隨著現(xiàn)代窯爐技術(shù)的發(fā)展,，高溫窯爐設(shè)備的大型化,、高效化等技術(shù)革新，對(duì)爐內(nèi)耐火材料的性能和壽命提出了更高的要求,。特別是對(duì)窯爐爐頂耐火材料的要求越來(lái)越高,，當(dāng)下窯爐頂部結(jié)構(gòu)，多采用兩種砌筑方式,，一種使用楔形耐火磚對(duì)拱砌筑,，一種采用耐火澆注料整體預(yù)制澆注，整體澆注料的爐頂，因澆注料性質(zhì)的限制,，內(nèi)襯材料很容易剝落甚至大塊坍塌,，影響耐材整體壽命。同時(shí)澆注的內(nèi)襯材料施工條件要求高,，需要烘烤才能脫模,，相對(duì)施工用時(shí)長(zhǎng)，也會(huì)影響整體的砌筑施工進(jìn)度,。采用耐火磚的結(jié)構(gòu)，往往容易出現(xiàn)砌筑結(jié)構(gòu)不合理,，整體拱頂受力不均勻,，出現(xiàn)局部掉磚或坍塌的情況，其中比如常見(jiàn)的梭式窯拱形頂存在的一些問(wèn)題,。
一：梭式窯拱形頂耐火磚承受的應(yīng)力變化
梭式窯作為一種間歇式窯爐,，具有生產(chǎn)靈活、操作方便等特點(diǎn),，得到廣泛應(yīng)用,；梭式窯一般最高使用溫度可達(dá)1650℃-1750℃之間，升溫時(shí)拱頂磚受熱向窯體側(cè)墻兩端膨脹,，拱頂中心磚會(huì)承受來(lái)自左右兩邊拱頂磚的擠壓,，形成擠壓應(yīng)力，把中心磚頂起進(jìn)入上部保溫層,；停窯降溫時(shí),，拱頂磚向窯體兩端收縮，拱頂中心磚受重力下落,，同時(shí)還會(huì)受到左右兩邊拱頂磚的牽拉作用,，形成拉應(yīng)力；梭式窯間歇操作較為頻繁,，拱頂中心磚長(zhǎng)期處在熱脹冷縮狀態(tài)下,，壓應(yīng)力和拉應(yīng)力反復(fù)作用，中心磚反復(fù)被頂起,、下落,，應(yīng)力累積到一定程度，出現(xiàn)裂縫直至斷裂,，造成拱頂磚脫落,，所以拱頂中心磚要具有更高抗壓和抗拉的性能。
二：梭式窯平面結(jié)構(gòu)拱頂磚存在的缺陷
目前梭式窯一般采用氧化鋁空心球磚砌筑拱頂,，具有輕質(zhì)高強(qiáng)的作用,，但是現(xiàn)行的拱頂結(jié)構(gòu)由拱腳磚和拱頂磚兩部分組成，拱腳磚具有傾斜支撐面為整體結(jié)構(gòu)磚，其直接砌筑于窯體及兩側(cè)墻體上作為對(duì)拱頂磚的支撐,，拱頂磚由多塊楔形平面磚砌筑成橋拱狀,，其拱形的兩端分別支撐于拱腳磚傾斜支撐面上。這種具有拱形頂面的砌筑方式,，存在很大程度上拱頂下滑風(fēng)險(xiǎn),，因?yàn)楣澳_磚為整體結(jié)構(gòu)磚，其直接砌筑在墻體磚面上,，在水平方向上沒(méi)有外力對(duì)其進(jìn)行防滑限定,，其在拱形頂水平分力作用下有被向外推移的趨勢(shì)，加之拱頂磚在高溫條件下會(huì)因熱而產(chǎn)生膨脹,，這就加劇了拱頂磚對(duì)拱腳磚的擠壓,，使拱腳磚所受的水平推力大為增加，當(dāng)該水平推力大于拱腳磚所固有的靜摩擦阻力時(shí),，拱腳磚就會(huì)發(fā)生沿墻體磚面的側(cè)滑而導(dǎo)致拱頂下沉開(kāi)裂,，這樣不但窯爐內(nèi)的熱量會(huì)大量散失，致使熱損耗變大熱效率變低,，而且在拱腳磚側(cè)滑移量過(guò)大時(shí),，還會(huì)產(chǎn)生拱頂磚掉落，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生拱頂塌陷,，嚴(yán)重影響窯爐的使用壽命和生產(chǎn)的正常進(jìn)行,。因此這種拱頂磚的平面結(jié)構(gòu)顯然存在缺陷，不具有抵抗水平推力阻止其產(chǎn)生側(cè)滑的能力,。
三：解決拱形頂耐火磚側(cè)滑,、塌陷的辦法。
①解決高溫應(yīng)力造成的破壞問(wèn)題,。將拱頂中心磚采用重質(zhì)磚替代氧化鋁空心球磚,，體密提高到2 .9kg/cm3以上，常溫耐壓強(qiáng)度從10MPa提高到100MPa以上,，高溫性能得到較大改善,，大大提高拱頂中心磚抗壓和抗拉能力，降低拱頂中心磚因應(yīng)力作用產(chǎn)生斷裂,。重質(zhì)磚同樣為楔形磚上端較大,、下端較小，大端與小端的厚度差不小于10mm,，砌筑時(shí)重質(zhì)磚與其相鄰的一側(cè)拱頂磚之間干砌筑,；鎖住兩塊磚的大頭，保證不因重力影響而掉落,；兩磚下部之間留出縫隙,，縫隙寬度為1～2mm,，拱頂中心形成一條縱向貫穿的干縫帶。
②解決拱頂磚側(cè)滑的辦法,，將拱頂楔形磚的平面結(jié)構(gòu),，改為用榫卯的連接方式，襯磚均通過(guò)半圓凸起和半圓凹槽咬合在一起,，它能保證對(duì)拱頂維持良好的連接與密封,，而且能結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、壽命長(zhǎng),。