高溫窯爐為什么會用錨固磚？

高溫窯爐爐頂及爐墻會采用金屬吊掛件和耐火錨固磚間的應力來支撐的爐頂結構，高鋁錨固磚起到錨固鏈接作用。

高鋁錨固磚

錨固磚的砌筑要點有以下幾點：

1）砌磚時，應從兩側仔細涂抹泥漿，防止氣體從爐頂泄漏；2）應進行頂部砌筑，以確保砌縫尺寸，并正確確定懸掛金屬件；3）懸掛磚的懸掛部分不得損壞（充分發(fā)揮懸掛金屬件的作用）；4）一般采用空氣硬化泥漿（防止泥漿脫落造成爐內氣體泄漏）；5）爐體與懸掛磚之間應適當留有膨脹縫。

用錨固磚介紹加熱爐。

在加熱爐側墻錨磚的布置中，我們借鑒了以往的設計經驗和現(xiàn)場施工過程中的問題，將傳統(tǒng)的矩形布置方法（見圖1）改為梅花形布置方法。

錨固力在結構表面產生的應力場比矩形布置產生的應力場更均勻。這是因為圖中A.B的中點是結構表面上四個錨磚的中點。如果你想要σA=σB，你需要RA=RB。此時，矩形布置的錨磚中心距為√2RA，梅花布置的錨磚中心距為2RB，2RB>√2RA，這表明當A.B獲得相同的正應力時，梅花布置的錨轉間距大于矩形布置。相反，當兩種形式的布置間距相等時，梅花布置可以使錨磚的應力更加均勻，有利于錨磚的長期穩(wěn)定，側墻不易倒塌。

高鋁錨固磚是指安裝在工業(yè)窯外殼或支撐爐襯的鋼結構上，埋在耐火材料襯里中起錨固和連接作用的高鋁耐火磚。

高鋁錨固磚按其理化指標分為三個品牌:LM-55.LM-65和JVI-75；其中L.M分別是鋁和錨的漢語拼音首字母，其次是三氧化二鋁的質量百分比。

目前，高溫加熱爐的爐頂大多掛平頂或拱頂。為了減少爐頂?shù)纳�熱，大多采用輕重組合的耐火材料結構。即下部接觸火焰的工作襯里采用重質低水泥耐火澆注料，再覆蓋一層輕質保溫磚或纖維棉結構。

加熱爐結構分析平頂輕重組合結構存在錨固磚從界面斷裂，導致重材料整體坍塌的事故隱患。

主要原因是：1.1吊頂錨固磚受拉應力引起的一般復合吊頂設計結構為下層250~300mm的重質低水泥澆注料。重量約2.5g/cm，上部覆蓋100~150mm的輕質澆注料（保溫磚和纖維），重量小于1.0~1.5g/cm，錨固磚截面積一般為115mmX115mm，分布密度一般為中心距離300~350mm。錨固磚端面上的拉應力從下到上增加。此外，重質層錨固磚的拉應力增長最快，界面達到最大（約0.05mpa），然后輕質層增加較少。重質層約占爐頂重量的77%。

1.2吊爐頂界面錨固磚的剪應力除了重力引起的拉應力外，界面錨固磚還承受較大的剪應力。由于上層輕質保溫澆注料與下層重質材料的差異較大，加熱后的物理膨脹量也有很大差異。使用中層時會滑動，從而剪切錨固磚。剪切力的大小與保溫材料的強度和重質材料的膨脹系數(shù)有關。顯然，保溫材料的強度越高，錨固磚隨重質材料的滑移越有限，剪切應力越大。同樣，重質材料的膨脹系數(shù)越大，層間滑移越大。產生的剪切力越大。這種剪切應力是循環(huán)的，因為停爐維護和溫度波動在生產中是客觀存在的。

1.3掛爐頂?shù)臏囟确植继匦砸誀t頂上表面溫度為150℃計算，界面溫度約為1100℃，即重質層溫度降低約30%。也就是說，爐頂主要由上層輕質材料保溫，兩層之間的界面溫度很高。

1.4錨固磚及其在不同溫度下的強度特性導致燒結耐火產品的強度主要來自耐火材料中顆粒之間的陶瓷組合。這種陶瓷組合越高，強度就越高。高鋁耐火產品的陶瓷組合主要是液相燒結的結果，即在高溫下在耐火材料中形成液相，促進顆粒之間的粘結和物質遷移。形成的液相量越多，燒結強度越好，冷態(tài)強度越高。但冷強度和熱強度往往是矛盾的。雖然高溫液相量促進燒結，低溫強度高，但當高溫使用時，大量液相會再次出現(xiàn)，高溫強度會下降。高溫液相量越多，高溫強度越低。

錨固磚的生產主要考慮兩個方面：一是耐火性，二是抗拉強度。耐火性一般不會成為問題，最重要的是抗拉強度。目前，我們最關注的是磚的冷抗拉強度，因為整個爐頂重量懸掛在錨固磚上部的絞結處，溫度不高，所以只要磚的室溫抗拉強度足夠，這里就不會斷裂。如果室溫抗拉強度不足，就會出現(xiàn)所謂的脫落問題。

事實上，坍塌事故時有發(fā)生。因此，無論是窯爐設計還是錨固磚制造，人們都更注重錨固磚的冷抗拉強度，生產中往往采用易于燒結的原材料制磚。吊頂溫度分布特點分析表明，界面溫度可達1100℃。這里溫度下的錨固磚很可能產生更多的高溫液相，導致磚的抗拉強度下降。然而，界面上的錨固磚承受著爐頂?shù)拇蟛糠种亓�，拉伸應力和抗折強度之間的矛盾在這里最大化。同時，界面上的錨固磚也承受著巨大的循環(huán)剪切應力，增加了錨固磚界面斷裂的可能性。由于界面以上的錨固磚溫度較低，磚內基本沒有液相，陶瓷結合穩(wěn)定。

只要磚的室溫強度足夠，就不會造成斷裂。正因為如此，爐頂錨固磚要么從頂部斷裂，要么從復合界面斷裂。拱頂結構采用拱頂砌體，需要較重的鋼架來支撐拱頂?shù)闹亓亢退�平推力，使拱頂本身不易脫落損壞，使用壽命比平頂長。

加熱爐錨固磚的選擇應按YB/T4439-2014指標進行驗收和測試，但如果按標準購買錨固磚，其價格將遠高于非標價格。目前，大多數(shù)加熱爐制造商使用的錨固磚屬于LZ-55或其他材料。