预热器耐火衬里施工技术方案与关键节点控制

水泥生产线中的预热器系统，作为物料换热与分解的核心区域，其内衬的长期稳定运行至关重要。这直接关系到窑系统的热工效率、运转周期与生产成本。因此，预热器耐火材料的施工质量，绝非简单的砌筑与浇注，而是一项涉及多专业协同、过程控制精细的系统工程。本文将结合通用施工原则与具体部位的实践方案，对预热器耐火衬里施工的关键技术节点进行剖析。

一、 预热器通用施工方案与核心要点

在多变的现场环境中，一套行之有效的通用施工方案是保证基础质量的基石。它涵盖了从结构处理到材料施工的各个方面。

1. 膨胀缝的预留与处理

在高温工况下，浇注料与耐火砖等不同材质的材料热膨胀系数存在差异。为消解热应力，避免衬体因膨胀挤压而产生鼓包、开裂甚至剥落，必须在浇注料与耐火砖的接触面等关键位置预留膨胀缝。工程实践中，通常采用油毡纸或柔韧性及耐温性俱佳的岩棉作为填充材料，以提供充分的膨胀缓冲空间。

2. 顶部浇注施工技术

预热器顶部的浇注施工存在操作空间受限的挑战。常规做法是将锚固件焊接在顶部钢板的下表面，作为浇注料的骨架支撑。施工时，由下方进行支模，然后在顶部钢板上开设操作孔（通常密度为每平方米2个）。振动棒经由这些操作孔插入，对浇注料进行充分振捣，直至密实，确保衬体内部无气穴，结构均一。

3. 下料管及异形部位的施工策略

对于预热器下料管这类结构，标准施工方式是支模浇注。但当遇到弯管等不规则部位时，可以灵活采用“手打施工”作为补充。手打施工对浇注料的和易性要求极高，关键在于控制加水量，以搅拌均匀、料体不流淌为宜。过多的水分会严重影响材料的强度和体积稳定性。无论采用何种方式，施工中都必须使用振动棒进行辅助振捣，以排出内部气泡。针对大口径管道，可采用“分成四瓣”的分块施工法，逐块完成。

此外，预热器拱顶、分解炉上部弯管等浇注料体积较大的部位，必须预设通气孔，其位置通常选在原设计中的浇注孔位置，以利于浇注过程中气体和养护阶段水蒸气的顺利排出。

二、 案例解析：旋风筒伞顶浇注料施工

旋风筒伞顶是预热器系统中的一个典型复杂结构，其施工质量控制极具代表性。以下为一个完整的施工流程拆解。

1. 锚固与支撑

此环节为结构安全的基础。所有锚固件及支撑加固，必须严格遵循机械专业出具的方案实施，充分考虑浇注料自身的重量及工作状态下的承重需求。

2. 支模工艺

模板系统是决定浇注体尺寸与表面质量的关键。

• 强度要求：模板必须具备足够的刚度，不允许出现弹性变形。钢模板厚度通常要求不低于 δ = 5mm。
• 精准定位：为避免形成台阶，模板的上边缘需与旋风筒直筒部最上层的一环砖上表面，以及进风口管道顶部的混凝土下平面精确对齐。必要时，需对进风口顶部的旧混凝土进行修整或更换。
• 保温间隙：模板与筒体内壁之间需确保约40mm的间隙（具体尺寸需根据内筒实际变形情况微调），并用硅酸铝纤维棉将此间隙完全填充。

3. 浇注过程的质量控制

这是决定耐火材料性能能否充分发挥的核心环节。

• 基底清理：浇注前，必须将模板及待施工表面彻底清理干净，无浮灰、无油污。
• 材料制备：浇注料必须采用机械搅拌，以保证混合的均匀性。加水量（或结合剂）需严格遵循产品技术说明，并在现场通过过磅计量，指定专人负责此项工作，严禁凭经验随意添加。施工质量的成败，往往取决于这些看似微小的细节。因此，确保施工的每一个环节都符合规范，对于获得可靠的耐火衬里至关重要。

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• 施工厚度：按照设计要求，本案例中浇注料厚度控制在200mm。
• 膨胀缝设置：伞顶部位的膨胀缝采用双层三合板预留。挡板高度120mm，上下两层错开布置。其间距根据内外环区别设置，内圈间距约为800mm，外圈间距约为1200mm。

4. 保温层施工

浇注体完成后，需立即进行保温层施工，以减缓降温速率，防止热应力开裂，并提升整体热工效率。

• 在浇注体与内筒已预留的40mm间隙（已填充硅酸铝纤维棉）外侧，砌筑一圈隔热砖，直至伞顶的支撑结构处。
• 将内筒伞顶支撑的槽钢结构之间的所有缝隙，同样使用硅酸铝纤维棉填充密实。
• 在浇注料的上表面，铺设一层厚度 δ = 114mm 的隔热砖，砖缝使用珍珠岩填满。

5. 最终密封

所有砌筑与浇注工作完成后，对伞顶的盖板缝隙进行满焊处理，确保整个系统的气密性。

图1 三次风管内衬耐火砖施工示意

三、 工艺选择建议：吊模施工的局限性

在某些维修或改造项目中，可能会出现“吊模施工”的方案。然而，这种施工工艺因其固有的局限性，施工难度极大。特别是在新旧浇注料的结合部位，吊模方式很难实现完全紧密的无缝搭接，极易留下结构薄弱点，为后期的使用埋下质量隐患。综合考虑施工质量的可靠性与长期运行的稳定性，我们强烈建议在筒体内部搭设脚手架，采用传统的支模方式进行施工。