回轉窯整體內襯澆注料澆筑施工設計及作業流程

回轉窯整體內襯是用不定形耐火澆注料現場澆筑成型、經烘烤后投入使用的耐火材料襯。與砌體內襯相比，整體內襯工程的影響因素更多、質量控制更難。從內襯的結構設計到現場施工管理、內襯養護烘烤，每一個工程步驟都會對工程質量產生巨大的影響。

內襯結構設計方面

內襯結構設計是整個內襯工程的指導文件，影響工程投用后的整體使用效果。結構設計中的問題無法在以后的施工中得到改善，必須加以重視。

1.1總體結構

回轉窯高溫段(700℃以上)整體結構以兩層為主，即工作層和隔熱層，這種結構即可以保證內襯的耐高溫性和耐磨性能，也可以減少筒體散熱，降低熱量損失;中溫段(450~700℃)和低溫段(450℃以下)可采用單層結構。內襯整體厚度在230~300mm為宜，外壁計算溫度必須在350℃以下。

1.2錨固方式及焊接要求

高溫段宜采用錨固磚和金屬錨固件相間的布置方式，中溫段、低溫段采用單一的金屬錨固件，布置間距不應大于300mm;錨固磚和金屬錨固件的埋入深度應控制在澆注料厚度的2/3處。錨固件太高，澆注料表層在熱應力和生產物料的沖擊、磨蝕下容易損壞;錨固件太低，不能很好的起到錨固作用。

金屬錨固件可采用V型、U型、Y型或者X型，宜使用φ10~14mm圓鋼制作;與窯體的單點焊接長度不小于25mm，且應雙面焊接;對回轉窯領圈附近的錨固件，采取增強根部強度的措施。

高溫段金屬錨固件宜選用2520材質，中溫段選用304材質，低溫段選用普通碳鋼。配套焊材分別選用A407、A302、J422型號焊條或同材質焊絲。

1.3膨脹縫留設

根據選用的耐火材料的特性設計膨脹縫，一般情況下，周向不設置膨脹縫，軸向每兩個施工段留設2mm施工縫，并填充高溫彈性碳纖維材料。

金屬錨固件上采用戴塑料帽、包黑膠帶、涂瀝青漆或套塑料管等措施留出錨固件與澆注料的膨脹余地。錨固磚不得涂覆瀝青漆等易熔材料。

在窯軸向方向上，每隔500~600mm開設一道寬3mm、深40~50mm的凹槽，以利于內襯表面的高溫膨脹，減弱澆注料表層的熱應力。

1.4防止保溫層掏空的措施

在兩層結構的內襯中，保溫層被掏空是比較普遍的現象。這種問題可以從設計上加以避免：

在金屬錨固件周圍20×50mm的區域內不做保溫層，防止工作層開裂后高溫物料進入燒斷錨固件。也可以采用區塊式的保溫層結構，尤其在使用纖維制品做保溫層時這種方式更加易于操作。

在兩條澆注料的施工縫處，應設置錯臺，且錯臺應在內襯厚度方向的中部以下位置，可以避免澆注料整體減薄后錯臺處損壞及錯臺失去作用。實踐證明，這種方法也是有效的措施。

人員機具準備方面

為了保證施工的連續正常進行，施工準備必須做得充分、到位。

2.1人員準備

施工人員應于施工前組織到位，并對施工隊伍進行詳細的施工技術交底，對施工的關鍵點、難點、問題點進行有針對性的交底，確保施工隊伍能夠正確理解設計圖紙。這些關鍵點包括：每個部位使用的材料、放線的準確性、金屬錨固件的焊接質量、模板支設的尺寸及牢固性、澆注料的加水量及攪拌、澆注料的振搗排氣、拆模前的養護時間等。施工的難點包括：錨固件的方向和焊接質量、模板的加工方案、澆注料施工性的調整等等。經常容易出現的問題點有：金屬錨固件焊接存在質量缺陷、澆注料初凝后仍然使用、模板牢固性不夠導致漲模、養護時間不夠拆模導致澆注料開裂等。

2.2 水、電供應

澆注作業時必須保證現場不能斷水、斷電。應準備儲水容器，儲水量應足夠一次連續澆筑的使用量。應與施工現場的供電單位協調好，臨時用電應保證連續不間斷，必要時進入一路備用電源。

2.3 關鍵設備備用

推薦使用1t以上的大型攪拌機，這種攪拌機故障率低，不僅使澆注作業的連續性有保障，而且可以提高作業效率。使用350L左右的攪拌機時，應有備用的設備，防止攪拌機故障而導致施工中斷。插入式高頻振動棒宜使用50mm直徑的棒芯，振動棒是容易損壞的設備，必須有至少一套備用的振動電機和棒芯。

