國(guó)際水泥項(xiàng)目耐火材料施工需要特別關(guān)注的幾個(gè)問題分析研討

??摘要：本文從國(guó)際水泥項(xiàng)目耐火材料現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)戰(zhàn)方面，配合以詳實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)照片資料和具體數(shù)據(jù)，針對(duì)耐火材料發(fā)貨前、運(yùn)輸中及現(xiàn)場(chǎng)倉(cāng)儲(chǔ)問題的完善工作，以及在具體施工過程中澆注料施工質(zhì)量保證方法、錨固件焊接要求、模板支護(hù)系列問題糾正等工作進(jìn)行分析研討，同時(shí)呈現(xiàn)了部分工序節(jié)點(diǎn)柔性連接問題及改進(jìn)方法、設(shè)計(jì)遺漏問題的優(yōu)化完善，并對(duì)窯口護(hù)鐵設(shè)計(jì)不需要澆注料覆蓋的新工藝進(jìn)行展示，并特別強(qiáng)調(diào)指出了在耐火材料施工全過程的留樣工作、干燥工作和嚴(yán)格每一步依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙按規(guī)范施工的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

??關(guān)鍵字： 國(guó)際水泥項(xiàng)目 耐火材料施工 問題及整改措施 分析研討

??1、項(xiàng)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(shè)計(jì)來自?shī)W美設(shè)計(jì)研究院，其設(shè)計(jì)及施工復(fù)雜程度行業(yè)不多見，整個(gè)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)施工區(qū)域包括預(yù)熱器系統(tǒng)、分解爐系統(tǒng)、篦冷機(jī)系統(tǒng)、窯系統(tǒng)（包含窯體、窯頭罩、窯頭沉降室和三次風(fēng)管）、熱風(fēng)管道（包括原料熱風(fēng)爐管道和水泥粉磨系統(tǒng)烘干熱風(fēng)管道系統(tǒng)）等工藝環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)材料需求涵蓋39個(gè)子項(xiàng)耐火材料，包括129種磚型、107種型號(hào)錨固件、12種型號(hào)澆注料、10種型號(hào)硅酸鈣板及防水劑、纖維棉、水玻璃、粘結(jié)粉、火泥等合計(jì)重量2800余噸。在整個(gè)施工過程中，中國(guó)、德國(guó)、印度及馬來西亞當(dāng)?shù)丶夹g(shù)人員及國(guó)內(nèi)分包施工隊(duì)伍展開跨國(guó)合作，鼎力攻堅(jiān)，經(jīng)過近八個(gè)月的時(shí)間完成項(xiàng)目建設(shè)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(jì)劃順利點(diǎn)火。以下為筆者在全程參與該項(xiàng)目耐火材料施工及驗(yàn)收工作實(shí)戰(zhàn)中匯總了需要特別關(guān)注的幾個(gè)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(zhǔn)備工作需要注意的事項(xiàng)

??a）發(fā)貨前對(duì)相關(guān)材料型號(hào)和數(shù)量按照材料清單反復(fù)核對(duì)工作非常重要，以免漏發(fā)、錯(cuò)發(fā)影響工期并造成不必要的材料損失。

??i.該項(xiàng)目到貨清點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)有部分錨固件尺寸不符合裝箱單要求，圖號(hào)R201435A中扒釘HTH.8-200-310K型號(hào)，發(fā)貨型號(hào)為HTH.8-310-310K，數(shù)量1400個(gè)，重量248kg，后期隨其它貨物補(bǔ)發(fā)到現(xiàn)場(chǎng)，不合格扒釘做報(bào)廢處理。

??ii.C5旋風(fēng)筒圖號(hào)R201433A耐堿莫來石磚RK-S型號(hào)FB1A 重量71.99噸，錯(cuò)發(fā)為低氣孔耐堿磚FB1，導(dǎo)致施工階段必須調(diào)整整個(gè)進(jìn)度計(jì)劃，等待該批次貨物從國(guó)內(nèi)補(bǔ)發(fā)。

??b）海運(yùn)包裝需要注意的環(huán)節(jié)

