避免無謂的二次倒運對保障項目工期降低管理成本具有深遠意義。
??i.下圖是卸在項目現(xiàn)場長堆內耐火材料部分耐火磚及包裝遭到人為損壞的圖片如組圖1。
??（組圖1 堆場耐火磚包裝破損 耐火磚散落在現(xiàn)場）
??ii.施工現(xiàn)場的臨時防護不可忽視，下組圖2是預熱器三層平臺地面存水浸泡澆注料和遭受雨淋濕透的整箱硅酸鈣板。
??（組圖2 地面存水浸泡澆注料和遭受雨淋濕透的整箱硅酸鈣板）
??d）注意材料的保質期
??i.因國際項目涉及協(xié)調戰(zhàn)線長，項目建設周期相對也不同程度的延長。澆注料中的耐火集料一般主料放上一兩年也不會有問題，主要是高鋁水泥的保質期，一般不超過3個月；塑料編織袋包裝，內襯防水膜耐火澆注料保質期一般也不超過一年，每種澆注料保質期也各不相同，因此材料臺賬中必須單列一項標明各種材料的保質期節(jié)點并提前按計劃調配使用。
??e）注意堿性磚的防護，該項目發(fā)到現(xiàn)場的鎂鋁尖晶石和鎂鐵尖晶石磚存貯在煤園堆，有部分被雨水浸濕而水化開裂報廢，如下組圖3。
??（組圖3 煤園堆有部分被雨水浸濕而水化開裂報廢的堿性磚）
??f）針對極其復雜設計且驗收嚴格的系統(tǒng)工程，仔細研讀和剖析圖紙，做好技術交底對接工作，要科學合理研究和制定詳細有效的現(xiàn)場施工計劃、材料準備計劃、機具計劃和人力計劃等系統(tǒng)工作。
??3、施工中的若干實際問題及整改要求
??a）澆注料加水量：對于輕質、低水泥和超低水泥澆注料施工，加水量的話題即傳統(tǒng)又很現(xiàn)實，也是多次提到“說起來明白做起來為尋求施工方便而大部分走樣的嚴重問題”，緣于適量的加水和振搗是確保澆注料耐久性的前提，現(xiàn)場施工如果不能按照規(guī)程控制和操作，后期耐火澆注料對生產(chǎn)系統(tǒng)的安全保障構成威脅。
??i.要求嚴格使用標準刻度量筒計量加水量。
??ii.干攪3分鐘后加入設計總水量的80%，再攪拌兩分鐘后部分補充剩余水量。
??iii.常規(guī)推薦使用強制式澆注料專用攪拌機（攪拌鍋內均布三只以上攪拌葉片），來確?，F(xiàn)場施工澆注料的施工性能。如組圖4 拌合水計量工具對比、強制式澆注料攪拌機對比、澆注料加水量表格和現(xiàn)場攪拌操作規(guī)程：
??（組圖4 拌a和b合水計量工具對比、c和d強制式澆注料攪拌機對比、e澆注料加水量表格和f現(xiàn)場攪拌操作規(guī)程磚）
??b）錨固件安裝
??i.焊條烘干及科學使用
??1.焊條使用前必須嚴格烘干：焊條往往會因吸潮而使工藝性能變壞，造成電弧不穩(wěn)、飛濺增大，并容易產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷。一般酸性焊條的烘干溫度150--200℃，時間1小時；堿性焊條的烘干溫度350--400℃，時間1--2小時，烘干后放在100--150℃的保溫箱內，隨用隨取。
??2.錨固件焊接：錨固件材質一般為奧氏體耐熱鋼，要求焊接材料的合金成分與母材匹配，以保證良好的抗裂性和耐蝕性；焊接工作必須由專業(yè)人員來操作，焊接前工作面要保持清潔，規(guī)程要求的錨固件連接處要滿焊如下組圖5（澆注料扒釘和錨固件焊接區(qū)域效果圖）且及時清理焊渣。
??（組圖5 澆注料扒釘和錨固件焊接區(qū)域效果圖）
??ii.排列間距及方向：要嚴格執(zhí)行規(guī)程和圖紙要求，如下圖安裝要求及錯誤和正確的焊接排布實例（組圖6 扒釘布置定位圖 ；錨固件布置定位圖； 現(xiàn)場焊接角度0°和90°定位錯誤扒釘； 現(xiàn)場糾正正確焊接角度45°扒釘定位圖）：
??（組圖6 扒釘布置定位圖 ；錨固件布置定位圖； 現(xiàn)場焊接角度0°和90°定位錯誤扒釘； 現(xiàn)場糾正正確焊接角度45°扒釘定位圖）