現場施工管理方面

施工作業是將設計圖紙轉化為工程實物的過程，是參與人數最多、最容易出現質量問題的過程。現場施工管理人員必須做好指導和監督工作，嚴格按照設計圖紙進行放線、支模和澆注等施工作業。

3.1 金屬錨固件焊接

金屬錨固件必須雙面滿焊于回轉窯筒體上，應按設計要求選用焊材，焊縫高度滿足設計要求，保證焊接質量，不得有漏焊、開裂、夾渣、咬邊等缺陷。必須分清各種材質的錨固件，不可混用、錯用。為了防止錯用錨固件，應在錨固件拆除包裝時采用噴漆的方法做出明顯的標記。

3.2 澆注施工工藝

澆注施工宜采用直線條形多次多段式整體澆注工藝，該施工工藝具有以下優點：澆注料的填料深度小，操作工人可以靈活地操控振動棒，保證每一處的澆注料都可以振動密實、排氣徹底，精確控制澆注質量;模板支設在筒體底部進行，使用短鋼筋即可固定模板，因填料深度小又而不易漲模;填料時只需將攪拌好的澆注料料從手推車內倒入模板內即可，大大降低了勞動強度。

3.3 物料攪拌

澆注料正式澆注施工前，應由廠家進行試攪拌[8]，以驗證澆注料的施工性是否滿足要求，并對攪拌操作人員進行培訓、指導。應使用強制攪拌機混合，操作要點如下：干料加入后，先干混3min，加3/4的水量濕混，混4min左右，視情況再加入剩下的水，但不得超過最大加水量。空氣濕度、環境溫度都會對澆注料的流動性、初凝時間等施工性能造成影響，澆注部位及模板的干濕情況對所拌物料的要求也存在差異，攪拌操作人員必須能夠根據實際情況調整水和外加劑的加入量。在溫度變化較大的情況下，技術管理人員必須旁站監督和指導物料的攪拌。攪拌澆注料加入的水應滿足飲用水標準。

3.4 澆注作業

因窯體有斜度，襯體澆注時，應從窯頭往窯尾方向進行，振動棒從窯頭往窯尾方向移動，避免因斜度造成澆注料在重力作用下往低處滑移[9]。應邊布料邊振動，連續施工;振動棒不得碰撞金屬錨固件、錨固磚;振動棒快進慢出，防止留下孔洞和漏振;振搗密實的標準是無大量氣泡排出，不可過振，避免造成澆注料偏析。初凝的澆注料禁止使用。

已澆注好、初凝的襯體，表面嚴禁振打、踩踏、碾軋。在襯體澆注1h內采用插筷子、細竹竿的方式留設排氣孔，這種方法有利于避免升溫過快時出現澆注料剝落、炸裂現象。

養護烘烤方面

襯體的養護和烘烤是內襯工程的重要組成部分，必須引起足夠的重視。好的烘烤過程是內襯達到理想的強度、硬度等理化指標的必要保證，而壞的烘烤過程會造成內襯裂紋、剝落甚至炸裂。

襯體澆注全部完成后，自然養護應達到2d以上;空氣濕度在25%以下時，可以采取噴淋的方式進行濕養護，避免內襯表面的水份過快流失。

烘烤應嚴格按照烘烤制度進行，保證澆注料內水分的緩慢排出。升溫曲線應在150、350、600℃設置保溫，以利于自由水、化合水、結晶水的排出，不至于出現炸裂、剝落現象。350℃以下升溫速度不宜超過5℃·h??，350~600℃升溫速度不宜超過8℃·h??，600℃以上升溫速度應控制在15℃·h??以內。升溫曲線的制定，和窯體測溫點的設置位置有很大關系。通常情況下，升溫曲線的控制是以最高測溫點為依據，但在測溫點設置不合理的情況下，最高測溫點不是窯內的最高溫度點。這個時候就需要對升溫曲線進行適當的調整，調整的原則是控制最高溫度點符合升溫曲線，方法是升溫速度不變，將保溫時間調高30~50℃。

由于回轉窯內的溫度場是從窯頭向窯尾連續變化的，各個測溫點的溫度并不能很好的反映窯體內襯各處的溫度變化(測溫點加密可以一定程度的改善)，所以還應該把握一個原則：內襯水份的排出速度不宜過快。具體方法為：在熱煙氣排出通道上設置冷凝板，當冷凝水較多時，應降低升溫速度或者保溫，待冷凝水減少后，說明在當前溫度條件下內襯水分已經徹底排出，可以恢復升溫。

結  語

本文從內襯結構設計、人員機具準備、現場施工管理、養護烘烤等方面對回轉窯整體內襯工程的控制要點進行了論述。內襯結構設計是減少熱應力破壞、解決保溫層被掏空等問題的根本方法。人員機具準備是施工連續進行的保證。現場施工管理是實現質量目標的關鍵，也是整個工程中的難點。良好的養護和烘烤過程是內襯長壽命必不可少的步驟。