熔融炼铁还原技术是钢铁工业的几项前沿新技术之一，是一种用煤和矿生产热铁水的新工艺。由于该法具有不用焦炭、环境保护好、能耗低、投资省、应变能力强等特点，因而受到世界各国的关注。由于该技术能直接用非焦煤生产铁水，突破了传统高炉炼铁对焦炭资源的依赖，能很大限度的利用我国丰富的非焦煤。COREX技术的成功应用和逐步发展，对中国钢铁工业的可持续发展具备极其重大意义。

  某公司的炼铁工程是目前世比较大的COREX熔融还原炼铁项目。通过对COREX熔融还原炼铁炉的施工，并针对其实施工程技术进行大量的研究，在此基础上形成了本工法。

  本工法创新地采用了一系列熔融还原炼铁炉施工工艺和施工方法，具有以下特点、特征。

  气化炉炉底炉缸炭砖砌筑采取了专用吊具干砌，与以往的炼铁高炉采用真空吸盘、尼龙带或钢带砌筑炭砖（炭油湿砌）方法相比，具有、省力、省时的特点；

  本工法主要适应于COREX炼铁工程，传统炼铁高炉工程可以借鉴、参考使用。

  针对COREX3000炼铁熔融还原炉及竖炉施工特点，结合传统炼铁高炉工程的施工工艺和国外COREX炼铁工程的施工经验，利用以下几点关键技术原理。

  根据气化炉结构和炉衬构造特点，结合我们以往施工大、中型高炉的经验，制作出了在满足使用功能和确保施工的前提下将气化炉筑炉工程三项特殊专用设施拼为两项的方案，即保留上部工作平台，而将其中的可伸缩活动吊盘和氧口处的工作平台合拼成一个多功能平台。

  气化炉炉底炉缸（包括炉底找平层）的炭素制品从德国西格里碳素公司（SGL）引进，炭砖砌筑采用干砌施工。砌筑砖缝小于0.5mm；标高误差在0.5mm以内。

  还原竖炉下部、中部环道区域耐材内衬结构较为复杂、施工工艺复杂、施工难度大、施工精度要求高等特点，须采用多项综合技术。

  熔融还原炼铁炉，其复杂部位及孔洞口、管道口、三岔口的砖加工，若在现场加工，则工作量大、切割形状复杂（要切割成圆弧面）和现场加工设施受限制，满足不了实施工程质量和施工进度的要求。因此，经与各方协商，采用成熟的组合砖应用技术。复杂部位及孔洞口、管道口、三岔口按组合砖进行设计、组装并砌筑；

  熔融还原炼铁炉炉体设备和管道形状不规则，且施工中要留设均匀的“凹凸槽形”和“折形”施工缝，并进行分块间隔喷涂或浇注，这给施工机械、模板使用等带来大困难。

  COREX熔融还原炼铁炉耐材施工内容最重要的包含熔融气化炉、还原竖炉二个单体和煤气管道、卸料管道、除尘设施等。

  熔融气化炉是COREX工程的关键设备，最重要的包含：炉底、炉缸、焦炭床区和净空区（含炉顶）等四个部位。

  还原竖炉是COREX重要设备，最重要的包含上部（含炉顶）、中部（环道区域）和下部等三部位。

  煤气和卸料管道、除尘设施最重要的包含：发生煤气管道、煤气管道、还原和过剩煤气管道、炉顶煤气管道、海绵铁下料管、热旋风除尘器、粉尘仓及粉尘储罐、粉尘回收管道及粉尘回收仓等。

  在熔融气化炉进行耐火材料砌筑前，先要进行多功能施工平台的安装，其功能是：在冷却壁安装阶段多功能平台作为可伸缩、可上下升降的吊盘用；在炉底、炉缸下部耐火材料砌筑时，将多功能平台固定在氧口上，利用附设在其下的回转梁和电葫芦运输、吊砌炭块等耐材，上下隔离确保交叉施工。在铁口以上砌筑时，多功能平台又恢复其可伸缩活动吊盘的功能。

