浅谈熔盐氯化炉内衬安装技术.docx

          浅谈熔盐氯化炉内衬安装技术                    摘要：针对海绵钛生产工艺中的熔盐氯化炉内衬施工参数、技术标准及砌筑质量要求，重点对该种炉型新材料、新工艺进行研究，制定出一套完整的安装技术和施工方法，并付诸实施后收到了好的成果关键词：熔盐氯化炉；内衬砌筑；安装技术我国钛资源非常丰富，其中有98%的钛资源是钛铁矿，钛铁矿是钛渣和海绵钛的生产原料海绵钛生产工艺一般为沸腾氯化和熔盐氯化，而熔盐氯化适合于含高钙镁杂质原料[1-3]地处中国攀西裂谷的攀枝花市被国家授予“中国钒钛之都”的称号，钛储量8.4亿吨，占全国钛储量的93%，可连续开采100年，列世界第一位攀枝花钒钛磁铁矿中得到的是酸溶性钛渣，钙镁含量高，最适合熔盐氯化法生产四氯化钛本文以攀钢15Kt/a海绵钛生产为例，引进乌克兰技术，采用镁热还原工艺，用TiO2含量为78%的钛渣为基本原料，高钛渣配石油焦加入熔盐氯化炉并注入氯气进行氯化得到四氯化钛，经还原蒸馏成海绵钛的生产过程而提出熔盐氯化炉内衬安装技术[4-6]图1熔盐氯化炉实体图片1熔盐氯化炉的一般技术参数1.1熔盐氯化炉的作用、工作环境及主要工作参数熔盐氯化炉工作环境为：有毒，工质中含CO2，NaCl，CaCl2，FeCl2等。

其主要工作参数为：生产能力为100-130t/d，原料消耗3.9t/h，工作温度为400-500℃，熔体温度720-800℃，熔体密度1600-1800Kg/m3，氯气压力0.12Mpa，启动时的最大功耗为：550Kw1.2内衬砌筑耐材的要求及施工质量要求炉内衬分为三层，最外一层为20mm厚铸石板层，中间为40mm厚蒽油-石墨密封剂层，工作层为耐火砖层上下段炉体除工作层厚度变化外（下部工作层厚810mm，上部工作层厚346mm）其余层的厚度均一致其各洞口的材料除测量孔为石墨浸渍砖，炉顶孔洞用浇注料浇注外其余均为氟金云母制成的异型砖砌筑[7]熔盐氯化炉内衬材料主要有：耐火砖，硅藻土砖，铸石板，蒽油-石墨密封剂，浇注料，氟金云母砖，浸渍石墨砖等由于其工作为有毒环境故对砌筑质量要求较高具体要求如下[8-9]：（1）砌筑质量要求砌砖前必须进行选砖，将厚度不同的砖分别堆放炉底、炉墙、铸石板砌筑的最大砖缝为2mm炉顶保温砖干砌，缝隙采用碎硅藻土砖填密实水平不平整度不得大于3mm，否则必须将其表面磨平垂直度误差用铅锤检查，整个墙体高度垂直度误差不超过5mm砌筑下部炉体斜段部分每砌三层须用角度仪检查锥形砌体的角度。

半径误差小于5mm泥浆饱满度不得小于95%密封剂厚度误差5mm2）耐火砖缝厚度的检查每5m2内衬表面检查点不小于10个，炉底和墙体上超过设计厚度的砖缝不得超过5个，而且不得有超过设计厚度50%的砖缝不允许有通缝出现，砖缝的最小厚度则没有限制检查时用15mm宽的塞尺检查，其插入砖缝深度少于20mm的则灰缝可认定为合格3）水平度的检查每砌4-5层砖后必须检查砌体的水平误差，用1m长的铝合金靠尺放于砌体上，再用水平仪测量4）垂直度的检查垂直度每砌5层检查一次，和水平度的检查同时进行采用铅锤仪进行检查1.3外形尺寸参数熔盐氯化炉炉体分三段，第一段为平底的倒锥体形高3591mm，第二段为直径5040mm高2326mm的圆柱体，第三段为直径4110mm高5216mm的圆柱体炉体内衬由保温层和工作层组成，顶部内衬为60度的球形顶炉体上开口较多，有加料口2个，排放口1个，送气口4个，测量孔1个，溢流口2个（见图2）图2熔盐氯化炉炉体示意图2熔盐氯化炉施工准备熔盐氯化炉的设计对施工质量要求较高，特别是对泥浆的饱满度和其内空尺寸的控制该两点决定了炉子的使用寿命和产量，为此施工中的主要工作如下：（1）施工前对砌筑工人进行针对性的培训，使砌筑人员领悟到砌筑该炉的要点。

