1、 HYPERLINK 前言水泥窯窯用耐火火材料新新產(chǎn)品的的發(fā)展及及其與運(yùn)運(yùn)行工況況的適應(yīng)應(yīng)性貴州省建筑筑材料科科學(xué)研究究設(shè)計(jì)院院彭能華華一、在水泥泥生產(chǎn)過過程中，要要想保證證窯的正正常運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)并延長(zhǎng)長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)周周期，其其正確、合合理地選選擇及使使用水泥泥窯用耐耐火材料料和保溫溫材料至至關(guān)重要要。不同同類型、不不同規(guī)格格的水泥泥回轉(zhuǎn)窯窯在不同同的部位位對(duì)耐火火材料有有不同的的要求，因因而必須須根據(jù)運(yùn)運(yùn)行工況況的要求求選用與與之相匹匹配的耐耐火磚、耐耐火澆注注料以及及隔熱保保溫材料料。隨著著水泥煅煅燒工藝藝技術(shù)的的發(fā)展，水水泥窯用用耐火材材料發(fā)展展也很快快，一些些耐火材材料的新新產(chǎn)品、新新技術(shù)、新新的使

2、用用方法相相繼開發(fā)發(fā)出來并并被廣泛泛應(yīng)用。本文旨在從從水泥窯窯用耐火火材料的的發(fā)展和和應(yīng)用實(shí)實(shí)踐探討討其在水水泥新工工藝、新新裝備工工況條件件下的適適應(yīng)性，進(jìn)進(jìn)而提出出水泥窯窯用耐火火材料選選擇和配配套應(yīng)遵遵循的原原則。二、預(yù)分解解窯工藝藝特點(diǎn)及及技術(shù)進(jìn)進(jìn)展對(duì)耐耐火材料料的要求求1、預(yù)分解解窯的熱熱工特性性對(duì)耐火火材料的的要求預(yù)分解窯由由于碳酸酸鹽分解解過程大大都在分分解爐內(nèi)內(nèi)完成，其其熱工特特性與一一般的回回轉(zhuǎn)窯有有很大的的區(qū)別。首先，預(yù)分分解窯的的固相反反應(yīng)集中中，反應(yīng)應(yīng)速度快快，且為為多質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行。由由于預(yù)分分解窯入入窯生料料CaCOO3分解率率已達(dá)85%955%，在在窯內(nèi)首首先進(jìn)行行固

3、相反反應(yīng)，固固相反應(yīng)應(yīng)起始于于800，而預(yù)預(yù)分解窯窯窯尾煙煙氣溫度度達(dá)到10000以上，就就使得入入窯物料料固相反反應(yīng)比較較集中，固固相反應(yīng)應(yīng)為放熱熱反應(yīng)，其其放熱量量約為48005000kJJ/kgg熟料，使使入窯物物料升溫溫速度快快，很快快達(dá)到了了燒成溫溫度。因因此預(yù)分分解窯分分解帶、過過渡帶短短，燒成成帶長(zhǎng)。其次，回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速快，筒筒體轉(zhuǎn)速速為344r/mmin；入窯窯二次風(fēng)風(fēng)溫高，在在使用高高效篦式式冷卻機(jī)機(jī)后，二二次風(fēng)溫溫可達(dá)到到10000112000，這就就大大提提高了預(yù)預(yù)分解窯窯的煅燒燒溫度，大型窯內(nèi)火焰溫度達(dá)1700以上，即使在小型窯內(nèi)火焰溫度也達(dá)1600；出窯物料溫度高，

4、窯口處窯氣溫度在11001400，這就要求燒成帶和過渡帶的窯襯必須滿足以下要求：1易于掛好并維護(hù)好窯皮；2有足夠的抗化學(xué)侵蝕能力；3有良好的熱震穩(wěn)定性；4在環(huán)境溫度和使用溫度下均有足夠的力學(xué)強(qiáng)度；5有正確的磚型和尺寸。如果無窯皮保護(hù)，耐火磚極易因磚內(nèi)溫差應(yīng)力太大而炸裂剝落。窯皮的導(dǎo)熱系數(shù)為1.163w/mk，如能經(jīng)常維持有150mm左右的窯皮，堿性磚的熱面溫度可維持在600700，熱面層的膨脹率只有0.60.7%，而無窯皮保護(hù)時(shí)，耐火磚熱面層的膨脹率可達(dá)1.5%，將會(huì)造成窯襯內(nèi)溫差應(yīng)力達(dá)6070MPa，超過磚的強(qiáng)度，導(dǎo)致磚開裂剝落。如何掛好和維護(hù)好窯皮，就必須在窯料成分、耐火磚成分和性能以及窯

5、的設(shè)備條件和煅燒制度配合上下功夫。在冷卻帶由由于出窯窯熟料和和窯氣溫溫度高，又又沒有窯窯皮保護(hù)護(hù)，熟料料的磨蝕蝕和氣流流的沖刷刷都很嚴(yán)嚴(yán)重，則則要求耐耐火磚的的熱震穩(wěn)穩(wěn)定性優(yōu)優(yōu)良、耐耐磨性好好。在過渡帶特特別是輪輪帶附近近的過渡渡帶內(nèi)，溫溫度變化化頻繁，窯窯皮不易易掛牢，時(shí)時(shí)掛時(shí)掉掉，該部部位窯襯襯的使用用壽命有有時(shí)甚至至比燒成成帶還短短，是全全窯的薄薄弱環(huán)節(jié)節(jié)。在預(yù)熱器部部位，由由于堿的的循環(huán)和和富集，對(duì)對(duì)該部位位的耐火火材料要要求耐堿堿侵蝕性性能好。預(yù)分解窯系系統(tǒng)進(jìn)一一步降低低了熱耗耗指標(biāo)，由1000kcal/kg熟料降至725kcal/kg熟料，預(yù)熱器和分解爐系統(tǒng)的性能和效率進(jìn)一步完善和

