耐火材料作為水泥窯的一項(xiàng)重要施工材料，其砌筑質(zhì)量的好壞，將直接影響到水泥窯的使用壽命。因此，作為耐火材料廠家，提供合理的施工技術(shù)支持，不僅能夠凸顯自身實(shí)力，更能夠增加自身產(chǎn)品附加值；而作為施工方，掌握水泥窯施工技術(shù)、了解各類耐火材料的適用情況也成為必備知識。
除此之外，隨著近些年來水泥窯技術(shù)的告訴發(fā)展，大型超大型水泥回轉(zhuǎn)窯的應(yīng)用，也給施工帶來了許多挑戰(zhàn)，水泥窯某些部位的耐火材料砌筑施工狀況異常復(fù)雜，如何解決這些施工的重點(diǎn)難點(diǎn)，本文就此展開。
一、耐火泥的調(diào)制
砌筑前應(yīng)對各種耐火泥漿進(jìn)行試驗(yàn)和與砌筑，確定不同泥漿的凝結(jié)時(shí)間、出凝時(shí)間、失意的稠度及用水量。對于氣硬性泥漿，耐火制品的凝結(jié)時(shí)間應(yīng)控制在1～5min范圍內(nèi)。
每種火泥調(diào)制應(yīng)使用專用泥箱，如果需要調(diào)制幾種泥漿時(shí)，各種泥漿應(yīng)清晰的掛牌明示。更換所攪拌的泥漿時(shí)，泥箱應(yīng)徹底清洗。
調(diào)制火泥要用清潔水，水質(zhì)應(yīng)達(dá)到城市居民用水標(biāo)準(zhǔn)。對于摻加添加劑的泥漿，水中氯離子含量應(yīng)低于300ppm。
氣溫過低時(shí)，攪拌用水可加熱，以保證泥漿的適宜溫度。
對于氣硬性火泥，應(yīng)保證所拌火泥有30min以上的可砌筑時(shí)間。已經(jīng)調(diào)制好的水硬性和氣硬性火泥不得任意再加水使用，已經(jīng)初凝的火泥不能繼續(xù)使用，必須堅(jiān)決廢棄。對于摻有水玻璃或鹵水結(jié)合劑或外加劑的泥漿，由于其在空氣中會逐漸凝固，應(yīng)隨調(diào)隨用。
當(dāng)天的火泥通常不應(yīng)留置到第二天使用。
二、濕法砌筑?? ?
耐火磚要求砌縫滿漿，磚縫寬度應(yīng)符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。
每塊耐火磚安放后都要用木錘或橡皮錘敲打，以便擠出多于火泥，要保證磚縫與殼體完全貼緊，火磚之間應(yīng)是面接觸且結(jié)合牢固。在敲打耐火磚時(shí)，應(yīng)防止不適宜的敲打或擠壓損傷耐火磚或損傷開始凝固的火泥。
在磚縫的火泥未完全硬化前應(yīng)刮去多余火泥，若是有些地方還需填補(bǔ)火泥時(shí)，應(yīng)用刮刀塞實(shí)新火泥，即砌體勾縫。
灰縫要橫平豎直，弧面平，接頭緊，應(yīng)保證砌體與各設(shè)備所表示的尺寸一致。
直墻采用錯(cuò)縫砌筑，拱頂和窯在圓周環(huán)帶方向應(yīng)采用直通縫砌筑。砌筑適應(yīng)力求磚縫平直弧面光滑。砌體的幾何形狀應(yīng)符合圖紙要求，確保質(zhì)量。
托磚板和法蘭盤等金屬器件不可與耐火磚直接接觸，在器件應(yīng)涂填火泥，托磚板下應(yīng)留約10mm膨脹縫。膨脹縫中可塞入耐火纖維氈，以保護(hù)托磚板。法蘭和金屬器件可采用火泥實(shí)行封閉，避免金屬器件與高溫氣體接觸。
從施工到投入生產(chǎn)的過程中，應(yīng)防止砌體受潮和受凍，也要防止過早出現(xiàn)過高的溫度，使耐火泥達(dá)不到應(yīng)有的強(qiáng)度。
三、錨固磚砌筑?? ?