  1、相邻冷却壁之间的垂直缝及水平缝采用炭质捣打料填充，勾缝施工与冷却壁安装施工交替进行，即安装好一带冷却壁，并做好工序交接后，开始做勾缝。勾缝时两块冷却壁之间的缝隙与炉壳之间采用软管充满压缩空气后封挡，带冷却壁勾缝时下部用挡板封挡防止勾缝和灌浆时漏料，勾缝采用捣固锤由下而上进行，勾缝完毕将软管抽出进行冷却壁背后自流浇注料灌注。

  2、每带冷却壁浇注料施工完毕后，为防止上层冷却壁浇注料浇注时漏浆，将顶部浇注料高出冷却壁约45mm（利用稍干些的自流浇注料），约35mm宽，待浇注料稍微凝固后，将背后浇注料灌注好的一带冷却壁上部用纤维毡粘结好，再进行下一带冷却壁的安装。

  1、炉底扁钢找平浇注料分为两层，以水冷管中心线、水冷管中心线以下自流浇注料施工时，由于炉底面积较大，浇注前要将炉内分割成若干块，进行逐块浇注。浇注料厚度以水冷管上表面为导面用刮尺控制。

  3、浇注料凝固后（一般是施工后8～12小时）交安装单位安装扁钢网，扁钢网上表面标高以氧口中等水准中心为砌筑基准点进行标高控制。扁钢网按90～270方向排列，安装时先用螺栓固定，调整到上表面标高误差相邻扁钢条0.2mm、整体0.5mm后点焊固定。

  4、水冷管中心线以上浇注料分为两种：大颗粒和细颗粒的浇注料（细颗粒在上）。以每条扁钢为界，间条（块）浇注施工，先施工下层浇注料，初凝（约30分钟）后施工上层3～5mm厚的浇注料，两层浇注料均以扁钢网上表面为导面，借用刮板控制浇注的厚度和水平度，平整度用3m靠尺检查。

  5、全部浇注完成后洒水养护12小时，12小时后测量检查标高和水平度，局部凸处进行研磨处理，如扁钢标高高出，也需进行修磨。

  1、石墨砖和炭砖全部采用干砌（铁口区域炭砖除外），砖缝要求0.5mm.

  1）从炉内中心点处开始，按十字中心线先砌筑中间一排石墨砖，再向两侧逐排砌筑。作为炉底层的石墨砖，其砌筑的质量直接影响上面炭砖的砌筑。因此每块石墨砖砌筑前要再次检查下面找平层的平整度，高出的部位使用磨光机修磨，低凹的部位使用浇注料干粉找平。每块石墨砖砌筑完成后均要检查其平整度。

  2）由于石墨砖上表面的标高低于冷却壁的下表面的标高，即：炉壳周围石墨砖伸入冷却壁下，后一排砌筑时使用相反的放置顺序，从两侧向中间砌筑。首先放置两侧的砖并推向炉壳，待整排的砖全部放置完毕后，再逐步调整到正确位置。为便于合门砖的放置，可将后一排和倒数第二、三排的砖配合同步砌筑，将后的合门点放在倒数第二、三排的侧边。

  3）整层砌筑完毕后要复测标高，特别是炉壳四周的标高。使用3m靠尺对石墨砖的上表面的平整度进行全方位检查，如有凸台依据标准做打磨。

  1）Ⅰ层石墨砖砌筑完成依次砌筑Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ层炭块，每层炭块砌筑中心线，各层炭块的砌筑方法与层石墨砖方法相同。

  2）砌筑完成后进行周边捣打料的捣打，每次铺料厚度约200mm，用比尺控制捣打后压缩到100mm，边捣打边用比尺测量检查，确保压下量和密实度，捣打料顶面距砖顶面50mm时停止捣打，施工完后对每层炭砖标高及平整度进行全方位检查，表面上如有凸台应进行打磨。

  4）炭砖砌筑过程中用专用吊具吊砌（每块炭块上表面均有吊砌用的预留孔），但专用吊具不能作运输工具使用，在炉内铁口处搭设平台，用小推车将炭砖推入炉内，再用炉内吊运设施连同小车一同放入炉底，然后用专用吊具进行砌筑。每层砖砌筑完后，应用指定捣打料将吊装孔填满捣实。