6、提高，出預(yù)熱器廢氣溫度由420降至300320，相應(yīng)要求系統(tǒng)的散熱損失小。這不僅降低熱耗，更重要的是保持系統(tǒng)內(nèi)溫度，提高入窯物料分解率，有利于窯的熱工制度穩(wěn)定和安全運(yùn)轉(zhuǎn)。減少散熱損失的關(guān)鍵是使用導(dǎo)熱系數(shù)低、工作溫度高的硬質(zhì)硅酸鈣板隔熱材料，這不僅有利于保溫，還將會(huì)使預(yù)熱器系統(tǒng)的荷載降低。分解爐內(nèi)，不不同性能能的原、燃燃料在此此分解、燃燃燒；預(yù)預(yù)分解窯窯系統(tǒng)的的入窯物物料分解解率逐步步增加，和和早期的的系統(tǒng)相相比，預(yù)預(yù)熱器系系統(tǒng)窯尾尾廢氣溫溫度提高高200以上，達(dá)達(dá)到12000，因而而堿、硫硫、氯等等有害成成分結(jié)皮皮堵塞的的現(xiàn)象和和部位有有所增加加。有的的企業(yè)采采用低劣劣質(zhì)煤、工工業(yè)廢燃燃料后，

7、有有害物質(zhì)質(zhì)進(jìn)一步步增加，結(jié)結(jié)皮堵塞塞現(xiàn)象進(jìn)進(jìn)一步加加劇。因因此對(duì)于于易結(jié)皮皮部位的的襯料設(shè)設(shè)計(jì)，不不僅要考考慮抗堿堿、硫、氯氯等有害害成分的的侵蝕，還應(yīng)考慮采用抗結(jié)皮襯料；如SiC等。但由于SiC材料的導(dǎo)熱系數(shù)為46.5w/mk，遠(yuǎn)高于導(dǎo)熱系數(shù)為1w/mk的耐堿磚，因此與SiC襯料配套的金屬錨釘和錨固件（導(dǎo)熱系數(shù)高，錨固件更易溫度高！）應(yīng)考慮承受高溫和抗堿、硫、氯等有害成分侵蝕的工況條件，相應(yīng)地對(duì)此部位的保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)和使用溫度的要求也要進(jìn)一步提高。在使用多通通道燃燒燒器及無無煙煤的的分解爐爐內(nèi)，易易產(chǎn)生局局部高溫溫，該部部位襯料料不僅要要抗堿侵侵蝕、防防結(jié)皮，還還需承受受較高的的溫度，

8、對(duì)對(duì)耐火磚磚的品質(zhì)質(zhì)要求進(jìn)進(jìn)一步提提高，要要求耐堿堿磚的使使用溫度度和強(qiáng)度度較高。另另外為減減少NOx的排放放量，采采用局部部還原氣氣氛燃燒燒，耐火火材料內(nèi)內(nèi)Fe22O3的含量量要有所所限制，要要求小于于1.55%。2回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)窯隨著新型干干法工藝藝技術(shù)的的進(jìn)展，入入窯物料料分解率率逐步增增加，窯窯的長(zhǎng)度度有所縮縮短，長(zhǎng)長(zhǎng)徑比L/D從大于15下降到1011，轉(zhuǎn)速速從3r/minn逐步提提高到4r/minn以上，窯窯的單位位容積產(chǎn)產(chǎn)量從2.55t/mm3d提高至5t/m3d以上，運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)率逐逐步提高高，機(jī)械械設(shè)計(jì)和和制造技技術(shù)的進(jìn)進(jìn)一步完完善，原原、燃料料應(yīng)用面面的擴(kuò)大大，造成成回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)襯磚磚損壞的

9、的原因也也在變化化。由于于機(jī)械應(yīng)應(yīng)力造成成的損壞壞減小，而而熱應(yīng)力力和化學(xué)學(xué)侵蝕損損壞有較較大增長(zhǎng)長(zhǎng)。這就就需要品品質(zhì)優(yōu)良良的耐火火制品與與之配套套使用。3其它它高效率的充充氣梁篦篦式冷卻卻機(jī)逐步步取代厚厚料層篦篦式冷卻卻機(jī)，熱熱效率從從65%提高至74%以上，運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)率提提高至95%以上，入入窯二次次風(fēng)溫提提高至12000，入分分解爐三三次風(fēng)溫溫超過800，系統(tǒng)統(tǒng)熱耗逐逐步降低低，燃料料所需二二次空氣氣相應(yīng)減減少，多多通道燃燃燒器的的廣泛使使用等。使使回轉(zhuǎn)窯窯前端、窯窯門、篦篦式冷卻卻機(jī)進(jìn)料料口部位位的溫度度有較大大提高，這這些部位位的襯料料，不僅僅要承受受較高的的熟料和和氣流溫溫度的沖沖刷，

10、還還要承受受表面帶帶液相的的熟料和和粉塵熟熟料的侵侵蝕，因因此對(duì)這這些部位位的耐火火制品的的要求也也相應(yīng)提提高。在在這些部部位使用用含Al22O380%、強(qiáng)度8090MMPa、荷重重軟化溫溫度15000的高鋁鋁質(zhì)耐火火磚。三、堿性磚磚的技術(shù)術(shù)發(fā)展與與應(yīng)用實(shí)實(shí)踐水泥回轉(zhuǎn)窯窯所用的的堿性磚磚有4種，即即鎂鉻磚磚、鎂鋁鋁尖晶石石磚、白白云石磚磚、鎂鋯鋯磚，發(fā)發(fā)展過程程如下：1、鎂鉻磚磚早期的普通通鎂鉻磚磚為硅酸酸鹽結(jié)合合鎂鉻磚磚，性能能較差，適適應(yīng)不了了新型干干法窯熟熟料液相相和堿、硫硫、氯等等有害成成分的化化學(xué)侵蝕蝕。普通通鎂鉻磚磚的結(jié)合合相主要要是M2S等礦物物，受熟熟料熔體體中C2S、C3A、

