窑炉的施工和有关问题

窑炉的施工和有关问题窑炉是陶瓷生产中重要的热工设备，烧成质量和成本与窑炉砌筑安装的质量密切相关。因此窑炉施工技术是一个非常重要的问题。如果施工质量差或方法不合理，便会在很大的程度上影响窑炉的使用寿命和烧成工艺，并降低窑的热效率，增加维修费用。窑炉总的特点和要求大致是承受高温荷重，要求一定的严密性和几何尺寸的准确性，以防止窑内热气体外漏和冷空气的吸入，能适应烧成工艺的要求，保证窑内压力、温度、气氛制度的实现。因窑墙是单面受热，且温度高低有别，膨胀和收缩不同，容易损坏，间歇式的窑炉尤甚。窑炉施工的首要任务就是保证砌筑安装质量，使昂贵的窑炉设备更好更快地发挥效益，同时也应争取降低造价。窑炉的地基与基础问题和要求（1）地基：窑炉地基同房屋地基一样是个复杂而重要的问题。需要设计和施工人员认真慎重对待。对于地基，一般来说应事先进行工程地质勘察，掌握土的物理和力学性质，要求搞清楚地基土质的好坏，承载力的大小，地下水位的高低，土层的分布是否均匀，有无软土层，有无暗滨、池塘、古井、古墓等情况。如实在无条件勘察，那只有在土壤开挖后看土质与设计要求是否相符，有无特殊之处，再根据具体情况，参照附近建筑物的处理地基的做法以及凭经验和参考有关资料商量研究决定其处理办法。就景德镇地区来说它属丘陵地带，城市区域内又有很多历代遗留下的废瓷渣，地质情况比较复杂。从一般情况来看部分地基土（表层以下）承载力可参考下表。地基土壤名称承载力kg/cm2耕地地基1.2-2.0老窑地基和老房屋渣片地基0.9-1.2堆积年代较久的渣片地基0.7-0.9新近渣片地基0.4-0.7但市效区和某些地段则有风化岩地基，其承载力那就很高了，做窑炉地基是毫无顾虑的。（2）圆窑的地基和基础：圆窑的整体性较好，容许有较大的均匀沉陷，基础的单位荷重根据计算一般为1.2kg/cm2左右，在景德镇地区来看，常说的老土和老窑基或老房屋渣片地基，一般都可以做圆窑地基，而不需要经过特别加固处理。圆窑一般要求建筑在比较高爽的位置，这对烧成工艺有利，所以圆窑要求基础高出地下最高水位（或叫地表水位）60公分以上，若不得已只有建在低洼的或地下水位过高的地方，则应采取防水、排水措施，防止地下水进入或渗透到窑底与烟道中，以免影响通风或由于湿气太重而影响制品的质量（山东地区地下水位均较高）。圆窑的基础通常采用刚性基础。（3）隧道窑的地基与基础：因为隧道窑是长形的建筑物，而且是比较长的，制品装上窑车在轨道上运行。所以要求地基有较高的承载力，特别要求在窑的长度范围内土质均匀一致。因为隧道窑不允许有不均匀的沉陷，否则将严重影响窑的运转使用，甚至不能运行，那就造成很大的损失。隧道窑同圆窑一样要求建在地下水位以上。它的基础几乎都采用钢筋混凝土。因基础面积较大，工程量多，耗时亦长。施工中更要认真注意质量。总之窑炉地基与基础施工很重要，一定要严格遵照设计图纸和有关施工规范的要求搞好质量。对于其它一些类型的窑炉地基与基础的要求基本上与上两种窑大致相同。（4）烟囱的地基与基础：烟囱是独立的砌体。根据示范允许较大的均匀下沉。地基承载力达1.2kg/cm2以上的比较均匀土质做为烟囱地基是无问题的。囱基埋置的深度，除根据地基的承载力、土层的厚度考虑外，还应配合烟道的位置来综合考虑。烟囱基础（尤其是高30米以上的）几乎都采用钢筋混凝土基础。（5）关于窑炉地基及排水问题：景德镇地区某瓷厂在六十年代兴建的几座圆窑，地处市区薛家坞，这里历史上曾是低洼地段，历年来堆积瓷渣垃圾极厚，很难挖见老土，只得在渣片上建，这种地基经充分夯实，倒了一层三合土再做钢筋混凝土基础，至今基础无变异。又如最近建的一座长93米燃油隧道窑，其地基更为复杂，在该市来说亦属少见，在93米长的范围内有风化岩层、有老土层、有瓷渣片层等几种不同情况。且因位于山坡脚下，地下水位很高，而本窑又设有坑道，所以要做到既经济又有效地处理此地基和搞好排水是一件既重要又辣手的事，为此颇费周折，耗时半年多，结果经多方反复研究定案：①因地基软硬不一，承载力不等，为均衡沉降，提高软弱土的承载力，采用全窑长的砂垫层。