水泥窑头罩耐火材料施工技术要点解析

水泥回转窑的窑头罩是连接窑体与冷却机、承受高温熟料冲击和热辐射的关键区域。其耐火材料内衬的稳定性和寿命，直接关系到整条生产线的运行效率与安全。因此，掌握其正确的施工方法，无论是采用整体浇注还是砖砌工艺，都显得至关重要。本文将对窑头罩耐火材料的两种主流施工方案进行技术拆解。

一、 整体浇注施工方案

整体浇注施工以其良好的整体性、气密性著称，适用于结构复杂的部位。其施工质量的核心在于锚固件的设置、浇注料的致密以及烘烤过程中水蒸气的有效排出。

1. 墙体浇注施工要点：排气与防水

墙体浇注料在加热烘烤阶段会释放大量水蒸气，如果不能顺畅排出，内部蒸汽压力骤升极易引发衬体结构的爆裂。因此，预留排气孔是施工的重中之重。

• 排气孔设置：通常采用冲击钻进行钻孔，孔间距控制在 300mm x 300mm。为防止浇注料堵塞孔道，可将直径为 Φ5mm 的木条嵌入孔内，嵌入深度约为浇注料总厚度的一半。烘烤时木条烧毁，形成永久性排气通道（见图1、图2）。
• 后期维护：浇注孔封闭后，仍需保留至少8个通气孔，并必须对其进行防水处理，防止雨水侵入，影响隔热层性能。

图1 窑门罩墙体浇注料表面排气孔预留示意图（mm）

图2 窑门罩墙体浇注料表面排气孔留设示意图（mm）

2. 顶棚浇注施工专项方案

顶棚部位需承受自重和高温双重考验，施工工序更为复杂，需严格遵循步骤进行。

1. 锚固系统：采用挂式锚固件，以 250mm x 250mm 的间距焊接到 L70 x 70 的角钢上。这些角钢则沿纵向焊接在窑头罩原有的工字钢结构上，形成牢固的支撑骨架。
2. 支模与隔离：从下方进行支模。在支模前，需在四周与旧浇注料接触的垂直面上，使用高温粘结粉（如BP-1）粘贴一层F10硅酸铝纤维棉，作为新旧材料之间的膨胀缓冲层。
3. 分步浇注：为保证施工质量，浇注工作应按预定顺序进行（如图3中的A-F区）。每完成一个区域的浇注，其端面同样需要粘贴F10硅酸铝纤维棉进行隔离。
4. 复合隔热层：在浇注过程中或浇注完成后，需铺设H100硅酸钙板，或直接覆盖浇注一层厚度为 δ=100mm 的高强轻质隔热浇注料（如HN-1.3或Q-1.3），形成复合保温结构。
5. 外部防护：浇注作业全部结束后，用 δ=3mm 的普通钢板覆盖其表面，搭接处务必做好防水密封。最后，在钢板上割孔并焊接钢管，作为最终的透气孔。

图3 窑门罩墙体浇注料施工示意图

二、 窑门罩拱顶砖砌筑方案

砖砌筑是另一种传统而可靠的施工方式，尤其适用于拱顶结构。它对施工精度、砖形配比和砌筑顺序有着极高的要求。

1. 基础构件：托砖板的维护

托砖板是整个拱顶砖的承重基础。当两侧（S、N侧）的托砖板因高温烧损，其厚度减少超过原厚度的1/2时，必须进行更换或修复。标准规格为 4150mm x 330mm x 10mm。若检修时间充裕，应将旧板彻底割除后焊接新板；若时间紧张，也可将新板直接焊接在旧板之上，但必须保证三边满焊且工作面平整。

2. 核心工序：耐火砖的精准砌筑

拱顶通常由多环耐火砖构成，以本例中的17环拱顶为例，其砌筑过程需遵循以下技术要点：

图4 窑门罩拱顶耐火砖砌筑示意图（mm）

• 基准放线：砌筑前必须进行精确放线，沿轴向放出三条基准线，环向放出四条。所有砌筑工作均需以此为准，这是保证拱形规整的前提。
• 砌筑细节：
  • 起砌环（第1环）：通常需要搭配不同型号的砖块（如114块H-2砖与6块H-3砖）来构建初始弧度。
  • 预处理：由于罩壳靠近窑口一侧存在加强筋，砌筑前应进行干铺，以精确调整灰缝。同时，如果托砖板是叠焊的，其上方的耐火砖需进行适当的机械加工以确保平整。
  • 斜度调整环（第2、3环）：为适应窑筒体存在的4%倾斜度，需通过这两环砖的加工（第2环用定型砖，第3环用加工砖）来调整长度，以便后续环砖能采用标准长度（230mm）进行砌筑。
  • 锁砖砌筑：锁砖是保证拱顶结构自锁和稳定的关键。其安放位置必须在离垂线30°以外的区域，且必须与标准砖间隔砌筑，严禁连用（如图5）。为确保位置准确，强烈建议先干铺定位，再带火泥正式砌筑。
  • 主体环（第4-17环）：这部分主要采用标准砖（如115块H-1砖/环），砖块以不加工为宜，以保证整体强度和规整性。封顶锁砖的砌筑方式同上。
  • 铁板楔紧：砌筑完成后，需打入铁板锁紧。第1至15环的铁板从侧面（轴向）楔入；而最顶部的第16、17环，则需从上方的人孔门位置楔入。铁板应与耐火砖间隔分布。
• 预留孔洞：需在第9环砖的边缘位置预留3个窑头测压孔，孔径 Φ60.5mm，呈60°间隔分布。通常为圆孔，特殊情况也可用方孔替代。
• 过程控制：若采用滑模砌筑，施工过程中必须严密监控，防止模板支架发生变形或移位。

图5 锁1砖示意图

从上述砌筑过程的复杂性可见，每一环、每一块砖的尺寸、位置和砌筑质量都直接决定了整个拱顶的结构安全与使用寿命。因此，对所用耐火砖、火泥等材料的物理化学性能进行严格的质量控制，是施工前的必要环节。 精工博研测试技术（河南）有限公司（原郑州三磨所国家磨料磨具质量检验检测中心），央企，国字头检测机构，专业的权威第三方检测机构，专业检测耐火材料性能检测，可靠准确。欢迎沟通交流，电话19939716636

3. 辅助工序：隔热层的同步施工

在工作层耐火砖之上，还需砌筑一层厚度为114mm的隔热砖，以减少热损失。

• 同心砌筑：隔热层采用隔热火泥，通常需要搭配几种不同楔形角度的砖（如 230 x 114 x 55/65, 60/65 或 65/65）来与工作层同心砌筑，保证层间紧密贴合。
• 同步施工：隔热砖的砌筑应与工作层耐火砖同步进行。其上方的间隙用硅酸铝纤维棉等柔性材料填充，这不仅能起到隔热作用，更有利于后续工作层耐火砖的最终楔紧操作。