11、C4AAF滲入后后，易形形成低熔熔點(diǎn)的CMS、C3MMS2等而被被侵蝕損損壞，又又由于普普通鎂鉻鉻磚的機(jī)機(jī)械性能能較差，這這就使普普通鎂鉻鉻磚的使使用受到到了限制制。從二二十世紀(jì)紀(jì)60年代起起，出現(xiàn)現(xiàn)了性能能優(yōu)良的的直接結(jié)結(jié)合鎂鉻鉻磚，直直接結(jié)合合鎂鉻磚磚強(qiáng)度高高(60MMpa)、荷重重軟化溫溫度高、熱熱震穩(wěn)定定性好、抗抗熟料侵侵蝕性能能強(qiáng)，以以及有較較好的結(jié)結(jié)窯皮性性能，因因而被大大量地用用在新型型干法窯窯燒成帶帶和熱工工制度穩(wěn)穩(wěn)定的上上過渡帶帶。直接結(jié)合鎂鎂鉻磚是是指方鎂鎂石之間間、方鎂鎂石與尖尖晶石之之間發(fā)生生固相反反應(yīng)，晶晶粒與晶晶粒之間間直接結(jié)結(jié)合。因因此生產(chǎn)產(chǎn)直接結(jié)結(jié)合鎂鉻鉻磚必須

12、須原料結(jié)結(jié)晶好、純純度高、雜雜質(zhì)含量量低，成成型壓力力大(10000TT)，燒成溫溫度高(1775018000)，才能能生產(chǎn)出出性能優(yōu)優(yōu)良的直直接結(jié)合合鎂鉻磚磚。直接接結(jié)合鎂鎂鉻磚的的成分為為：MgOO70%、Cr22O3889%、SiOO21.533%。我國國大型水水泥回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)窯上直直接結(jié)合合鎂鉻磚磚仍主要要依靠進(jìn)進(jìn)口，國國內(nèi)鎂鉻鉻磚和進(jìn)進(jìn)口磚的的差別是是：質(zhì)量量穩(wěn)定性性差、磚磚型公差差大。由于鎂鉻磚磚在水泥泥窯內(nèi)使使用中磚磚內(nèi)原來來無毒的的Cr22O3組分在在窯氣、窯窯料中的的堿和硫硫的作用用下，形形成R2CCrO44和R2(CCr、S)OO4等有毒毒的Cr66+，Cr66+對(duì)人體體的皮膚膚

13、、呼吸吸神經(jīng)、肺肺等造成成嚴(yán)重的的危害，并并進(jìn)而致致癌。Cr66+公害成成了不容容忽視的的問題。重重視消除除鉻公害害的歐美美工業(yè)發(fā)發(fā)達(dá)國家家在水源源保護(hù)、環(huán)環(huán)境保護(hù)護(hù)和衛(wèi)生生等方面面制定了了一系列列的配套套規(guī)范，對(duì)對(duì)水泥窯窯排除的的煙氣和和鎂鉻磚磚殘磚、車車間空氣氣以及水水泥廠排排水等，其其中Cr66+含量以以及殘磚磚的處理理控制辦辦法都作作了嚴(yán)格格限制。我我國規(guī)定定飲用水水中Cr66+的含量0.005mgg/l，對(duì)水水泥工業(yè)業(yè)進(jìn)入水水體排水水，我國國規(guī)定Cr66+0.55mg/l。由于于環(huán)境保保護(hù)的要要求，其其使用將將會(huì)受到到一定的的限制。2、尖晶石石磚尖晶石磚產(chǎn)產(chǎn)品出現(xiàn)現(xiàn)較早，早早期的常常

14、規(guī)尖晶晶石磚為為燒結(jié)合合成尖晶晶石磚，主主要化學(xué)學(xué)成分為為MgO、Al22O3，有害害雜質(zhì)主主要是SiOO2，其含含量為：MgOO7786%、Al22O3113118%、SiOO21%、CaO1%。高溫溫強(qiáng)度及及荷重軟軟化溫度度高，具具有較好好的抗還還原性能能，較好好的熱震震穩(wěn)定性性和機(jī)械械應(yīng)力抵抵抗能力力。但早早期的常常規(guī)尖晶晶石磚對(duì)對(duì)熱應(yīng)力力敏感性性強(qiáng)，抗抗鹽侵蝕蝕能力不不足，掛掛窯皮性性能差等等，一直直未在水水泥窯上上大量使使用，一一般只用用于下過過渡帶。隨隨著原、燃燃料使用用范圍的的日益擴(kuò)擴(kuò)大，在在燒成帶帶兩端邊邊緣區(qū)，常常規(guī)尖晶晶石磚的的使用成成為窯系系統(tǒng)的最最薄弱環(huán)環(huán)節(jié)。由由于常規(guī)

15、規(guī)尖晶石石磚鎂鎂鋁尖晶晶石中中的尖晶晶石MgOAl22O3在高溫溫下被熟熟料中C3A所侵蝕蝕，形成成富鋁的的C122A7熔點(diǎn)點(diǎn)僅為13660，在在含硫情情況下形形成C4AA3S，它們們作為該該部位形形成窯皮皮的特征征礦物，特特別富含含堿鹽的的條件下下，窯皮皮極易被被燒流，造造成窯皮皮的缺損損，就為為熟料熔熔體和鹽鹽內(nèi)滲入入磚內(nèi)敞敞開通道道，也使使該處發(fā)發(fā)生過熱熱的可能能性增加加，使該該處成為為預(yù)分解解窯使用用高含堿堿、硫原原燃料（代代用燃料料）后窯窯襯壽命命最短的的部位。為了適應(yīng)原原、燃材材料使用用范圍擴(kuò)擴(kuò)大的要要求，在在保證熱熱震穩(wěn)定定性優(yōu)良良的前提提下，不不斷降低低尖晶石石磚中的的尖晶石石