  炉底石墨砖及炭砖每砌完一层后，进行热电偶放线，按所需宽度和深度开槽，埋设热电偶，再将热电偶槽内用指定填料填满。

  1、环炭砌筑前要安装中心控制装置，严控每块砖的半径，边砌筑边测量检查。干砌，砖缝要求0.5mm.铁口处砌筑要使用泥浆，灰缝为0.5mm。

  2、一环炭砖设置两个起始位置（即两处合门），90与270方向或0与180方向。但铁口处环形炭砖砌筑时，两铁口为起始位置，即0与180。

  3、为保证合门砖的砌筑，在环形炭砖砌筑时约每5块砖向炉壳方向退台1块，退台约5mm，待整环放置完毕后再使用木楔将每块炭砖调整到正确位置。

  5、一层炭砖砌筑后，进行其背后捣打料的施工，捣打料施工时要注意控制每次的铺料厚度和捣打压下量。同时进行热电偶的定位、开槽、安装和电偶槽充填等，但要注意不是每层均安装热电偶。

  1）陶瓷杯由杯壁和杯底组成，各段陶瓷杯壁的高度不完全相同。环形炭砖与相当高度的陶瓷杯壁、杯底交错进行砌筑。

  2）每段砌筑完毕后，才可以进行下一段的砌筑，每段陶瓷杯壁设置两处起始位置（即两处合门点），相邻两段的砌筑起始及合门位置应错开约45角。

  3）每段陶瓷杯壁由若干砖柱组成，要一柱接一柱从起点位置向侧面进行砌筑，并以环形炭砖的高度为参照，在炭砖内表面标出每段砖的标高控制线，以控制每柱砖的高度。

  5）合门砖砌筑组合有多种方式，在砌筑至合门口宽度约1.5m时干摆一层砖，以确定合适的合门砖的砖型组合、砌筑顺序和计算加工砖的宽度。

  1）陶瓷杯底一般为2层，每层杯底的中心砖与环砖、环砖与环壁砖之间均有一定宽度间隙的浇注层，此间隙可作适当的调整。在砌筑前应从几处干摆一列砖，并依据砖的公差情况对间隙做调整，间隙的调整应由供应商现场指导下进行，并由其签字确认。

  2）砌筑陶瓷杯底，依据炉子中心点为圆心按图纸陶瓷杯底每环设计半径每3～5环画一个圆作为控制线，从炉子中心向炉壳方向砌筑，中心砖砌完后用木楔或胀缝板留出中心砖与第二环砖之间的胀缝，砌筑时常常检验核查每环砖的半径。中心砖与圆环砖之间留设的膨胀缝及外环砖与杯壁砖之间的胀缝，待该层砖合门施工完毕后，四周均匀密实地充填浇注料（浇注时用木棒捣实）。

  1A层砖砌筑，2A层砖与冷却壁之间捣打料施工，

  3B层砖砌筑，4B层砖与冷却壁之间捣打料施工，

  1--大套安装（安装单位安装），2大套与冷却壁之间浇注料充填，

  3组合砖下半环内碳化硅砖砌筑，4组合砖下半环砌筑，

  5大套与组合砖下半环之间浇注料填充，6组合砖下半环之间浇注料浇注，

  9、10--大套与组合砖上半环之间浇注料填充， 11--组合砖上半环背后浇注料浇注，

  12顶部预制块砌筑，13顶部预制块之间浇注料填充，

  14--大套安装（安装单位安装），15小套与组合砖之间浇注料填充。

  2、通过灰缝调节，保证氧口中心线至氧口组合砖下表面的相对距离，控制组合砖下面砖的平整度。

  1、施工前对冷却壁勾头位置做检查测量，如两块冷却壁勾头位置高低偏差大，结构安装单位要调整。砌筑前用泥浆或经筛选过的浇注料，将两块冷却壁之间的偏差进行找平，然后进行各段冷却壁耐材施工。

  2、每段冷却壁前砌筑时要经常检查未砌筑区域的间距，以对此段冷却壁顶部与砖层上表面的距离进行预控，设计如有调整砖的通过调整砖进行调节，没有调整砖时通过调整灰缝进行调节高度，以防止顶部胀缝达不到设计要求。