錨固磚可以提高直面墻的整體性。在設(shè)備的金屬殼體的膨脹和收縮中，金屬殼體與耐火材料之間會出現(xiàn)縫隙，粉狀物料有可能通過耐火磚縫隙逐漸填充其中，最終導(dǎo)致直面墻在垂直于墻面的力的作用下坍塌，設(shè)備加熱過程中，耐火磚也有可能由于內(nèi)外膨脹不勻而坍塌。錨固磚的使用可以大大降低兩種不利變化發(fā)生的概率。
錨固磚的布置和砌筑應(yīng)遵循以下原則：
錨固磚的排布應(yīng)根據(jù)溫度的變化范圍和頻度以及直面墻面積的大小來確定，通常不應(yīng)小于6塊/m2。
砌筑前必須仔細(xì)檢查錨固磚，錨固磚在錨固孔處若有影響到錨固磚整體強(qiáng)度的裂紋時(shí)不能使用，應(yīng)堅(jiān)決廢棄。
在砌筑到接近錨固磚位置時(shí)，應(yīng)不厭其煩的預(yù)先排磚確定錨固磚的準(zhǔn)確位置，是用鋼絲刷徹底清潔金屬殼體的焊接部位，采用于焊接件相適應(yīng)的焊條，牢固的焊接好錨固管。
錨固磚砌筑完畢后插入錨固鉤，并用耐火纖維氈填滿空襲并塞緊，以對錨固件形成一定的保護(hù)。
錨固管的厚度有一定的要求。管壁過薄時(shí)，將由于不可避免的緩慢燒損而導(dǎo)致早期損害。錨固鉤的耐熱鋼材質(zhì)應(yīng)根據(jù)所在位置的工礦溫度而定。水泥行業(yè)通常使用的錨固鉤的耐熱鋼有Cr18Ni9Ti、Cr25Ni18、Cr25Ni20等。
四、拱圈內(nèi)的鎖磚?? ?
鎖磚是指依靠起拱砌筑圓形、半圓或不足半圓的拱圈時(shí)，最后砌筑的，用以最后消除該拱圈內(nèi)磚與磚之間間隙的磚。鎖磚的成功砌筑將有效地阻止耐火磚的松動(dòng)和抽芯。要求如下：
砌筑拱頂和圓墻，當(dāng)一圈砌到還剩5～6塊磚時(shí)，應(yīng)不厭其煩的先行干碼耐火磚，爭取通過不同規(guī)格磚的組合來滿足楔緊的要求。若不能達(dá)到要求，則需精細(xì)測量加工磚的尺寸，用按尺寸加工的耐火磚再次干碼，砌筑的最后空間恰好是3塊未在厚度上實(shí)施切割的原磚所占的空間。
加工磚的磚面不得朝向殼體，防止出現(xiàn)耐火磚與殼體之間不能有效貼緊。
鎖磚所處的位置應(yīng)在距加工磚2～3塊處，并且不能在拱的最頂部實(shí)行鎖磚作業(yè)。應(yīng)在拱頂兩側(cè)的等距離位置實(shí)行鎖磚作業(yè)。
最終使用的鎖磚必須是在兩塊未在厚度上實(shí)行切割的原磚的空隙中，采用未進(jìn)行加工的原磚實(shí)行鎖磚作業(yè)，以保證鎖磚強(qiáng)度，并減小鎖磚楔入時(shí)的摩擦。
五、拱圈耐火磚的挑選和加工?? ?
拱圈是在耐火磚自身的重力和作用在拱腳磚上的水平推力的平衡作用下，達(dá)到拱圈的穩(wěn)定。為此，拱圈耐火磚應(yīng)能承受拱圈的擠壓，應(yīng)有一定的強(qiáng)度。磚型應(yīng)有一定的楔度，拱圈磚面應(yīng)較為平整，從而使耐火磚之間保持面接觸。這樣能在溫度變化的條件下，較好的、長時(shí)間的保持拱圈的穩(wěn)定。拱圈耐火磚的加工應(yīng)遵循以下要求：
耐火磚除強(qiáng)度較低的隔熱磚可以用鋼鋸加工外，其它耐火磚必須用切磚機(jī)加工。嚴(yán)禁用手錘和扁鏟切鑿加工。
被加工磚的長度方向不應(yīng)小于原磚尺寸的1/2，其厚度不應(yīng)小于原磚的70%，以保持耐火磚有足夠的強(qiáng)度。若出現(xiàn)一塊磚加工后小于以上規(guī)定的，應(yīng)加工兩塊磚。
嚴(yán)禁在砌體上鑿磚，嚴(yán)禁在砌體進(jìn)行敲擊作業(yè)，從而造成耐火磚的直接損壞或潛性損壞。
六、干法砌筑?? ?