16、含量，即即降低Al22O3含量至355%，以提提高抗鹽鹽侵蝕能能力。采采取預(yù)合合成尖晶晶石（燒燒結(jié)尖晶晶石或電電熔尖晶晶石）和和特種氧氧化鋁及及鎂砂燒燒結(jié)合成成的方法法，這樣樣既有預(yù)預(yù)反應(yīng)形形成的尖尖晶石顆顆粒，又又有在磚磚基質(zhì)部部分燒結(jié)結(jié)合成中中形成的的反應(yīng)尖尖晶石，因因此既降降低尖晶晶石磚中中的Al22O3的含量量，增加加了MgO的含量量，使磚磚的耐火火性能提提高，同同時(shí)改善善了磚對(duì)對(duì)熱應(yīng)力力的敏感感性及抗抗鹽侵蝕蝕能力。3、白云石石磚白云石磚是是二十世世紀(jì)50年代出出現(xiàn)的，由由于白云云石磚內(nèi)內(nèi)含大量量的f-CCaO，易與與熟料中中的C2S反應(yīng)，在在磚面上上形成以以C3S為特征征礦物的的穩(wěn)

17、定窯窯皮，在在燒成帶帶使用較較為合適適。白云石磚與與尖晶石石磚、鎂鎂鉻磚相相比，白白云石磚磚掛窯皮皮性能最最佳，窯窯皮與磚面面結(jié)合密密實(shí)、粘粘附牢固固，鎂鉻鉻磚次之之，尖晶晶石磚掛掛窯皮性性能最差差。在水水泥窯內(nèi)內(nèi)始終有有穩(wěn)定窯窯皮保護(hù)護(hù)的部位位，白云云石磚的的使用壽壽命和效效果最優(yōu)優(yōu)。但是由于ff-CaaO易吸附附水，白白云石磚磚在儲(chǔ)存存和停窯窯期間易易吸潮水水化，在在運(yùn)行不不穩(wěn)定，開開停頻繁繁的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)窯內(nèi)，白白云石磚磚會(huì)吸潮潮變質(zhì)。在在目前條條件下，年年運(yùn)轉(zhuǎn)率率達(dá)不到到80%的窯暫暫時(shí)不要要使用白白云石磚磚。由于于白云石石磚的吸吸潮變質(zhì)質(zhì)，它的的使用受受到了一一定的限限制。在耐堿侵蝕蝕方面

18、，三三種堿性性磚中，白白云石磚磚最佳，尖尖晶石磚磚次之，鎂鎂鉻磚最最差。常規(guī)白云石石磚抗熱熱震損壞壞的能力力最差，在在常規(guī)白白云石磚磚中加入入133%的氧化化鋯，可可改變這這一性質(zhì)質(zhì)，增鋯鋯白云石石磚的透透氣率較較常規(guī)白白云石磚磚低，添添加鋯后后既改善善了白云云石磚熱熱震穩(wěn)定定性差的的缺點(diǎn)，又又提高了了磚的抗抗鹽蝕能能力。另另外，為為了適應(yīng)應(yīng)煅燒工工業(yè)廢料料的要求求，已開開發(fā)出了了低氣孔孔率的增增鋯鎂白白云石磚磚，此磚磚不僅保保持易掛掛窯皮的的性能，還還具有較較高的抗抗堿、硫硫、氯等等有害物物侵蝕的的能力和和優(yōu)良的的抗機(jī)械械損壞能能力。4、鎂鋯磚磚鎂鋯磚是二二十世紀(jì)紀(jì)70年代出出現(xiàn)的，90年代

19、才才在預(yù)分分解窯上上使用。由由于工業(yè)業(yè)廢燃料料的使用用，增加加了窯內(nèi)內(nèi)有害物物資的富富集，若若燃料中中硫含量量較高時(shí)時(shí)，在上上過渡帶帶溫度超超過(15500)時(shí)，尖尖晶石磚磚易被熟熟料侵蝕蝕，生成成C122A7或C4AA3S，導(dǎo)致耐耐火磚致致密剝落落損壞。由于氧化鋯鋯的熔點(diǎn)點(diǎn)為27115，當(dāng)溫溫度超過過1660才被熟熟料侵蝕蝕。因此此，鎂鋯鋯磚具有有較高的的耐火度度，而且且ZrOO2具有微微裂紋增增韌的作作用，含含鋯磚都都具有在在熱態(tài)和和冷態(tài)條條件下有有較大抗抗折強(qiáng)度度的特點(diǎn)點(diǎn)。鎂鋯磚具有有抗SO3、CO2、堿蒸蒸汽、Cl等有害害物侵蝕蝕，抗熟熟料液相相侵蝕，抗抗氧化還還原氣氛氛，以及及較高的

20、的抗壓強(qiáng)強(qiáng)度等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)。用用在工況況條件苛苛刻的窯窯內(nèi)的趨趨勢(shì)在擴(kuò)擴(kuò)大，其其發(fā)展趨趨勢(shì)是進(jìn)進(jìn)一步提提高性能能和在保保持優(yōu)良良性能的的前提下下，降低低生產(chǎn)成成本，便便于推廣廣應(yīng)用。四、耐火澆澆注料的的應(yīng)用與與發(fā)展隨著不定型型耐火材材料生產(chǎn)產(chǎn)和使用用技術(shù)的的不斷進(jìn)進(jìn)步，特特別是低低水泥耐耐火澆注注料、自自流澆注注料和濕濕式噴射射技術(shù)的的開發(fā)，新新型干法法水泥窯窯系統(tǒng)中中使用的的不定型型耐火材材料數(shù)量量不斷增增加，預(yù)預(yù)熱器和和冷卻機(jī)機(jī)襯里，已已逐步發(fā)發(fā)展成以以澆注料料為主的的襯里結(jié)結(jié)構(gòu)。以以新型干干法水泥泥窯（NSP）不定定型耐火火材料的的應(yīng)用為為例，預(yù)預(yù)熱器的的上段、中中段旋風(fēng)風(fēng)筒，過過去以砌砌磚為

