1.磚的布置
升溫以后，水泥回轉(zhuǎn)窯的窯體、火磚都會(huì)膨脹。但是，鋼板和火磚的熱膨脹系數(shù)不同，火磚各部位的溫度高低也不相同，這就產(chǎn)生了膨脹差。膨脹差可以產(chǎn)生空隙，致使磚塊松動(dòng);也可以產(chǎn)生應(yīng)力，致使磚塊擠壞。如果磚塊之間不擠泥緊，就會(huì)發(fā)生抽簽、掉磚事故。如果磚塊擠得太緊，擠壓力超過了磚的強(qiáng)度，就會(huì)使窯襯破壞。所以，既要不抽簽、不掉磚，又要不把磚擠壞，就要研究膨脹縫的留設(shè)問題。回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，耐火磚的布置如圖12-3所示。
由圖12-3可知，膨脹縫的留設(shè)主要是解決不同耐火材料的徑向縫和軸向縫的留設(shè)問題。
2.膨脹差異
金屬材料和耐火材料的具有不同膨脹系數(shù)，耐火材料熱端和冷端具有不同的溫度。熱膨脹量的計(jì)算式見式(12-1)，不同材料的熱膨脹系數(shù)見表12-2。
從表12-2可知：從磚的冷端來看，黏土磚、高鋁磚的熱膨脹低于窯體;堿性磚的熱膨脹和窯體相當(dāng)。冷熱端對比來看，大小頭溫差為1000°C時(shí)，堿性磚的相對膨脹高達(dá)1.2%，高鋁磚的相對膨脹僅為0.75%。因此，黏土磚、高鋁磚更容易發(fā)生抽簽、掉磚事故;堿性磚的熱端則更容易被擠壞。因此，為防止抽簽、掉磚，黏土磚、高鋁磚常用火泥砌筑。為防止熱端被擠壞，堿性磚則常用干法砌筑。
式(12-1)是設(shè)計(jì)膨脹縫的依據(jù)。如果熱態(tài)下，窯體外殼的膨脹是，襯體熱端的膨脹是S熱，冷端的膨脹是S冷，且Sa>S^膨脹縫的留設(shè)就要參考下式確定。
△S = S熱—S殼 (12-2)
式中 △S——窯襯熱端相對窯體的膨脹差值。
對于堿性磚，大小頭溫差l000°C時(shí)，冷端的膨脹和窯體一致，熱端對冷端發(fā)生1.2%的相對膨脹。所以，必須用膨脹縫進(jìn)行補(bǔ)償。對于高鋁磚，大小頭溫差1000°C：、小頭升溫200°C時(shí)，冷端對窯體發(fā)生0. 1%的收縮，熱端發(fā)生0.7% 的膨脹。由于冷端發(fā)生收縮，磚和窯體之間出現(xiàn)空隙，熱端相對膨脹只有0.6%，一旦耐火磚的熱端受熱后發(fā)生較大收縮，就有可能發(fā)生抽簽、掉磚。所以，一般不在窯內(nèi)鋁硅質(zhì)耐火磚襯中留設(shè)膨脹縫，還要砌緊窯襯。只在鋁硅質(zhì)整體性耐火材料中留設(shè)一定的膨脹縫。
3.曲率直徑
根據(jù)如圖12-1所示幾何條件，耐火磚的曲率直徑D和途中所示耐火磚大頭尺寸l2，耐火磚小頭尺寸l1,耐火磚的高度h之前滿足以下關(guān)系。
如用一種磚砌窯，當(dāng)磚的曲率直徑大于窯的曲率直徑，砌窯后磚的小頭就會(huì)處于擠壓狀態(tài)，大頭就會(huì)處于放松狀態(tài)。升溫中，磚的小頭受到強(qiáng)烈的擠壓。使用中，小頭損耗以后，如磚的剩余部分不能擠緊，就會(huì)發(fā)生抽簽、掉磚事故。當(dāng)磚的曲率直徑小于窯的曲率直徑時(shí)，砌窯后磚的大頭處于擠緊狀態(tài)，小頭處于放 松狀態(tài)。升溫中，磚的小頭預(yù)留有一定的空間，可以容納熱端的膨脹。使用后，磚的小頭損耗以后，大頭還能擠緊。從以上可知，理想的狀態(tài)是大頭擠緊，小頭適度放松。但為防止“爬坡”，還需在磚的小頭墊薄鋼板條或涂抹火泥。
如果采用兩種磚砌窯，稍多選一些曲率直徑小的磚，稍少選一些曲率直徑大的磚，在磚的小頭墊鋼板或涂抹火泥以留設(shè)膨脹縫，也可以實(shí)現(xiàn)“大頭擠緊、小頭留縫”。留縫后，務(wù)必打足鋼板，以緊鎖襯磚和防止掉磚。
4.膨賬縫的留設(shè)
干砌堿性磚時(shí)，徑向縫設(shè)置為窯長的1%,即在每塊長200mm磚的兩端墊厚2mm的紙板;軸向縫設(shè)置為每塊磚約0.1mm。為防止掉磚，5000t/d以上水泥窯也可以不設(shè)軸向縫。設(shè)置方法：制作厚度1mm、長寬較磚的大面略小的鋼板，用量為磚塊的1/10左右。受熱后，鋼板受壓后變形，可吸收磚的熱膨脹。但是，鋼板氧化又會(huì)產(chǎn)生膨脹，固不宜多用鋼板。
從以上可知，磚襯徑向縫的補(bǔ)償作用較強(qiáng);但軸向縫的補(bǔ)償作用很弱。所以，一些耐火材料企業(yè)研制了 “柔性”(彈性模量低的)堿性耐火材料，并取得了一定效果。