用干法砌筑的拱圈耐火磚，其要求與濕法砌筑類似，最后應(yīng)以2mm后的鋼板楔緊。鋼板應(yīng)平整、無凹凸、無毛刺、無銹蝕，頭部應(yīng)用砂輪磨出小于60的楔角，以便楔入。一條磚縫只能楔入一塊鋼板，禁止一條磚縫楔入兩塊鋼板。鋼板不應(yīng)楔入鎖縫磚的磚縫，應(yīng)隔開1～2個(gè)磚縫。
七、膨脹縫的留設(shè)?? ?
工業(yè)窯爐的耐火材料因?yàn)榛瘜W(xué)成分和物理結(jié)構(gòu)的不同，以及砌筑方法和砌筑材料的不同，受熱后的膨脹量也有一定的差異。大體積耐火材料膨脹縫的設(shè)置，應(yīng)根據(jù)以上因素來確定。通常膨脹縫的間距應(yīng)在1.5～2m之間。工作溫度低于800℃的Ⅲ類耐火粘土磚砌筑體、紅磚砌筑體和硅藻土磚砌筑體，由于膨脹量較小，自身吸收能力較強(qiáng)，在4m的長度以內(nèi)，可不設(shè)膨脹縫。一般情況下，膨脹縫的寬度應(yīng)取加熱面最高溫度時(shí)理論膨脹量的50%～100%。以下為常用耐火材料內(nèi)襯的膨脹縫寬度的參考值（mm/m）。
1、砌體膨脹縫寬度
2、膨脹縫的位置
膨脹縫的位置應(yīng)避開受力部位，如爐體骨架和內(nèi)襯的孔洞，以避免影響耐火材料的整體強(qiáng)度，并在膨脹縫保持合理間距的前提下均勻設(shè)置。耐火磚砌體在相交處的膨脹縫設(shè)置如圖所示：
爐底的膨脹縫在上下磚層中同層爐底中均應(yīng)交錯(cuò)設(shè)置。
爐墻的膨脹縫在內(nèi)外層之間和上下層之間，均應(yīng)交錯(cuò)設(shè)置。
圓形拱墻可在砌體與外殼間留設(shè)膨脹縫以補(bǔ)設(shè)膨脹，其中填以不定型耐火材料或隔熱材料。對于外殼可以隨之膨脹的，對散熱要求不高的，不填耐火材料或隔熱材料亦可。
拱頂一般在兩端留出直通的膨脹縫，留設(shè)時(shí)應(yīng)考慮各個(gè)方向的膨脹，拱頂高度大于2.5m的，除在兩端留設(shè)膨脹縫外，還應(yīng)根據(jù)拱長分段，在拱頂中部留設(shè)膨脹縫。交錯(cuò)砌筑的拱頂可留設(shè)直通的膨脹縫，也可留交錯(cuò)的膨脹縫。直通砌筑的拱頂，應(yīng)選擇交錯(cuò)的膨脹縫。多層拱頂膨脹縫應(yīng)交錯(cuò)設(shè)置。膨脹縫上應(yīng)有一層具有一定剛度的覆蓋，形同加箍。對于膨脹量較大的如硅磚、鎂磚，除了以上的膨脹縫外，還應(yīng)在3～5塊磚之間加塞1～2mm厚的紙板，以加強(qiáng)膨脹量的補(bǔ)償。
對于懸掛式爐頂，除了沿爐頂周圍設(shè)置膨脹縫外，還應(yīng)考慮下部爐墻向上膨脹所應(yīng)留出的間隙。在墻與頂?shù)慕粎R處，應(yīng)設(shè)置既吸收垂直方向又吸收水平方向的膨脹縫。
對于直徑較大的爐頂，在實(shí)施耐火澆筑料的澆筑時(shí)，應(yīng)適當(dāng)設(shè)置控制膨脹縫，將爐頂分割成對角線長度不大于2m的扇形或弓形小區(qū)，分區(qū)澆筑。