21、主主，現(xiàn)在在一般采采用粘土土質(zhì)耐堿堿澆注料料，中心心風(fēng)管等等不易支支模的地地方，以以噴射料料為主。在在旋風(fēng)筒筒的錐體體部位，容容易發(fā)生生結(jié)皮，一一般采用用含SiC澆注料料或SiC澆注料料的預(yù)制制塊。在在上升煙煙道、下下料斜坡坡等高溫溫部位，由由于SiC導(dǎo)熱系系數(shù)大，錨錨固件容容易損壞壞，也可可采用鋯鋯質(zhì)澆注注料。近近年來，由由于工業(yè)業(yè)廢料的的大量采采用，結(jié)結(jié)皮情況況增加，在分解爐的下部采用含SiC的澆注料或噴射料，分解爐的上部磨損較嚴(yán)重，一般采用高鋁質(zhì)碳化硅澆注料。在冷卻機(jī)熟熟料溫度度可達(dá)13000，且有K2O、Na22O等成分分侵蝕，一一般使用用高鋁質(zhì)質(zhì)碳化硅硅澆注料料。不定型耐火火材料用用

22、量在水水泥窯系系統(tǒng)不斷斷增加，不不僅與澆澆注料本本身的性性能有關(guān)關(guān)，同時(shí)時(shí)也與澆澆注料的的施工方方法有關(guān)關(guān)，水泥泥窯系統(tǒng)統(tǒng)某些部部位，如如預(yù)熱器器頂蓋、料料管、風(fēng)風(fēng)管、冷冷卻機(jī)頂頂蓋、窯窯門罩等等，都需需要澆注注料有良良好的流流動(dòng)性。低低水泥澆澆注料雖雖然具有有與耐火火磚相媲媲美的性性能，但但流動(dòng)性性能往往往較差，在在以上所所列部位位，施工工質(zhì)量不不易保證證。而自自流澆注注料的問問世，對(duì)對(duì)解決以以上部位位的施工工極為有有利，因因此，在在水泥窯窯爐系統(tǒng)統(tǒng)的用量量增加很很快。另另外，有有些部位位，支模模方法很很難操作作，則噴噴射料施施工十分分必要。傳統(tǒng)的干法法噴射施施工，粉粉塵大，回回彈量大大，且

23、不不適合噴噴射低水水泥澆注注料。近近幾年來來，濕式式噴射技技術(shù)有很很大的發(fā)發(fā)展，噴噴射泵由由擠壓式式、螺旋旋式發(fā)展展到雙活活塞式，通通過噴射射泵的不不斷進(jìn)步步，使施施工體質(zhì)質(zhì)量達(dá)到到并超過過了澆注注施工體體的質(zhì)量量，采用用這種方方法不僅僅可以保保證施工工體的質(zhì)質(zhì)量，而而且解決決了不定定型耐火火材料檢檢修撤除除比較麻麻煩的問問題，只只需不斷斷修補(bǔ)，即即可使設(shè)設(shè)備繼續(xù)續(xù)運(yùn)行，既既節(jié)省了了時(shí)間和和人工，又又降低了了耐火材材料的消消耗量。不定型耐火火材料發(fā)發(fā)展的另另一動(dòng)向向是向預(yù)預(yù)制塊方方向發(fā)展展，各個(gè)個(gè)異型部部位，可可以在工工廠預(yù)先先澆注成成型、烘烘干發(fā)運(yùn)運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)安裝，這這種方法法的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是避免免

24、了現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)澆注的的低水泥泥澆注料料在烘烤烤過程中中容易爆爆裂的問問題，同同時(shí)節(jié)省省了施工工時(shí)間。另另外，對(duì)對(duì)于有些些易結(jié)皮皮的部位位，采用用SiC質(zhì)澆注注料和鋯鋯質(zhì)澆注注料，價(jià)價(jià)格均較較高，可可以預(yù)制制成預(yù)制制塊，適適當(dāng)減少少其厚度度，節(jié)約約耐火材材料費(fèi)用用。五、耐火材材料的選選擇和配配套原則則1、燒成成帶和兩兩側(cè)過渡渡帶有穩(wěn)穩(wěn)定窯皮皮的部位位應(yīng)采用用堿性磚磚，包括括鎂鉻磚磚、低鉻鉻、無鉻鉻、含鋯鋯、不含含鋯的各各類特種種鎂磚，以以及白云云石磚。在在生產(chǎn)能能力較小小、窯溫溫較低、開開停較頻頻繁的窯窯上也可可采用高高鋁磚，主主要是磷磷酸鹽結(jié)結(jié)合高鋁鋁磚。磷磷酸鹽結(jié)結(jié)合高鋁鋁磚和磷磷酸鹽結(jié)結(jié)合高鋁鋁

25、耐磨磚磚是用礬礬土熟料料為原料料，選擇擇合適的的粒級(jí)，用用磷酸溶溶液或磷磷酸鹽為為結(jié)合劑劑，經(jīng)中中溫（50006000）熱處處理制得得。磷酸酸鹽結(jié)合合高鋁磚磚的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是價(jià)廉廉，具有有較好的的熱震穩(wěn)穩(wěn)定性（11000水、50次），強(qiáng)強(qiáng)度較高高，常溫溫抗壓強(qiáng)強(qiáng)度60MMpa，缺點(diǎn)點(diǎn)是荷重重軟化溫溫度低(13300)，抗熟熟料侵蝕蝕性差，當(dāng)當(dāng)溫度超超過14550，磷酸酸鹽結(jié)合合高鋁磚磚被熟料料快速侵侵蝕。其其表面的的Al22O3成分與與熟料中中堿性成成分CaO產(chǎn)生化化學(xué)反應(yīng)應(yīng)，生成成CASS2、C2AAS并形成成大量液液相所致致。對(duì)于于濕法回回轉(zhuǎn)窯和和小型懸懸浮預(yù)熱熱器窯（6000t/dd），調(diào)調(diào)試