  3、每层砖砌筑时背后用木楔子支撑防止砌筑好的砖块向后滑动，合门后进行背后捣打料施工。

  4、每段冷却壁耐材施工完成后，进行两层冷却壁勾头之间的浇注料施工，要分块间隔进行支设模板、浇注，每块浇注料之间按设计要求形状留设施工缝。

  5、砌筑托砖板上部砖时要用木楔楔住，以保证托砖板处膨胀缝的大小。拱顶砌筑时使用弧度样板控制砌体的厚度和弧度。

  锚固件的安装质量直接影响到喷涂体的质量，喷涂前要对锚固件的型号、焊接情况和安装密度进行全方位检查、确认。

  气化炉拱顶喷涂在上部平台上搭设脚手架进行施工，炉顶喷涂料有两种材质，里层轻质隔热喷涂料，外层为高铝耐火喷涂料。喷涂时里喷涂以炉壳为导面控制喷涂厚度及平整度，外层喷涂料施工时分块喷涂，设有施工缝，用木条按照图纸尺寸制作模板，进行分块间隔喷涂施工。

  1、炉底浇注料需分层、分块间隔浇注，高度方向上为两层，每层分为若干方块。两层炉底砖要镶砌在浇注料的中间，砖砌体为方形。

  2、以8个海绵铁出料管水平中心标高为依据，确定浇注料表面的标高。中间部位浇注料的形状要与其上面的2层底砖的形状一致，支设模板前要将控制线投射到炉壳上，拉线、在炉底壳体上均布若干个排水孔，为保证炉底浇注料的水份能正常地排出，在每个排水孔内牵引出一条5～8mm的麻绳，并将麻绳浇注在浇注料内。

  1、将各角度线投放在炉壳喷涂层和炉底上，拉线砌筑每层中心圆锥部和隔墙，并认真检查中心圆锥部的半径、隔墙的外半径和隔墙的宽度，及时调整砌筑偏差避免积累，以保证下层砌筑工作的顺利进行。砌筑时仅允许倒错台。

  2、中心圆锥部和隔墙要同四周的大墙砖、海绵铁出料管同步砌筑。由于隔墙要镶砌到大墙中，需对大墙砖进行加工处理，并保证膨胀缝的大小。

  4、隔墙下部炉底砖的长度不足1/3砖长时，使用浇注料充填，但在隔墙之间的炉底砖要进行精加工。

  5、中心圆锥部、隔墙均已进行了预加工、组装，砌筑时要按预组装的编号进行。如下图所示。

  2、下半环施工要依据图纸尺寸形成台阶形，并按现场技术指导要求将水平位置的浇注料由管道砖代替，以提高砌筑质量。上半环砖的砌筑在拱胎上进行，砌筑前行预摆。

  3、上半环隔热砖的厚度要加工，因此隔热砖砌至水平位置时，待工作层砖砌筑后再砌隔热砖。

  4、由于海绵铁出料管整环的脊槽为一个方向，且合门砌筑时没有加工余地，须通过预摆和调节灰缝来控制砌筑质量。下半环砌筑前也要进行预摆，以保证在水平位置的下半环砖与管道水平中心线、下半环砖砌筑方式为错砌，上半环砖为环砌。在法兰位置的管道砖要严格控制砖环面的平整度，同时要按图留设与法兰面的间隙，以便安装陶瓷纤维毡。

  下部人孔砌筑时，支设中心轮杆将浇注料外边缘圆周线在喷涂料面上画出，作为人孔周围大墙砖与浇注料的控制线，先砌筑人孔下半环周围大墙砖，然后支模浇注下半环浇注料，拆模后用中心轮杆检查浇注料内侧圆弧度，不合适部位需打磨处理，之后砌筑人孔下半环砖。上半环砖砌筑在拱胎上进行，先砌筑上半环砖，接着砌筑大墙砖，每砌筑2～3层后浇注大墙砖与上半环人孔砖之间的浇注料。