對于一些重要部位，為避免其開裂而影響整體強(qiáng)度，可在其周圍不太重要的部位設(shè)置控制縫，吸收重要部位體積變化產(chǎn)生的應(yīng)力，避免重要部位開裂，以預(yù)置的裂縫防止特定部位的裂紋的產(chǎn)生，這樣預(yù)置的裂縫通常也稱其為控制縫。
除此之外，隨著近些年來水泥窯技術(shù)的告訴發(fā)展，大型超大型水泥回轉(zhuǎn)窯的應(yīng)用，也給施工帶來了許多挑戰(zhàn)，水泥窯某些部位的耐火材料砌筑施工狀況異常復(fù)雜，如何解決這些施工的重點(diǎn)難點(diǎn)，本文就此展開。
一、耐火泥的調(diào)制
耐火磚與耐火泥的對應(yīng)關(guān)系
每種火泥調(diào)制應(yīng)使用專用泥箱，如果需要調(diào)制幾種泥漿時(shí)，各種泥漿應(yīng)清晰的掛牌明示。更換所攪拌的泥漿時(shí)，泥箱應(yīng)徹底清洗。
調(diào)制火泥要用清潔水，水質(zhì)應(yīng)達(dá)到城市居民用水標(biāo)準(zhǔn)。對于摻加添加劑的泥漿，水中氯離子含量應(yīng)低于300ppm。
氣溫過低時(shí)，攪拌用水可加熱，以保證泥漿的適宜溫度。
對于氣硬性火泥，應(yīng)保證所拌火泥有30min以上的可砌筑時(shí)間。已經(jīng)調(diào)制好的水硬性和氣硬性火泥不得任意再加水使用，已經(jīng)初凝的火泥不能繼續(xù)使用，必須堅(jiān)決廢棄。對于摻有水玻璃或鹵水結(jié)合劑或外加劑的泥漿，由于其在空氣中會逐漸凝固，應(yīng)隨調(diào)隨用。
當(dāng)天的火泥通常不應(yīng)留置到第二天使用。
二、濕法砌筑?? ?
耐火磚要求砌縫滿漿，磚縫寬度應(yīng)符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。
每塊耐火磚安放后都要用木錘或橡皮錘敲打，以便擠出多于火泥，要保證磚縫與殼體完全貼緊，火磚之間應(yīng)是面接觸且結(jié)合牢固。在敲打耐火磚時(shí)，應(yīng)防止不適宜的敲打或擠壓損傷耐火磚或損傷開始凝固的火泥。
在磚縫的火泥未完全硬化前應(yīng)刮去多余火泥，若是有些地方還需填補(bǔ)火泥時(shí)，應(yīng)用刮刀塞實(shí)新火泥，即砌體勾縫。
灰縫要橫平豎直，弧面平，接頭緊，應(yīng)保證砌體與各設(shè)備所表示的尺寸一致。
直墻采用錯(cuò)縫砌筑，拱頂和窯在圓周環(huán)帶方向應(yīng)采用直通縫砌筑。砌筑適應(yīng)力求磚縫平直弧面光滑。砌體的幾何形狀應(yīng)符合圖紙要求，確保質(zhì)量。
托磚板和法蘭盤等金屬器件不可與耐火磚直接接觸，在器件應(yīng)涂填火泥，托磚板下應(yīng)留約10mm膨脹縫。膨脹縫中可塞入耐火纖維氈，以保護(hù)托磚板。法蘭和金屬器件可采用火泥實(shí)行封閉，避免金屬器件與高溫氣體接觸。
從施工到投入生產(chǎn)的過程中，應(yīng)防止砌體受潮和受凍，也要防止過早出現(xiàn)過高的溫度，使耐火泥達(dá)不到應(yīng)有的強(qiáng)度。
三、錨固磚砌筑?? ?