26、初期期及開停停比較頻頻繁時(shí)選選擇磷酸酸鹽結(jié)合合高鋁磚磚不失為為一種經(jīng)經(jīng)濟(jì)、可可靠的辦辦法，投投入正常常生產(chǎn)后后，視具具體情況況選擇換換用堿性性磚。22、在窯窯皮不穩(wěn)穩(wěn)定甚至至常有露露磚的過過渡帶內(nèi)內(nèi)應(yīng)采用用尖晶石石磚，能能力較小小且窯溫溫較低的的窯上過過渡帶內(nèi)內(nèi)也可采采用高鋁鋁磚，主主要是磷磷酸鹽結(jié)結(jié)合高鋁鋁磚。33、在分分解帶內(nèi)內(nèi)，其熱熱端已產(chǎn)產(chǎn)生硫酸酸鹽熔體體，有粘粘掛不穩(wěn)穩(wěn)定的浮浮窯皮，大大型窯上上的這一一部分(20000tt/d以上)，如磚磚受侵蝕蝕較快，可可采用尖尖晶石磚磚；其它它窯型可可采用抗抗剝落高高鋁磚；分解帶帶的其余余部位則則應(yīng)采用用高鋁質(zhì)質(zhì)磚。44、大型型窯的窯窯門罩以以及

27、篦式式冷卻機(jī)機(jī)喉部和和高溫區(qū)區(qū)內(nèi)溫度度偏高的的部位（12550以上），一一般應(yīng)采采用抗剝剝落高鋁鋁磚和化化學(xué)結(jié)合合特種高高鋁磚作作工作層層材料，但但是，這這些部位位的拱頂頂處應(yīng)采采用煅燒燒高鋁磚磚，不宜宜采用化化學(xué)結(jié)合合高鋁磚磚。在高高風(fēng)壓篦篦式冷卻卻機(jī)高溫溫區(qū)側(cè)壁壁處還應(yīng)應(yīng)采用碳碳化硅復(fù)復(fù)合磚或或低水泥泥高強(qiáng)耐耐火澆注注料，如如該處磨磨蝕不嚴(yán)嚴(yán)重，則則可采用用磷酸鹽鹽結(jié)合高高鋁耐磨磨磚。筒筒式冷卻卻機(jī)內(nèi)襯襯應(yīng)采用用優(yōu)質(zhì)耐耐磨材料料，包括括鋼纖維維增強(qiáng)增增韌磷酸酸鹽結(jié)合合磚、高高鋁質(zhì)耐耐磨磚。5、在工作溫度8001200的所有部位，都應(yīng)采用耐堿磚或相應(yīng)的耐堿澆注料。包括用于預(yù)熱器本體和篦式冷卻

28、機(jī)側(cè)墻的普通型耐堿粘土磚，用于窯筒后部的隔熱型耐堿粘土磚，用于三此風(fēng)管的高強(qiáng)耐堿粘土磚和用于預(yù)熱器拱頂?shù)墓绊斝透讳X耐堿粘土磚，以及重質(zhì)和輕質(zhì)的耐堿粘土質(zhì)澆注料。新型干法預(yù)熱器及其聯(lián)接管道等處，來自原料中的堿主要以RCl和R2SO4的形式揮發(fā)，在8001200在耐火襯里的表面不斷凝聚和富化，并向耐火材料的內(nèi)部滲透凝聚。如果該處使用含Al2O34550%的普通粘土磚，其氧化鋁和氧化硅含量的比例最適合于堿滲透到磚內(nèi)。預(yù)熱器內(nèi)堿凝聚和富化的結(jié)果，使該處粘土磚受強(qiáng)烈侵蝕，堿滲透到磚內(nèi)與磚反應(yīng)產(chǎn)生膨脹性物質(zhì)鉀霞石（KAS2），由于體積效應(yīng)產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，最后致使粘土磚開裂剝落。堿在耐火磚表面的凝聚和富化，還

29、會(huì)使生料粘附于襯里表面，造成結(jié)皮、堵塞。二十世紀(jì)60年代初，預(yù)熱器特別是下料溜子、上升煙道等處粘土磚“堿裂”損壞嚴(yán)重。國外在窯襯砌筑技術(shù)上試驗(yàn)了預(yù)留膨脹縫，采用錨固磚和凸形墻等多種措施，也不能消除“堿裂”問題。采用Al2O32030%的粘土磚（耐堿磚），再使用過程中磚的表面與窯料、窯氣中堿反應(yīng)，迅速形成一層高粘度的釉面層，封閉了堿向磚內(nèi)繼續(xù)內(nèi)滲的孔道，可以防止“堿裂”。由于SiC、ZrO2結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、強(qiáng)度高，不與水泥生料中的有害雜質(zhì)堿、氯、硫等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在堿蝕、結(jié)皮比較嚴(yán)重的部位，選用碳化硅質(zhì)、鋯英石質(zhì)材料對(duì)抗堿蝕、防結(jié)皮（粘附）、防堵塞更為適合，碳化硅質(zhì)耐堿材料的主要化學(xué)成分為：Al2O3

