◎陶貴華範泳
近年來，水泥生產的原料、燃料複雜化，特別是大量固體廢棄物被用作原料、燃料，致使耐火材料所承受的熱、機械應力和化學侵蝕大幅度增加，導致水泥窯用耐火襯裡的使用週期縮短，耐火材料消耗增加，同時大大影響了水泥生產企業的生產效益。因此，一些耐火材料工作者針對上述情況做了大量工作，並研究出一批新品種耐火材料，新的設計技術和施工技術，延長了耐火材料的使用週期，降低了耐火材料的消耗，取得明顯的效果，現將應用較為廣泛的耐火材料及相關技術要求介紹如下：
1.鹼性耐火材料
①直接結合鎂鉻磚。直接結合鎂鉻磚具有較高的抗高溫效能、抗sio 2侵蝕和抗氧化還原作用，同時具有較高的抗高溫強度和抗機械應力，及較好的掛窯皮效能，被大量用在水泥窯燒成帶。由於鎂鉻磚使用時，在鹼（或硫）的作用下，穩定的3價鉻轉化為氧化能力極強的6價鉻，將對人體產生極為嚴重的危害，從20世紀80年代中期起，世界各國紛紛制定了一系列環保、衛生方面的標準，對鎂鉻磚的使用進行限制。
進入20世紀90年代，由於鎂鉻磚優良效能和低廉**，在相當多的國家和地區正在使用效能比鎂鉻磚更為優良的直接結合鎂鉻磚，將其用在工況條件較為苛刻的大型預分解窯上。
②尖晶石磚。尖晶石磚出現在上世紀90年代，不但具有較強的掛窯皮能力，而且在抗鹼、硫熔融物和熟料液相侵蝕，抗熱震和窯體變形產生的機械應力，及在抗熱負荷等方面，一系列的效能優勢，使其成為當今世界鹼性磚技術發展的主流。其中，鎂鋁尖晶石磚用在水泥窯燒成帶和上過渡帶部位，具有耐火度高、彈性結構良好、抗熱化學侵蝕效能好的優點，可取代鎂鉻磚和一般鹼性磚。
鎂鐵尖晶石磚和鎂錳尖晶石磚俗稱活性尖晶石磚，鎂鐵尖晶石磚是20世紀90年代末出現的新品種，具有耐火度高和較強的抗氧化性，與白雲石磚、鎂鉻磚相比，此類尖晶石磚具有較高的機械和熱化學效能。鎂錳尖晶石磚的耐火度高於鎂鐵尖晶石，錳離子的活性較高，具有更強的抗鹼氯硫侵蝕的功能，在生產過程中恢復晶體裂紋的效能超過鎂鐵尖晶石。
③鎂鋯磚。鎂鋯磚具有較高的耐火度，氧化鋯熔化點為2715℃，溫度超過1660℃才被熟料侵蝕，而氧化鋯顆粒的另一特點是顆粒四周形成微裂紋，從而吸收外部應力，在熱態和冷態條件下，具有較大的抗斷裂強度。在與尖晶石磚一系列對比試驗中，鎂鋯磚對so3、co2鹼氯蒸汽等有害物抗侵蝕能力，對熟料液相抗侵蝕能力，氧化還原氣氛對其的影響及耐壓強度等方面都具有明顯的優點。
早期的鎂鋯磚存在著導熱係數高於尖晶石磚的缺點，此情況已被改善。鎂鋯磚具有優良的效能，用在工況條件苛刻的水泥窯內，在進一步提高效能和在保持優良效能的前提下，降低生產成本、便於推廣應用。
2.高鋁質耐火材料
氧化鋁含量小於25%的耐火材料，具有較好的抗鹼侵蝕效能，但只能承受1200℃的溫度，而氧化鋁含量較高的耐火材料，其耐火度高，但抗鹼侵蝕能力較差，在使用過程中耐火材料與鹼反應的生成物發生體積膨脹，材料的結構發生破壞。目前，由於碳化矽具有較強的抗鹼效能，與鹼反應後，生成一層黏性極高的又無裂紋的保護層。同時，由於sic具有極高的導熱性能和耐磨蝕效能，所以由al2o3-sic組成的高耐鹼性耐火材料相繼出現，並產生了非常好的效果，能滿足燒成系統分解爐、迴轉窯、窯門、篦冷機、三次風管、前窯口等不同部位工況和需求。
該類材料具有荷軟溫度點高、高強度、高耐磨蝕、低導熱及良好的抗剝落效能，對機械應力、熱應力、化學反應和過熱、熱疲勞等綜合損壞作用的抵抗能力比較強。
3.保溫材料
在常規耐火襯料設計時，保溫材料一般採用矽酸鈣板，而固體廢棄物在水泥窯中處理時
增加了鹼氯硫的富集量，如果沉集在矽鈣板中，易使矽鈣板粉化，熱損失加重，同時會嚴重腐蝕金屬錨固件，影響工作層的正常使用。為緩解此類狀況，現出現了隔熱耐火澆注料及隔熱噴塗料來取代矽鈣板，並取得了明顯的效果。
4.錨固件
隨著水泥工業的迅速發展，相應一些減緩金屬腐蝕的設計技術及耐腐蝕性強的材料也相繼出現，主要有：①抗鹼氯硫侵蝕的陶瓷錨固件，可緩解因煙氣侵蝕金屬錨固件而導致的耐火材料損壞；②抗鹼氯硫侵蝕塗層，將有害物與金屬錨固件隔開，有效保護錨固件，延長其使用壽命；③設制工作層和輕質隔熱層，因煙氣穿過膨脹縫、耐火襯料的裂縫等進入材料內部結構，在高溫下直接侵蝕錨固件，影響耐火材料的正常使用，有些廠家將材料設計為二層，將膨脹縫錯開，阻塞了煙氣的進入，有效的保護了金屬錨固件，進而促進耐火襯料的正常使用。
同時，由於耐火襯料分為二層，輕質隔熱層的容重遠遠低於工作層，所以整體耐火襯料重量減輕，減緩了錨固件的機械應力，從而延長其使用壽命。
水泥窯耐火材料運用
作者 吳成江 科學與財富 2010年第07期 摘要 耐磨澆注料作為水泥窯用的內襯材料得到充分的重視,新型乾法水泥窯耐火材料使用部位較多,不同規格的水泥窯及系統的不同使用部位,對耐火材料都有不同的要求,設計配套時必須選用與其相適應的品種。關鍵詞 水泥窯耐火材料選擇匹配 1 水泥窯用耐火材料 傳統迴轉窯...
新型乾法水泥窯對耐火材料的要求
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水泥窯用耐火材料施工方案
在施工預熱器上的下料管時應採用支模澆注，有彎管時可以採用手打施工，在手打施工時攪拌的澆注料加水不易過多攪拌均勻即可，在施工時也應用振搗棒振搗密實，保證澆注料裡氣泡振出，可採用分成四瓣進行施工。預熱器拱頂及分解爐上部彎管等築澆注料的部位需要開通氣孔，開孔位置定在原來澆注料施工時澆注孔位置。2 窯頭罩施...