錨固磚可以提高直面墻的整體性。在設(shè)備的金屬殼體的膨脹和收縮中，金屬殼體與耐火材料之間會出現(xiàn)縫隙，粉狀物料有可能通過耐火磚縫隙逐漸填充其中，最終導(dǎo)致直面墻在垂直于墻面的力的作用下坍塌，設(shè)備加熱過程中，耐火磚也有可能由于內(nèi)外膨脹不勻而坍塌。錨固磚的使用可以大大降低兩種不利變化發(fā)生的概率。
錨固磚的布置和砌筑應(yīng)遵循以下原則：
錨固磚的排布應(yīng)根據(jù)溫度的變化范圍和頻度以及直面墻面積的大小來確定，通常不應(yīng)小于6塊/m2。
砌筑前必須仔細(xì)檢查錨固磚，錨固磚在錨固孔處若有影響到錨固磚整體強(qiáng)度的裂紋時(shí)不能使用，應(yīng)堅(jiān)決廢棄。
在砌筑到接近錨固磚位置時(shí)，應(yīng)不厭其煩的預(yù)先排磚確定錨固磚的準(zhǔn)確位置，是用鋼絲刷徹底清潔金屬殼體的焊接部位，采用于焊接件相適應(yīng)的焊條，牢固的焊接好錨固管。
錨固磚砌筑完畢后插入錨固鉤，并用耐火纖維氈填滿空襲并塞緊，以對錨固件形成一定的保護(hù)。
錨固管的厚度有一定的要求。管壁過薄時(shí)，將由于不可避免的緩慢燒損而導(dǎo)致早期損害。錨固鉤的耐熱鋼材質(zhì)應(yīng)根據(jù)所在位置的工礦溫度而定。水泥行業(yè)通常使用的錨固鉤的耐熱鋼有Cr18Ni9Ti、Cr25Ni18、Cr25Ni20等。
四、拱圈內(nèi)的鎖磚?? ?
鎖磚是指依靠起拱砌筑圓形、半圓或不足半圓的拱圈時(shí)，最后砌筑的，用以最后消除該拱圈內(nèi)磚與磚之間間隙的磚。鎖磚的成功砌筑將有效地阻止耐火磚的松動(dòng)和抽芯。要求如下：
砌筑拱頂和圓墻，當(dāng)一圈砌到還剩5～6塊磚時(shí)，應(yīng)不厭其煩的先行干碼耐火磚，爭取通過不同規(guī)格磚的組合來滿足楔緊的要求。若不能達(dá)到要求，則需精細(xì)測量加工磚的尺寸，用按尺寸加工的耐火磚再次干碼，砌筑的最后空間恰好是3塊未在厚度上實(shí)施切割的原磚所占的空間。
加工磚的磚面不得朝向殼體，防止出現(xiàn)耐火磚與殼體之間不能有效貼緊。
鎖磚所處的位置應(yīng)在距加工磚2～3塊處，并且不能在拱的最頂部實(shí)行鎖磚作業(yè)。應(yīng)在拱頂兩側(cè)的等距離位置實(shí)行鎖磚作業(yè)。
最終使用的鎖磚必須是在兩塊未在厚度上實(shí)行切割的原磚的空隙中，采用未進(jìn)行加工的原磚實(shí)行鎖磚作業(yè)，以保證鎖磚強(qiáng)度，并減小鎖磚楔入時(shí)的摩擦。
五、拱圈耐火磚的挑選和加工?? ?
拱圈是在耐火磚自身的重力和作用在拱腳磚上的水平推力的平衡作用下，達(dá)到拱圈的穩(wěn)定。為此，拱圈耐火磚應(yīng)能承受拱圈的擠壓，應(yīng)有一定的強(qiáng)度。磚型應(yīng)有一定的楔度，拱圈磚面應(yīng)較為平整，從而使耐火磚之間保持面接觸。這樣能在溫度變化的條件下，較好的、長時(shí)間的保持拱圈的穩(wěn)定。拱圈耐火磚的加工應(yīng)遵循以下要求：
耐火磚除強(qiáng)度較低的隔熱磚可以用鋼鋸加工外，其它耐火磚必須用切磚機(jī)加工。嚴(yán)禁用手錘和扁鏟切鑿加工。
被加工磚的長度方向不應(yīng)小于原磚尺寸的1/2，其厚度不應(yīng)小于原磚的70%，以保持耐火磚有足夠的強(qiáng)度。若出現(xiàn)一塊磚加工后小于以上規(guī)定的，應(yīng)加工兩塊磚。
嚴(yán)禁在砌體上鑿磚，嚴(yán)禁在砌體進(jìn)行敲擊作業(yè)，從而造成耐火磚的直接損壞或潛性損壞。
六、干法砌筑?? ?