30、：27%；SiO2：20%；SiC：50%。6、不動(dòng)設(shè)備隔熱材料的選擇，根據(jù)所用設(shè)備熱工工藝要求及耐火材料的性能適當(dāng)選用，包括硅酸鈣板、耐火纖維材料、隔熱磚和輕質(zhì)澆注料。由于預(yù)熱系統(tǒng)的工作溫度不太高，機(jī)組靜止不動(dòng)，外殼只用較薄的普通鋼板制成。為避免鋼板變形，在最熱的兩級(jí)預(yù)熱器、分解爐、上升煙道等處，須控制外表面溫度不超過150，最好不超過70，采用一層工作層或12層隔熱層組成的復(fù)合襯里。根據(jù)工況溫度、耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)、使用溫度等合理確定。7、窯口部位可采用耐磨性能優(yōu)良的耐火磚或耐火澆注料，如碳化硅復(fù)合磚、優(yōu)質(zhì)磷酸鹽結(jié)合高鋁質(zhì)耐磨磚、鋼纖維耐火澆注料或無鋼纖維的耐火澆注料。8、燃燒器保護(hù)襯一般

31、采用低水泥型鋼玉質(zhì)澆注料、高鋁質(zhì)耐火澆注料、鋼纖維增強(qiáng)耐火澆注料等。根據(jù)選配原則，將傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯、7001500t/d新型干法窯及20004000t/d新型干法窯耐火材料的配置分述如下，供參考：表1傳統(tǒng)水水泥窯耐耐火材料料的配置置工藝部位材料品種燃燒器高鋁質(zhì)耐火火澆注料料卸料端高鋁質(zhì)耐火火澆注料料、高鋁鋁質(zhì)磚燒成帶堿性磚、高高鋁質(zhì)磚磚（磷酸酸鹽結(jié)合合高鋁磚磚）過渡帶高鋁質(zhì)磚分解帶高鋁質(zhì)磚預(yù)熱部位耐堿磚、耐耐堿隔熱熱磚進(jìn)料端耐火澆注料料、粘土土磚鏈條帶高鋁質(zhì)耐磨磨磚、耐耐火澆注注料冷卻機(jī)中溫溫區(qū)粘土磚冷卻機(jī)高溫溫區(qū)碳化硅復(fù)合合磚、高高鋁質(zhì)耐耐磨磚表2700015500tt/d新新型干法法窯耐火火材

32、料的的配置工藝部位工作層材料料隔熱層材料料淺談10000t/d窯外分分解窯燒燒成帶窯窯襯的應(yīng)應(yīng)用福建龍巖合合豐水泥泥有限公公司陳建建飛一、前前言：福福建龍巖巖合豐水水泥有限限公司10000t/d窯外分分解窯生生產(chǎn)線是是以1000%無煙煤煤為燃料料、單系系列五級(jí)級(jí)低壓損損旋風(fēng)預(yù)預(yù)熱器和和TDF型組合合式分解解爐新型型干法回回轉(zhuǎn)窯系系統(tǒng)。20002年9月16日點(diǎn)火火投產(chǎn)，12月14日至12月16日實(shí)現(xiàn)現(xiàn)連續(xù)72小時(shí)運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)標(biāo)標(biāo)，但20003年上半半年大窯窯運(yùn)轉(zhuǎn)率率不高，影影響回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)率的主主要因素素是窯內(nèi)內(nèi)燒成帶帶耐火磚磚運(yùn)行周周期短，換換磚頻繁繁，最短短只有24天。下下半年經(jīng)經(jīng)技術(shù)人人員不

33、懈懈努力，我我公司窯窯內(nèi)燒成成帶采用用鄭州華華威耐火火材料股股份有限限公司耐耐火磚，運(yùn)運(yùn)行情況況有了明明顯提高高，目前前已超過過162天，現(xiàn)現(xiàn)將該生生產(chǎn)線燒燒成帶窯窯襯的使使用情況況介紹如如下：二二、燒成成帶窯襯襯損壞機(jī)機(jī)理以無無煙煤為為燃料的的窯外分分解窯煤煤成帶火火焰溫度度達(dá)17000-118000，熟料料燒結(jié)溫溫度達(dá)14550，在13550以上熟熟料與窯窯襯之間間形成以以作為固固定骨架架的C3S和C2S與填充充在這些些晶粒間間的熔體體C3A和CAF，以及MgO、Na22O、K2O和SO3等粘結(jié)結(jié)而成的的熔融粘粘滯物，形形成窯皮皮襯始層層，并沿沿著窯襯襯的氣孔孔，縫隙隙滲透到到耐火磚磚內(nèi)部

34、，使使耐火磚磚熱面的的熱機(jī)械械性能和和彈性性性能降低低。當(dāng)熱熱工制度度不穩(wěn)定定，燒成成帶溫度度變化出出現(xiàn)局部部高溫時(shí)時(shí)，窯皮皮表皮將將由固相相轉(zhuǎn)化為為液相而而脫落，并并逐步深深入到初初始層，窯窯皮時(shí)長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)掉，最最終將導(dǎo)導(dǎo)致燒成成帶耐火火磚的損損壞。燒燒成帶運(yùn)運(yùn)行周期期除與燒燒成帶溫溫度有關(guān)關(guān)外，還還與耐火火磚匹配配、耐火火磚自身身質(zhì)量、耐耐火磚砌砌筑質(zhì)量量、設(shè)備備的運(yùn)行行狀況等等因素有有關(guān)。三三、燒成成帶耐火火磚的選選擇：燒燒成帶主主要功能能是C2S吸收CaO形成C3S，完成成熟料燒燒結(jié)。該該處耐火火磚不僅僅承受高高溫沖擊擊，而且且受到熟熟料熔融融物的化化學(xué)侵蝕蝕，條件件極為惡惡劣。因因此燒成