根据地基软硬，砂垫层分为三种厚度：最软弱处厚1.1米，最硬处厚0.5米，其它为0.8米左右。该窑于1981年底建成后使用至今，其基础未发现有何问题，证明该种地基情况下用上述方法处理是成功的。②窑基础排水采用盲沟，即在基础砂垫层下沿窑长铺设一条预制混凝土管连接成的排水沟，沟水引至室外集水井，用泵抽水排掉。结果因地下水位很高，水量太多，始终排除不尽，使坑道常年积水，雨季尤甚，所以后又在坑道内增设水泵加强排水，才得免强济事。基础防水排水还有其它一些措施，同处理地基一样可根据具体情况的不同而分别参考土建上的做法。不过防水工程的施工质量倒是关键问题，否则将会引起渗漏，而使防水工程起不到应有的作用。窑炉地基与基础问题于整个窑炉工程是至关重要的，所以一般都慎重对待，并希望一劳永逸为好（当然是要恰到好处，不至于浪费）。窑炉工程因此而出大问题者尚极少见，但基础轻微下沉却是有的，如有的隧道窑在大修理时，检测轨道水平，发现一头高一头低，标高数相差多者竟以公分计，这基本上就是因基础下沉造成的。但轨道仅有轻微倾斜，只要停窑时调整好并不怎么防碍推车，最可怕的是轨道成波浪变形，因其极易引起卡车等事故。窑炉施工应遵循和注意的主要问题正因为施工质量在窑炉的价值中有相当重要的意义，所以必须重视窑炉的施工。窑炉施工对施工技术人员有一定的要求，因为即使是设计文件很完善，但不懂得窑炉的特性，还是不能胜任工作，只是对耐火砌体有实践经验还不够，还必须认真研究好它的施工方法和规程，并严格实施。施工是一项严肃认真和细致的技术工作；施工人员的责任心和技术水平是施工成败的关键；施工是理论和实践相结合的创造性的辛勤劳动过程。加施工人员善于组织调配，勤于检查督促，处理问题及时果断等等，这样有利于操作人员技术水平和干劲更好的发挥，使各项质量尽量达到验收规范中的上限，从而得到优良的施工质量。施工人员一定要牢固树立百年大计，质量第一的观念，精心施工，在确保质量的前提下设法加快进度和降低成本。1、首先施工人员应充分了解设计意图，掌握材料的理化性能指标，检查材料的质量及规格尺寸，根据具体情况及时研究对策。2、施工人员必须在进行每一次工序之前向工人作详细的技术交底，在砌筑过程中还要随时检查施工质量和对照图纸测量尺寸位置等。3、鉴于基准面和中心线是窑炉施工的准绳，是窑炉施工进展过程中随时检查、测量的依据标准，所以一定要严格细致、准确地订出基准面、中心线，并牢牢固定好标记。4、隧道窑内轨道的铺设是极为重要的，是影响施工质量的关键部分。所以在铺轨的过程中各工种同志要密切配合，一丝不苟的工作，轨道一定要经反复测量多次核准后再装固。5、拱模制作尺寸的精确和安装质量是砌拱质量的前提，所以工人常说模子是师傅，是有一定道理的。因此在发拱前要严格检查拱模的制作安装质量，一定要完全合符标准，然后才能砌供。否则拱蓬达不到设计要求，将带来严重后果。6、窑炉砌筑要求达到的主要质量是坚固稳定、尺寸准确、密实饱满、整齐美观，这是工艺和结构的需要，施工必须围绕这些目标工作。7、施工人员要熟悉和理解国家施工和验收规范及有关操作规程，严格按规范和设计的要求参考有关资料和经验进行施工。8、施工时（特别是隧道窑施工），为了方便和避免返工，最好从图纸上把各孔、洞、槽、眼、凹凸、预留、预埋等部分的位置用直线编绘?quot;施工日记薄上，标出距离、标高、尺寸等，这样随身带着，便于查阅。上班预先按此划出中心线，下班又按此检查一遍，看有无遗漏和差错，并及时纠正。9、因施工包含着组织管理内容，施工不仅要管技术抓质量，同时也要抓进度抓节约，要合理安排一切，在施工大型复杂工程而又有条件时，可用统筹方法编制施工进度计划，科学合理地安排和调剂人力、物资、运输等，以使得到最佳效果。10、按工程项目，每天记写施工日记，把天气气候变化情况、工作内容、工作进度情况、遇到的问题、解决的办法、工程变更、检查结果，以及事故和心得体会等记下来，以备事后查考，且有利于总结工作，若长期坚持下去受益非浅。