并用同材质的砖和泥浆进行实地演练，确保工人的砌筑水平达到施工要求2）砌筑前联合耐材供应商对泥浆进行试配，找到泥浆的最佳水、灰比3）施工前对炉壳各尺寸进行详细的检查，确保其尺寸能满足砌筑要求4）因有很多设备须在内衬施工时安装，施工前必须与机电专业协调好施工时间和工序5）施工前必须对施工人员进行详细的技术交底，防止施工时出现错误6）施工前必须将底部块预砌筑并烘烤完毕7）施工前将施工用材料和机具运输至施工现场合适的位置安装并调试好8）将施工用材料按施工进度分批运输至施工点堆放使用9）做好图纸的自审工作，对有疑问的地方在施工前会同设计单位解决3熔盐氯化炉施工方法3.1底部块的砌筑和烘烤底部块的砌筑：底部块砌筑前用轻质砖砌筑一个2500mm×2500mm的砌筑平台，砌筑前必须将砌筑底面找平，相邻吊杆的夹角为120度砌筑平台砌筑完毕检查符合砌筑要求后即可进行底部块的砌筑底部块共8层砖，其砌筑质量很大程度上决定炉子的使用寿命，故必须严格控制其施工质量在砌筑平台表面铺设一层纸将底部块和平台隔离开，然后在平台上按1：1的实际尺寸砌筑、按底部块的实际安装尺寸画出底部块（共4块）的砌筑控制线，底部块间的填料层在底部块的砌筑过程中用20mm厚的铝合金尺隔开（见图3）。

安设好吊杆检查合格后进行底部块砖的砌筑底部块砖按“人”字形砌筑，砖缝厚度1-2mm，在吊杆的位置用切砖机将砖按实际情况切出宽度为14mm（吊杆直径为12mm）的方孔进行砌筑每砌筑完一层砖必须用2米的靠尺配合水平仪检查其平整度，厚度用线锤、水平尺配合卷尺检查图3底部块砌筑示意图底部块的烘烤：底部块砖体砌筑完毕后自然干燥1-3天然后再进行加热烘烤，一般烘烤温度为：常温-110℃为30小时（升温速度为25℃/3h，每升25℃保温4h），110℃保温48小时，升温至160℃（升温速度为25℃/3h，每升25℃保温2h），160℃保温24小时（保温时温度应控制在±20℃的范围内，以防止砌体开裂），然后用24小时匀速降温至室温3.2底部的耐材砌筑施工方法（含熔体紧急排出口砖的安装）砌筑前先在炉底平贴一层20mm厚铸石板，铸石板用1-1N泥浆粘贴，砌筑时用2m靠尺配合水平仪检查其平整度，塞尺检查其灰缝，灰缝小于2mm铸石板铺贴完毕后在其表面铺一层密封剂，密封剂必须一次性铺完其厚度用探针（一根有针尖并标有刻度的铁丝见图4）垂直插入填料层检查图4探针密封剂检查合格后做好相应的资料后开始进行炉底砖的铺设该炉底部共有耐火砖11层砖（其中2-9层为底部块），砌筑时应逐层砌筑。

炉底砖砌筑共设三根标高控制线，分别是第1层、2-9层（底部块）和9-11层，将各标高控制线画在炉壳上，然后在密封剂表面画出第一层砖的纵、横中心线后开始第一层砖的砌筑第1层砖仅砌纵、横345mm宽的“十”字形砌体，砌体间填保温砖碎粒（见图5）砌筑时先砌纵、横方向宽345mm的N15砖，砌筑时边砌边用靠尺配合水平仪检查其平整度，砌筑完整层后用角尺检查其标高检查合格后再纵、横砌体格内填保温砖碎粒，边填并用捣打锤捣打密实施工完毕后检查其平整度和标高图5炉底第一层砖砌筑示意图第1层砌体检查合格后即可开始底部块的安装底部块安装：底部块安装前先在炉外检查砌筑烘干后的底部块是否完好，外观尺寸是否符合设计要求检查无误后利用厂房内的行车将其吊入炉内安装第一块安装到位后再按该程序安装第二块、第三块、第四块底部块，底部块必须对称安装，安装完毕检查合格后将底部块中间的间隙（20mm）和与侧壁铸石板间的空隙用密封剂填密实，切除吊装用吊耳，吊孔用Tz-3砖砌筑，然后砌筑底部块盖缝砖底部块安装完毕后，用2m靠尺配合水平仪检查其表面平整度，不平的位置用砂轮打磨平整，合格后将底部块和炉壁间的蒽油密封剂填塞密实检查合格后即可进行第10层砖的砌筑，第10层砖应与底部块表层的砖错缝砌筑，砌筑时边砌边用铝合金靠尺检查其平整度，用塞尺检查灰缝并随即检查灰浆饱满度。