??c）硅酸鈣板安裝：保溫用硅酸鈣板也叫做微孔硅酸鈣，是一種白色、硬質的新型保溫材料，具有容重
??i.按照工程實際需要尺寸準確切割。硅酸鈣板表觀容重：1.30g/cm?，易于自由切割，但該項目施工中出現(xiàn)切割工具不規(guī)范造成切割尺寸偏差大、施工安裝縫隙大以及錘擊安裝硅酸鈣板表面導致碎裂等缺陷，不加以糾正，會極大降低隔熱保溫效果。如下圖：
??（組圖6 a和b硅酸鈣板安裝縫隙過大；c和d切割不到位；e錘擊硅酸鈣板導致碎裂變形）
??ii.澆注料施工前的防水劑（ water-proofing additive）噴涂：為防止硅酸鈣板吸收澆注料的摻和水，影響澆注料升溫硬化強度的正常發(fā)揮，在模板支護前對已經(jīng)安裝好的硅酸鈣板表面均勻涂刷防水劑，該項目在正常施工中存在防水劑部分遺忘涂刷的情況。
??d）澆注料施工模板的正確支護：包括支護面積不超標、模板密封不跑將不變形、預留膨脹縫要貫通且滿足圖紙設計規(guī)定相關角度要求。
??i.該項目施工部分區(qū)域澆注料單塊尺寸超過了1㎡、跑漿變形。如下組圖7a澆注料單塊施工超過1㎡；b 模板跑漿施工澆注料變形圖的情況。
??（組圖7 a澆注料單塊施工超過1㎡；b 模板跑漿施工澆注料變形）
??ii.人孔門封堵切磚不正確導致縫隙過大和修正后效果圖見組圖8 a和b。
??（組圖8 a人孔門封堵切磚不正確導致縫隙過大；b 修正后效果圖）
??iii.窯頭沉降室模板支護問題導致膨脹節(jié)接口處膨脹連接板沒有澆注料保護而會過早燒蝕損毀（組圖9 a沉降室膨脹節(jié)施工圖及施工問題；b 修正后效果圖）。
??（組圖9 a沉降室膨脹節(jié)施工圖及施工問題；b 修正后效果圖）
??iv.三次風管閘板出口膨脹節(jié)處不正確的切磚角度（組圖10 三次風管膨脹節(jié)施工圖；b 切磚角度不符合45°問題圖；c 整改后效果圖）：
??（組圖10 三次風管膨脹節(jié)施工圖；b 切磚角度不符合45°問題圖；c 整改后效果圖）
??v.預熱器旋風筒人孔檢修門模板固定鋼筋沒有及時清除及修正圖11：
??（組圖11 a預熱器旋風筒人孔檢修門模板固定鋼筋沒有及時清除；b 修正后效果圖）
??vi.設計問題導致篦冷機檢修門觀察孔一邊澆注料呈尖角鱗片狀，需要設計部門修改圖紙如圖12。
??（組圖12設計問題導致篦冷機檢修門觀察孔一邊澆注料呈尖角鱗片狀，需要設計部門修改圖紙如圖）
??e）膨脹縫預留及正確安裝
??i.膨脹縫被澆注料覆蓋、尺寸不均勻且沒有貫通工作面如圖13：
??（組圖13 a膨脹縫被澆注料覆蓋、尺寸不均勻且沒有貫通工作面；b 施工圖）
??ii.在耐火磚和澆注料接口處膨脹縫遺漏沒有按圖施工如組圖14：
??（組圖14a沉降室墻體膨脹縫在澆注料和耐火磚接口處遺漏；b 對應a膨脹縫施工圖；
??c 篦冷機廢氣出口膨脹縫施工圖；d 對應c膨脹縫遺漏；e 對應d修正效果圖 ）
??iii.三次風管膨脹節(jié)區(qū)域：加纖維毯膨脹縫雙層40mm*2隔熱密封，沒有按圖施工如組圖15：
??（組圖15 a三次風管膨脹節(jié)區(qū)域加纖維棉膨脹縫區(qū)域雙層40mm*2隔熱密封纖維毯沒有按圖施工；b 對應15a施工圖）
??iv.三次風管閘板膨脹縫和澆注料施工：存在問題是分塊施工澆注料膨脹縫沒有有效貫通，且澆注料施工面有大量氣孔，需要重新澆筑如組圖16 a。
??（組圖16 a分塊施工澆注料膨脹縫沒有有效貫通，且澆注料施工面有大量氣孔；
??b破碎返工重新澆筑；c 最后兩塊澆注料閘板骨架圖；d 修復后效果圖）
??vi.篦冷機側墻旋風筒回料管接口處定位及柔性連接耐火材料施工糾正要求如組圖17。