  1、环道下部没有高度调整的余地，要认真检查托砖板的安装标高和平整度，测量托砖板与还原煤气入口管水平中心的距离。

  2、中部环道下四层砖为大块砖，且经过了预加工、组装和编号，应拉角度控制线砌筑，并检查每块的砌筑半径、水平度和整体平整度。

  3、碳化硅预制块层整环共40块，每块砖的侧面均留有凹槽，砌筑时要将锚固螺栓安装在相邻的两块砖的凹槽内，边砌筑边安装。后合门砖砌筑时，要将合门砖及两侧共3块砖进行凹槽的改型。整环砌筑完毕，将锚固螺栓终拧紧。

  1、中部环道区域砖型较多、结构复杂，要提前使用计算机AUTOCAD软件绘展开图，以便于砌筑操作。

  2、砌筑时按照投射到喷涂层上的15和6角度线，拉线控制。可将环道内、外层砖分开砌筑，先砌外层再砌内层，但要保证内、外层墙的半径，保证环道内、外层相对应的砖的辐射缝一致和标高一致。

  3、环道顶部合门位置为浇注料，沿圆周方向浇注料成台阶状，且要留设施工缝，因此浇注要分段、间隔进行，浇注前要检查模板支设尺寸和稳固程度。

  竖炉中部有若干个清灰孔，环道下部有通气孔（数量为清灰孔2倍）。为保证对每个通气孔的清灰功能，一个清灰孔要严格定位在两个通风孔中间位置。清灰孔的直径较小、高度大且高度不一、形状不规则。浇注清灰孔时使用泡沫板（聚苯乙烯）制作模板，以便于浇注后的模板拆除和清灰孔的精度控制。

  炉墙砖需要两个砖号进行配砌时，要严格按设计图纸上砖的配比进行砌筑，局部不合适时，主要通过灰缝调节。以避免施工中特别是施工后期由于砖配比不对发生变形问题，造成材料的浪费和不足。

  炉墙砌筑时应将砖层控制线投射到炉壳喷涂层上，以砖层线来控制。同时应经常用上层托砖板的标高复核砖层的标高，砖的厚度公差通过灰缝消化调整。

  喷涂前应检查竖炉炉壳锚固件焊接质量、炉壳椭圆度及各孔洞、托砖板的标高，并做好工序交接检查记录，接着进行炉壳轻质喷涂料施工。因竖炉下部为组合砖，要严格控制喷涂半径。下部喷涂前以竖炉中心为基准点，在底部支设中心轮杆，制作转动样板，喷涂时用转动样板控制喷涂半径。

  海绵铁卸料管共8组，一端连接还原竖炉，另一端连接熔融气化炉，通过它还原竖炉产生的海绵铁流入熔融气化炉内。每组DRI卸料管主要由三部分组成：上部直管、中部落料罐和下部楔形管。另外，海绵铁卸料管的安装要与其下部的DRI布料板的浇注、安装和熔融气化炉顶部短管的安装与耐材的浇注、喷涂紧密配合。此部分施工工艺其复杂、难度大、精度要求高，施工时需设备、结构、筑炉三个紧密配合、合作穿插作业。

  上部直管分为若干段，其中还包括一节高度调整段和一节膨胀节段。内衬为轻质隔热浇注料和陶瓷纤维毯。

  对于每段直管，首先将陶瓷纤维毯压缩缠绕在不锈钢内套管的外表面，再将2mm厚的不锈钢套钢套在内套管上；同时在外套管内施工轻质浇注料，轻质浇注料采用涂抹方式施工，涂抹浇注料时使用临时安装外套管两端的圆环形夹板控制浇注层的中心和厚度；后将整个内套管安装在外套管内。

  首先在落料罐平放时将其内部轻质耐火砖和轻质浇注料施工完。落料罐内耐火浇注料施工前，使用行车将其立起，并在上方使用行车吊挂以防止落料罐倾倒，也可以在落料罐安装就位后再进行浇注。浇注时使用木模板或泡沫模板进行分段施工。浇注时，要注意将落料罐斜段端头部位用于安装内套管的卡槽留出。浇注完毕后，使用木样板检查内空尺寸以保证内套管的顺利安装。