??i.海外項(xiàng)目的承接，均對(duì)材料在長(zhǎng)途運(yùn)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(yùn)輸過程中必須做好防破損、防受潮工作，包括相關(guān)錨固件的密封包裝同樣要高度重視，因?yàn)橐坏╁^固件長(zhǎng)時(shí)間遭受海上潮濕環(huán)境浸濕或海水飛濺會(huì)導(dǎo)致不同程度銹蝕影響其施工質(zhì)量和使用性能。

??c）到貨存貯條件：東南亞赤道國(guó)家在雨季期間空氣濕度大于90%，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)且多雷雨，提前計(jì)劃良好的存貯條件（干燥、通風(fēng)、防雨、不積水且平坦的庫(kù)房），且注意卸船、短途運(yùn)輸和卸車等環(huán)節(jié)對(duì)材料多方面防護(hù)，保護(hù)好到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的耐火材料且盡量避免無謂的二次倒運(yùn)對(duì)保障項(xiàng)目工期降低管理成本具有深遠(yuǎn)意義。

??i.下圖是卸在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)堆內(nèi)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(chǎng)耐火磚包裝破損 耐火磚散落在現(xiàn)場(chǎng)）

??ii.施工現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)防護(hù)不可忽視，下組圖2是預(yù)熱器三層平臺(tái)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(zhì)期

??i.因國(guó)際項(xiàng)目涉及協(xié)調(diào)戰(zhàn)線長(zhǎng)，項(xiàng)目建設(shè)周期相對(duì)也不同程度的延長(zhǎng)。澆注料中的耐火集料一般主料放上一兩年也不會(huì)有問題，主要是高鋁水泥的保質(zhì)期，一般不超過3個(gè)月；塑料編織袋包裝，內(nèi)襯防水膜耐火澆注料保質(zhì)期一般也不超過一年，每種澆注料保質(zhì)期也各不相同，因此材料臺(tái)賬中必須單列一項(xiàng)標(biāo)明各種材料的保質(zhì)期節(jié)點(diǎn)并提前按計(jì)劃調(diào)配使用。

??e）注意堿性磚的防護(hù)，該項(xiàng)目發(fā)到現(xiàn)場(chǎng)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(bào)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(bào)廢的堿性磚）

??f）針對(duì)極其復(fù)雜設(shè)計(jì)且驗(yàn)收嚴(yán)格的系統(tǒng)工程，仔細(xì)研讀和剖析圖紙，做好技術(shù)交底對(duì)接工作，要科學(xué)合理研究和制定詳細(xì)有效的現(xiàn)場(chǎng)施工計(jì)劃、材料準(zhǔn)備計(jì)劃、機(jī)具計(jì)劃和人力計(jì)劃等系統(tǒng)工作。

??3、施工中的若干實(shí)際問題及整改要求

??a）澆注料加水量：對(duì)于輕質(zhì)、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(shí)，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(yán)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(chǎng)施工如果不能按照規(guī)程控制和操作，后期耐火澆注料對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的安全保障構(gòu)成威脅。

??i.要求嚴(yán)格使用標(biāo)準(zhǔn)刻度量筒計(jì)量加水量。

??ii.干攪3分鐘后加入設(shè)計(jì)總水量的80%，再攪拌兩分鐘后部分補(bǔ)充剩余水量。

??iii.常規(guī)推薦使用強(qiáng)制式澆注料專用攪拌機(jī)（攪拌鍋內(nèi)均布三只以上攪拌葉片），來確?，F(xiàn)場(chǎng)施工澆注料的施工性能。如組圖4 拌合水計(jì)量工具對(duì)比、強(qiáng)制式澆注料攪拌機(jī)對(duì)比、澆注料加水量表格和現(xiàn)場(chǎng)攪拌操作規(guī)程：

??（組圖4 拌a和b合水計(jì)量工具對(duì)比、c和d強(qiáng)制式澆注料攪拌機(jī)對(duì)比、e澆注料加水量表格和f現(xiàn)場(chǎng)攪拌操作規(guī)程磚）

??b）錨固件安裝

??i.焊條烘干及科學(xué)使用

??1.焊條使用前必須嚴(yán)格烘干：焊條往往會(huì)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(shí)間1小時(shí)；堿性焊條的烘干溫度350--400℃，時(shí)間1--2小時(shí)，烘干后放在100--150℃的保溫箱內(nèi)，隨用隨取。