第11层砖的砌筑：在砌筑第11层砖分为两部分，第一部分为以炉底中心为圆心直径为1500mm以外的部分，第二部分为炉底中心为圆心直径为1500mm范围内第一部分先砌筑，第二部分必须在先砌筑完炉体第一层砖和安装好熔体紧急排出口砖后砌筑将控制线画在第10层砖表面，砌筑第一部分，从内圆开始向炉壁和两侧砌筑，对与控制线不吻合的砖进行切割、打磨，使其符合设计要求砌筑完第一部分检查合格后，开始安装熔体紧急排出口砖熔体紧急排出口砖的安装：紧急排出口砖体积较小，安装前用行车将其吊进炉内，先进行预砌，确认满足设计要求后开始正式安装安装时用人工翻转排出口砖安装到设计的位置即可（具体操作方法参考氯气送气枪处砖的方法）安装好等泥浆硬化后安装熔体紧急排出口（见图6），紧急排出口与该处的氟金云母砖砖间填满8-3N耐火泥图6熔体紧急排出口砌筑示意图待砌筑完炉体第7层砖后浇注该砖与炉墙和炉壳间的浇注料安装完排出口砖后进行第一层炉身砖的砌筑，砌筑位置从排出口砖两侧开始向两侧砌筑，在其对面合门砌筑完炉身第一层砖检查合格后即可进行炉底最后一层第二部分砖即炉底中心为圆心直径为1500mm范围内砖的砌筑，该部分砖为侧砌，砌体高度为115mm，砌筑方式如下（见图7）。

图8第二层砖砌筑示意图3.3氯化炉炉体的砌筑方法底部耐材施工完毕后在炉底工作面范围内铺设一层50mm厚木板，用来堆放施工材料，耐火砖堆放不宜超过1m的高度炉体下段炉墙共分六环，四环耐火砖、一环密封剂、一环铸石板厚度分别为232mm、232mm、232mm、114mm、40mm、20mm上段炉墙只有四环，二环耐火砖、一环密封剂、一环铸石板厚度分别为232mm、114mm、39mm、10mm砌筑时先贴铸石板，砌内环耐火砖，然后第二环、第三环、第四环，每砌筑完四层砖填塞一次密封剂，如此反复逐环、逐层砌筑炉墙砖每砌4层须检查平整度、标高、直径和垂直度各项指标检查合格后在耐火砖和铸石板间的空隙内填密封剂墙体砖与铸石板层间填料层的保护措施：为了防止在施工中泥浆、砖碎粒等掉入填料层内污染填料，须制作保护板（见图9）对填料进行保护施工时将保护板盖住填料层，然后进行下一层砖的砌筑每砌筑完4层须填料时将保护板取出，用压缩空气将原密封集表面吹干净然后进行密封剂的填塞，密封剂必须用木槌将其锤紧然后如此反复直至施工完毕图9保护板炉底最后一层砖砌筑完后开始砌筑炉墙的第2层砖，砌筑顺序为铸石板-耐火砖-填密封剂耐火砖砌筑前先紧贴炉壳铺设1m高的铸石板。

将第1层砖最里一环砖的控制线画在炉底上，从控制线处向炉壁和两侧砌筑砌体砌筑至一定宽度后，用靠尺检查其平整度，角尺检查其标高，对不合适的砖及时进行调整砌筑完一层砖后用轮杆检查其半径，2m靠尺检查平整度，角尺检查标高，斜段部分还须用角度仪检查坡度本体砌体高度超过1.2米后，需在炉内搭设满堂脚手架，脚手架的搭设（见图10）图10炉内施工脚手架搭设3.4氯气送气枪处的氟金云母砖施工方法砌筑完第一层炉墙砖后，必须进行氯气送气枪处的氟金云母砖的砌筑在第1层砖的表面画出送气口处氟金云母砖的定位轴线根据定位轴线将在送气口砖下方的炉壁砖砌筑至设计尺寸（见图11），检查无误后将送气口砖先预砌，如安装的位置有误差则根据实际情况调整砖或调整设备，使其符合设计要求然后开始氟金云母砖的砌筑该炉送气口氟金云母砖共四块，砌筑前利用厂房内的行车将砖吊入炉内用人工翻转氟金云母砖（见图11），为保证灰浆饱满，必须将砖前后、左右挤揉，然后将砖安设到准确的位置图11送气口氟金云母砖安装示意图第2层砖从氯气枪砖处向两侧砌筑，砌筑顺序和方法与第1层一致砌筑完炉体第4层砖应安装氯气送气枪，氯气送气枪与氟金云。