??（組圖17 a篦冷機立面?zhèn)葔πL筒回料管定位圖）
??b 回料管與篦冷機側墻鋼結構墻體必須柔性連接不能焊接，需要把焊口割開；
??c 回料管圓周必須使用8mm隔熱纖維毯覆蓋后使用膠帶紙均勻纏繞過程施工圖）
??f）空氣炮的隔熱保溫層安裝：篦冷機入口處空氣炮炮管打澆注料之前的隔熱保溫層沒有全部使用膠帶紙無縫纏繞覆蓋，會導致纖維棉吸收施工澆注料部分水份如組圖18。
??（圖18 篦冷機入口處空氣炮炮管打澆注料之前的隔熱保溫層圖）
??g）窯尾煙室擋磚盤引導塊沒有安裝完畢就進行澆注料施工，必須拆除澆注料補充安裝如組圖19。
??（圖19a 窯尾煙室擋磚盤引導快布置圖。b在a圖引導塊沒有安裝完畢就進行澆注料施工，必須拆除澆注料補充安裝）
??h）篦冷機入口矮強澆注料扒釘設計遺漏予以補充設計和定位如組圖
??（圖20 a篦冷機入口矮強設計示意圖；b 對應a圖定位 設計補充扒釘定位9*2=18顆；c 補充設計扒釘定型尺寸及結構圖扒釘高750mm）
??i）窯頭罩側墻施工完畢應同步拆除植入耐火材料的腳手架鋼管，避免后期強制拆除導致澆注料或耐火磚存在破損缺口如圖21。
??（圖21 窯頭罩側墻施工完畢應同步拆除植入耐火材料的腳手架鋼管）
??j）該項目同步設計配套了不需要澆注料覆蓋保護的特殊材質窯口護鐵，對已安裝護鐵之間的膨脹縫須按照圖紙予以核定確認如圖22。
??（圖22 a不需要澆注料覆蓋保護的特殊材質窯口護鐵；b 特殊材質窯口護鐵預留的膨脹縫）
??4、相關結論
??a）龐大復雜的耐火材料設計施工，需求高素質的施工隊伍和高度專業(yè)并嚴格負責的監(jiān)理人員，要建立有效的隱蔽工程檢查規(guī)程和科學的施工管理制度。
??b）要求施工方在安裝過程中按規(guī)程留存所使用材料樣品和澆注料施工樣品；保留未來項目的適量樣品，可由耐火材料供應商或由一個獨立認證的實驗室進行系統(tǒng)分析。
??c）新安裝的耐火材料的干燥過程非常關鍵，干燥程序要非常小心。在整個干燥過程中，凝結在耐火材料當中的水份必須保持緩慢蒸發(fā)外排的必要條件。預熱器和篦冷機按照規(guī)定的升溫速度和曲線單獨干燥，可以避免過早磨損。如果合適的話，可以聘請一家專門從事這項工作的公司來主導干燥過程實施。
??d）在一些澆注料施工區(qū)域，可以看到有太多的水流出跡象，建議在最壞的情況下按照既定升溫曲線調整加熱時間和保持恒溫時間段以避免潛在的損失。假設澆注料施工時使用過多的拌和水，適當延長在200℃及400℃干燥恒溫有效時間是相對安全的，這樣調整能夠部分糾正澆注料施工拌和水量偏大的現(xiàn)場施工問題。
??e）在錨固件、耐火材料和保溫材料的選擇使用必須嚴格執(zhí)行圖紙要求，且保證耐火材料型號一對一正確安裝在指定部位，在安裝過程中要嚴格遵守所有規(guī)程要求的每一個施工細節(jié)。
??f）經(jīng)業(yè)主方委托第三方檢測驗收：對以上相關問題的不符合項經(jīng)施工方逐一整改后，并經(jīng)項目現(xiàn)場監(jiān)理和業(yè)主方確認有效關閉；整個耐火襯里安裝的外觀美學有部分偏離，遵循常規(guī)的安裝方式進行系統(tǒng)判定，經(jīng)現(xiàn)場核查及抽樣檢測該系統(tǒng)耐火材料的安裝功能正確，整個系統(tǒng)耐火材料的安裝質量可以接受。
??g）配套設計或改造不需要澆注料覆蓋保護的特殊材質窯口護鐵（如本文圖22），以及預熱器旋風筒大片狀特殊材質掛片（1200mm*600mm）雙保險固定及聯(lián)接技術，對保障窯系統(tǒng)優(yōu)質高產(chǎn)低耗及穩(wěn)定運行很有遠期價值，值得同行進一步探討和借鑒。
編輯：俞垚伊
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