  下部楔形管内衬包括隔热层和耐火浇注层。隔热层可在管壳平放时施工，耐火浇注层要在管壳立放时支设模板分上下两段依次浇注。由于楔形管内衬中心相对管壳为偏中的，且下部形状不规则，建议使用泡沫模板，以便于操作和控制浇注精度，楔形管上部可使用木模板。为了固定泡沫模板和控制端面的浇注精度，需在端面安装木夹板。木夹板的制作形状和安装定位要依据DRI布料板上表面的浇注料的形状，以使楔形管与DRI布料板连接时两者能正确的结合。浇注完毕后，使用木样板检查内空尺寸以保证内套管的顺利安装。

  7.2.1质量管理要坚持管理层和作业层相结合，部门与基层相结合，技术人员与操作人员相结合，防治结合，以防为主的方针。

  7.2.4建立完善的质量保证，有效地对施工现场进行质量控制，对施工中的重要工序、环节进行监控，不断完善施工工艺，提高工程质量。

  7.2.5实行见证取样，试验制度，所有取样及试验须经有取样证和委托书的业主代表在场并签字方可有效。

  7.2.6认真做好隐蔽工程质量的检查和验收，各工序须经业主代表验收合格并签证后，方可进行下道工序的施工，并坚持自检、专检，然后交业主代表验收的工程质量“三检”制度，使工程质量始终处于有效的控制状态。

  8.1现场工作要严格落实生产责任制，做到一级抓一级，一级保一级，横向到边，纵向到底。

  8.2作业层设专职或兼职员，负责日常工作具体落实和隐患整改，操作工人在各自的岗位上牢树“我要”意识，执行操作规程，不违章作业。

  8.3在生产前须逐级进行技术交底，其交底内容针对性要强，并做好记录，并明确责任制。严格按规定做好开工前、班前交底。

  8.4施工现场临时用电的措施（严格遵守中华人民共和国行业标准JGJ46-2005实施）。

  8.5特种作业人员须持证上岗，无证不准上岗（不带操作证上岗当无证上岗处理）。。

  8.6设备、专用机具须挂好操作规程，操作人员须熟练掌握其操作规程，禁止违章作业。

  8.8所用机械在投入使用之前须进行空运转及负荷试运转，确认无误后方可投入使用。

  8.9定期对施工现场进行全方位、多层次的“四防”检查，对检查发现的“四防”隐患和不因素，采取定人、定时、定措施，跟踪整改。

  9.1确保施工生产、环保、文明施工管理处于受控状态，实现适宜的施工生产工作环境，有效的保护施工生产作业、办公环境，维护员工和相关环境周围人员的健康，把施工生产和办公产生的污染物控制在低限度，以符合和地方相关法律法规的要求。

  9.4在现场内外做到不违章占道，不违章搭设、堆物，不造成火灾，交通事故隐患，不违章损坏公共设施，不污染环境，和有关道路部门、卫生监督部门做好配合。

  9.5施工现场运输道路，临时用电线路，各种管道，新建临时用房的作业场所和主要机械设备位置，以及施工现场的办公、生活设施等均应符合施工总平面图布置要求。

  9.6各种施工器材，成品半成品，周转材料等均按施工进度要求组织进场，所有进场的材料都须按指定的场地归类堆放，并按规定做好材料的标识工作。

  10.1．1 熔融气化炉内多功能平台与***联技术指导推荐的施工方案和高炉施工中炉腹保护棚、吊盘相相比，节省了钢材30t，节省炉内井架和脚手架的搭设、拆除施工，节省炉喉保护棚（约20t）的制作、安装、拆除施工，节约费用如下：

  10.1．2通过对现使用的喷涂机的改造、改进和对喷涂料内钢纤维的改进，节省了从国外引进喷涂机（3台）及与其相配套设备和配件的费用，节省费用约300万元。

  以上综述，运用本工法进行实施工程，在费用上节省近400万元，而且在、质量及进度上均有保证。

  COREX熔融还原炼铁工程建设，与传统高炉工程相比具有：工艺操作要求高、结构较为复杂、施工难度大等特点，还没有成熟和可借鉴的类似施工经验。COREX熔融还原炼铁工程依其炼铁工艺逐步受到世界各国的关注，具有很大推广和应用价值。而通过座COREX熔融还原炼铁工程的施工，填补了我国在COREX熔融还原炼铁工程项目施工的。针对COREX熔融还原炼铁工程研发和应用的耐材施工工艺也能应用到传统高炉及类似耐材结构的炉型中。

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