用干法砌筑的拱圈耐火磚，其要求與濕法砌筑類似，最后應(yīng)以2mm后的鋼板楔緊。鋼板應(yīng)平整、無凹凸、無毛刺、無銹蝕，頭部應(yīng)用砂輪磨出小于60的楔角，以便楔入。一條磚縫只能楔入一塊鋼板，禁止一條磚縫楔入兩塊鋼板。鋼板不應(yīng)楔入鎖縫磚的磚縫，應(yīng)隔開1～2個(gè)磚縫。
七、膨脹縫的留設(shè)?? ?
工業(yè)窯爐的耐火材料因?yàn)榛瘜W(xué)成分和物理結(jié)構(gòu)的不同，以及砌筑方法和砌筑材料的不同，受熱后的膨脹量也有一定的差異。大體積耐火材料膨脹縫的設(shè)置，應(yīng)根據(jù)以上因素來確定。通常膨脹縫的間距應(yīng)在1.5～2m之間。工作溫度低于800℃的Ⅲ類耐火粘土磚砌筑體、紅磚砌筑體和硅藻土磚砌筑體，由于膨脹量較小，自身吸收能力較強(qiáng)，在4m的長度以內(nèi)，可不設(shè)膨脹縫。一般情況下，膨脹縫的寬度應(yīng)取加熱面最高溫度時(shí)理論膨脹量的50%～100%。以下為常用耐火材料內(nèi)襯的膨脹縫寬度的參考值（mm/m）。
1、砌體膨脹縫寬度
膨脹縫的位置應(yīng)避開受力部位，如爐體骨架和內(nèi)襯的孔洞，以避免影響耐火材料的整體強(qiáng)度，并在膨脹縫保持合理間距的前提下均勻設(shè)置。耐火磚砌體在相交處的膨脹縫設(shè)置如圖所示：
爐墻的膨脹縫在內(nèi)外層之間和上下層之間，均應(yīng)交錯(cuò)設(shè)置。
圓形拱墻可在砌體與外殼間留設(shè)膨脹縫以補(bǔ)設(shè)膨脹，其中填以不定型耐火材料或隔熱材料。對于外殼可以隨之膨脹的，對散熱要求不高的，不填耐火材料或隔熱材料亦可。
拱頂一般在兩端留出直通的膨脹縫，留設(shè)時(shí)應(yīng)考慮各個(gè)方向的膨脹，拱頂高度大于2.5m的，除在兩端留設(shè)膨脹縫外，還應(yīng)根據(jù)拱長分段，在拱頂中部留設(shè)膨脹縫。交錯(cuò)砌筑的拱頂可留設(shè)直通的膨脹縫，也可留交錯(cuò)的膨脹縫。直通砌筑的拱頂，應(yīng)選擇交錯(cuò)的膨脹縫。多層拱頂膨脹縫應(yīng)交錯(cuò)設(shè)置。膨脹縫上應(yīng)有一層具有一定剛度的覆蓋，形同加箍。對于膨脹量較大的如硅磚、鎂磚，除了以上的膨脹縫外，還應(yīng)在3～5塊磚之間加塞1～2mm厚的紙板，以加強(qiáng)膨脹量的補(bǔ)償。
對于懸掛式爐頂，除了沿爐頂周圍設(shè)置膨脹縫外，還應(yīng)考慮下部爐墻向上膨脹所應(yīng)留出的間隙。在墻與頂?shù)慕粎R處，應(yīng)設(shè)置既吸收垂直方向又吸收水平方向的膨脹縫。
對于直徑較大的爐頂，在實(shí)施耐火澆筑料的澆筑時(shí)，應(yīng)適當(dāng)設(shè)置控制膨脹縫，將爐頂分割成對角線長度不大于2m的扇形或弓形小區(qū)，分區(qū)澆筑。
對于一些重要部位，為避免其開裂而影響整體強(qiáng)度，可在其周圍不太重要的部位設(shè)置控制縫，吸收重要部位體積變化產(chǎn)生的應(yīng)力，避免重要部位開裂，以預(yù)置的裂縫防止特定部位的裂紋的產(chǎn)生，這樣預(yù)置的裂縫通常也稱其為控制縫。