11、从事窑炉施工的技术人员必须深入学习和掌握陶瓷热工专业方面的知识理论，同时学习一些建筑施工技术知识，在实践中才能主动灵活而正确解决和处理所遇到的各种予想不到的施工问题。施工质量对窑炉的影响问题1、耐火材料砌体损坏问题：窑炉砌体要承受高温，热负荷引起热应力，这是使砌体损坏的重要因素。热应力取决于温度和温度梯度，所以在窑炉的高温部位容易损坏，尤其是拱蓬又有横向推力的影响更易损坏。容易损坏的主要部位是：燃烧室、拱蓬、孔洞及过桥，隧道窑的烧成带、圆窑的热底板、内胆、炉门等处。损坏的基本特征是松动、位移、变形、开裂、下沉等。影响砌体损坏的原因固然是由设计结构、材料质量、砌筑质量、烘窑和使用维护等条件因素所决定。有时同样的条件做同样的窑，有的寿命长些，有的短些，可见与施工砌筑有相当的关系。如施工不当、质量不高，砌体的灰缝过大、不密实饱满，或砌筑时没有咬紧和楔实以及用了操作过程中损伤了的材料等，都促使窑炉的损坏，降低其使用寿命（基础和加固影响在外）。2、窑炉外墙损坏的特征主要是开裂、走动、下沉。因其砌筑方面的原因有灰缝过大，密实性差，或砌筑不合要求没有衔接咬砌好，其次是排气孔留设不合理和使用的灰浆不对等（基础和加固影响在外）。灰装问题：窑炉外墙用的灰浆以水泥粘土砂浆和石灰粘土砂浆为好，都为结合较好的材料组成。前者水泥在常温下胶结合力强，渗入粘土中使灰浆稠度和流动性适中，粘土与砖的粘着力又好，在温度升高的情况下（指窑外墙一般能达到的温度而言），粘土体积收缩、排出所含水份，而水泥又需要吸收水份，体积影胀，所以这类灰浆与红砖结合较好，因此砌体抗拉强度也较高。后者粘土在温度升高的情况下体积收缩，而石灰内的游离氧化钙受热则膨胀，同时粘土与红砖粘结较好，石灰与粘土因受热愈来愈结，所以砌体抗拉强度也较高。3、砖烟囱开裂问题：当然基础下沉或受风力影响会导致烟囱开裂，但这种情况极少。从有些囱开裂的现象看也不属上述原因所致。其开裂的主要原因是囱壁受热膨胀产生温度应力的影响。为此，在结构上应采取空气隔热层做法，防止囱开裂，同时厚壁与薄砖因导热不一样，在其交接处也容易因温度差产生开裂，所以要尽量减少囱内壁阶，或在交接处采取加固措施（打箍）。其次有些囱因砌体抗拉性能差、灰浆标号不够也会产生开裂，用顶顺拉接的砌筑比全顶的拉接性能好，再适当提高灰浆标号也是防止烟囱开裂的一个办法。4、施工质量对烧成工艺的影响：窑炉在工作过程中好不好操作控制故然与设计合理、操作者技术水平和实践经验有很大关系，然而与窑体的砌筑施工质量亦密切相关。其主要的原因是：①施工的尺才误差较大，如断面尺寸和形状、位置尺寸（包括水平和垂直方向的）等，这就等于是在一定程度上改变了设计，所以达不到。设计要求的目的，使计算准确的东西成了不准确，这当然就给操作控制带来困难。②灰缝过大，砌体不密实。其结果是窑体气密性差，导致漏气、漏火，从而使窑体容易损坏、变形、位移，使窑体的几何尺寸产生较大误差，势必影响烧成工艺甚至导致严重事故。比如：窑车砌筑尺寸误差大，则车与车之间曲封不严，窑体曲封尺寸误差大，则车与窑体之间的曲封不严，这都将产生漏风，影响烧成工艺和热效率，甚至会导致卡车事故。所以为了确保先进的窑炉设计意图得以实现，使烧成操作时能灵活而准确地控制压力，温度、气氛制度，提高密的热效率，必须要搞好施工质量，特别是注意上述两个主要方面。窑炉施工技术发展问题随着陶瓷工业生产的向前发展，窑炉建修量的增大，对窑炉施工在技术和效果上将提出更高的要求，促使施工技术的提高和改进。当然施工技术的发展有赖于窑炉设计，耐火材料和施工设备的进步。1、从近期初级阶段看：适当的使砖大型化，这样可减少灰缝，增加整体强度，提高脚筑效率；逐步的增加散状耐火材料（如耐火混凝土）的应用，这样可以实现机械化代替手工，加快施工进度，随着散状耐火材料生产技术的进步、质量的提高，扩大其使用范围；结合实际情况推广应用其它部门的施工方法和工具备，象运料的传送带