??2.錨固件焊接：錨固件材質(zhì)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(shí)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(yán)格執(zhí)行規(guī)程和圖紙要求，如下圖安裝要求及錯(cuò)誤和正確的焊接排布實(shí)例（組圖6 扒釘布置定位圖 ；錨固件布置定位圖； 現(xiàn)場(chǎng)焊接角度0°和90°定位錯(cuò)誤扒釘； 現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)焊接角度0°和90°定位錯(cuò)誤扒釘； 現(xiàn)場(chǎng)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(zhì)的新型保溫材料，具有容重輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)小、耐高溫、耐腐蝕、能切、能鋸等特點(diǎn)。被廣泛應(yīng)用于耐火材料施工隔熱保溫層，厚度通常是在30mm以上，密度在200-1000kg/m3，是一種絕好的內(nèi)襯隔熱保溫材料。

??i.按照工程實(shí)際需要尺寸準(zhǔn)確切割。硅酸鈣板表觀容重：1.30g/cm?，易于自由切割，但該項(xiàng)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(dǎo)致碎裂等缺陷，不加以糾正，會(huì)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(dǎo)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(qiáng)度的正常發(fā)揮，在模板支護(hù)前對(duì)已經(jīng)安裝好的硅酸鈣板表面均勻涂刷防水劑，該項(xiàng)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(hù)：包括支護(hù)面積不超標(biāo)、模板密封不跑將不變形、預(yù)留膨脹縫要貫通且滿足圖紙?jiān)O(shè)計(jì)規(guī)定相關(guān)角度要求。

??i.該項(xiàng)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(dǎo)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(dǎo)致縫隙過大；b 修正后效果圖）

??iii.窯頭沉降室模板支護(hù)問題導(dǎo)致膨脹節(jié)接口處膨脹連接板沒有澆注料保護(hù)而會(huì)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(fēng)管閘板出口膨脹節(jié)處不正確的切磚角度（組圖10 三次風(fēng)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(fēng)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(yù)熱器旋風(fēng)筒人孔檢修門模板固定鋼筋沒有及時(shí)清除及修正圖11：

??（組圖11 a預(yù)熱器旋風(fēng)筒人孔檢修門模板固定鋼筋沒有及時(shí)清除；b 修正后效果圖）

??vi.設(shè)計(jì)問題導(dǎo)致篦冷機(jī)檢修門觀察孔一邊澆注料呈尖角鱗片狀，需要設(shè)計(jì)部門修改圖紙如圖12。

??（組圖12設(shè)計(jì)問題導(dǎo)致篦冷機(jī)檢修門觀察孔一邊澆注料呈尖角鱗片狀，需要設(shè)計(jì)部門修改圖紙如圖）

??e）膨脹縫預(yù)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(duì)應(yīng)a膨脹縫施工圖；

??c 篦冷機(jī)廢氣出口膨脹縫施工圖；d 對(duì)應(yīng)c膨脹縫遺漏；e 對(duì)應(yīng)d修正效果圖 ）

??iii.三次風(fēng)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(fēng)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(duì)應(yīng)15a施工圖）

??iv.三次風(fēng)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(fù)后效果圖）

??vi.篦冷機(jī)側(cè)墻旋風(fēng)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(jī)立面?zhèn)葔πL(fēng)筒回料管定位圖）

??b 回料管與篦冷機(jī)側(cè)墻鋼結(jié)構(gòu)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(jī)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(huì)導(dǎo)致纖維棉吸收施工澆注料部分水份如組圖18。

??（圖18 篦冷機(jī)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(dǎo)塊沒有安裝完畢就進(jìn)行澆注料施工，必須拆除澆注料補(bǔ)充安裝如組圖19。

??（圖19a 窯尾煙室擋磚盤引導(dǎo)快布置圖。b在a圖引導(dǎo)塊沒有安裝完畢就進(jìn)行澆注料施工，必須拆除澆注料補(bǔ)充安裝）

??h）篦冷機(jī)入口矮強(qiáng)澆注料扒釘設(shè)計(jì)遺漏予以補(bǔ)充設(shè)計(jì)和定位如組圖

??（圖20 a篦冷機(jī)入口矮強(qiáng)設(shè)計(jì)示意圖；b 對(duì)應(yīng)a圖定位 設(shè)計(jì)補(bǔ)充扒釘定位9*2=18顆；c 補(bǔ)充設(shè)計(jì)扒釘定型尺寸及結(jié)構(gòu)圖扒釘高750mm）

??i）窯頭罩側(cè)墻施工完畢應(yīng)同步拆除植入耐火材料的腳手架鋼管，避免后期強(qiáng)制拆除導(dǎo)致澆注料或耐火磚存在破損缺口如圖21。

??（圖21 窯頭罩側(cè)墻施工完畢應(yīng)同步拆除植入耐火材料的腳手架鋼管）

??j）該項(xiàng)目同步設(shè)計(jì)配套了不需要澆注料覆蓋保護(hù)的特殊材質(zhì)窯口護(hù)鐵，對(duì)已安裝護(hù)鐵之間的膨脹縫須按照?qǐng)D紙予以核定確認(rèn)如圖22。

??（圖22 a不需要澆注料覆蓋保護(hù)的特殊材質(zhì)窯口護(hù)鐵；b 特殊材質(zhì)窯口護(hù)鐵預(yù)留的膨脹縫）

??4、相關(guān)結(jié)論

??a）龐大復(fù)雜的耐火材料設(shè)計(jì)施工，需求高素質(zhì)的施工隊(duì)伍和高度專業(yè)并嚴(yán)格負(fù)責(zé)的監(jiān)理人員，要建立有效的隱蔽工程檢查規(guī)程和科學(xué)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(xiàng)目的適量樣品，可由耐火材料供應(yīng)商或由一個(gè)獨(dú)立認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行系統(tǒng)分析。

??c）新安裝的耐火材料的干燥過程非常關(guān)鍵，干燥程序要非常小心。在整個(gè)干燥過程中，凝結(jié)在耐火材料當(dāng)中的水份必須保持緩慢蒸發(fā)外排的必要條件。預(yù)熱器和篦冷機(jī)按照規(guī)定的升溫速度和曲線單獨(dú)干燥，可以避免過早磨損。如果合適的話，可以聘請(qǐng)一家專門從事這項(xiàng)工作的公司來主導(dǎo)干燥過程實(shí)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(diào)整加熱時(shí)間和保持恒溫時(shí)間段以避免潛在的損失。假設(shè)澆注料施工時(shí)使用過多的拌和水，適當(dāng)延長(zhǎng)在200℃及400℃干燥恒溫有效時(shí)間是相對(duì)安全的，這樣調(diào)整能夠部分糾正澆注料施工拌和水量偏大的現(xiàn)場(chǎng)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(yán)格執(zhí)行圖紙要求，且保證耐火材料型號(hào)一對(duì)一正確安裝在指定部位，在安裝過程中要嚴(yán)格遵守所有規(guī)程要求的每一個(gè)施工細(xì)節(jié)。

??f）經(jīng)業(yè)主方委托第三方檢測(cè)驗(yàn)收：對(duì)以上相關(guān)問題的不符合項(xiàng)經(jīng)施工方逐一整改后，并經(jīng)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理和業(yè)主方確認(rèn)有效關(guān)閉；整個(gè)耐火襯里安裝的外觀美學(xué)有部分偏離，遵循常規(guī)的安裝方式進(jìn)行系統(tǒng)判定，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)核查及抽樣檢測(cè)該系統(tǒng)耐火材料的安裝功能正確，整個(gè)系統(tǒng)耐火材料的安裝質(zhì)量可以接受。

??g）配套設(shè)計(jì)或改造不需要澆注料覆蓋保護(hù)的特殊材質(zhì)窯口護(hù)鐵（如本文圖22），以及預(yù)熱器旋風(fēng)筒大片狀特殊材質(zhì)掛片（1200mm*600mm）雙保險(xiǎn)固定及聯(lián)接技術(shù)，對(duì)保障窯系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低耗及穩(wěn)定運(yùn)行很有遠(yuǎn)期價(jià)值，值得同行進(jìn)一步探討和借鑒。