35、成帶耐火火磚應(yīng)當(dāng)當(dāng)具有良良好的掛掛窯皮性性能和耐耐高溫性性能、足足夠的抗抗化學(xué)侵侵蝕性能能、足夠夠的力學(xué)學(xué)強(qiáng)度及及較好的的抗剝落落性能，結(jié)結(jié)合我公公司生產(chǎn)產(chǎn)實(shí)際選選用直接接結(jié)合鎂鎂鉻磚作作燒成帶帶窯襯。耐火磚質(zhì)量的好壞直接影響耐火磚的使用壽命，燒成帶窯襯自身質(zhì)量顯得尤其重要，耐火磚質(zhì)量的選擇實(shí)質(zhì)就是耐火磚生產(chǎn)廠家的選擇。首先，應(yīng)先確認(rèn)該生產(chǎn)廠家是否具備相應(yīng)的生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)裝備水平，最好到生產(chǎn)廠家實(shí)地考察；第二，應(yīng)考察生產(chǎn)廠家的內(nèi)部質(zhì)量管理體系是否完整、有效；第三，應(yīng)考察其產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率及客戶實(shí)際使用效果；第四應(yīng)考慮產(chǎn)品的性能價(jià)格比最優(yōu)。結(jié)合以上情況，我公司選用鄭州華威耐火材料股份有限公司為直

36、接結(jié)合鎂鉻磚的主要供貨商。四、耐火磚的砌筑：燒成帶窯襯承受著機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力和化學(xué)侵蝕的綜合破壞，一旦處理不當(dāng)，窯襯極易損壞、脫落。因此嚴(yán)把耐火磚砌筑質(zhì)量對(duì)保證耐火磚使用壽命非常重要。1、耐火磚大頭四個(gè)角緊貼窯筒體，相鄰耐火磚靠嚴(yán)，磚縫直，控制環(huán)縫偏差每米長(zhǎng)2mm，但全環(huán)長(zhǎng)度偏差8mm，不錯(cuò)位，不下垂脫空，確保窯襯與筒體在窯運(yùn)行中可靠同心，使窯襯內(nèi)的應(yīng)力均勻地分布在磚襯的所有部位。2、鎖磚時(shí)要用整磚鎖，鎖緊磚，不使鎖位置成為最薄弱的環(huán)節(jié)。3、盡量減少鋼板用量，以減少因鋼板氧化體積膨脹擠壓相鄰的耐火磚造成耐火磚開裂剝落。五、穩(wěn)定熱工制度是延長(zhǎng)帶耐火磚使用壽命的重要保證：正常厚度窯皮可使燒成帶耐火

37、磚磚面溫度由1400降到600左右，而且磚內(nèi)溫度梯度顯著平緩，同時(shí)可阻止窯氣中K2O、Na2O、Cr、SO3等揮發(fā)物滲入磚內(nèi)發(fā)生侵蝕和熟料中液相、熔融鹽滲透發(fā)生熱疲勞性破壞。可見掛好窯并保護(hù)好窯皮，對(duì)延長(zhǎng)燒成帶耐火磚使用壽命至關(guān)重要，穩(wěn)定的熱工制度是保護(hù)好窯的前提。1根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況及時(shí)調(diào)整噴煤管合理的軸向，徑向位置，靈活調(diào)節(jié)煤風(fēng)、軸流風(fēng)、旋流風(fēng)、中心風(fēng)的最佳比例。控制合理的篦床料層厚度，努力提高二次風(fēng)溫和著火區(qū)域局部的煤粉濃度，確保合理的火焰形狀，合理的火焰長(zhǎng)度和足夠的熱力強(qiáng)度，保證燒成帶窯皮位置的穩(wěn)定，厚度適宜，表面平整。2、嚴(yán)格控制進(jìn)廠原燃料的質(zhì)量關(guān)，提高出磨生料CaO、Fe2O3的合格

38、率，保持生料均化庫有較高的庫位，強(qiáng)化生料、煤粉均化，確保入窯生料、煤粉成份穩(wěn)定，同時(shí)加強(qiáng)生料計(jì)量稱DLD、窯頭、窯尾煤粉稱的日常維護(hù)與管理，保證入窯生料、煤粉來料穩(wěn)定。3、中控操作樹立“本班平穩(wěn)運(yùn)行，為下班創(chuàng)造條件”、“三班保一窯”的操作指導(dǎo)思想，統(tǒng)一規(guī)范操作，根據(jù)煤、料的狀況，及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，使系統(tǒng)達(dá)到最佳的工藝狀態(tài)，提高操作預(yù)見性，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)做小幅度的調(diào)整，盡可能避免大起大落。4、調(diào)整合理KH、SM、IM三率值，保證窯料對(duì)耐火磚的適應(yīng)性，以利于窯皮能與耐火磚密切粘附，且在磚內(nèi)形成機(jī)械錨固，使窯皮穩(wěn)定存在于磚面上。入窯CaCO3分解率控制在90-93%之間，減緩燒成帶熱負(fù)荷，減少燒

39、成帶窯襯熱應(yīng)力，延長(zhǎng)燒成帶窯襯的運(yùn)行周期。參考文獻(xiàn)：1、楊忠德，寧國水泥廠4000t/d水泥回轉(zhuǎn)窯窯襯的應(yīng)用介紹，建材耐火技術(shù)，2003.22、蔣金然，談堿性耐火材料在水泥回轉(zhuǎn)窯上的應(yīng)用，建材耐火技術(shù)，2002.43、水泥回轉(zhuǎn)窯用耐火材料使用規(guī)范，1995.44、林隆福，淺談我廠2000t/d窯外分解窯燒成帶窯襯運(yùn)轉(zhuǎn)周期的穩(wěn)定提高，懸浮預(yù)熱和預(yù)分解窯技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文集（第三集）“第二屆水水泥窯用用耐火材材料生產(chǎn)產(chǎn)新技術(shù)術(shù)新產(chǎn)品品及施工工技術(shù)講講座暨交交流會(huì)”現(xiàn)代水水泥窯煅煅燒技術(shù)術(shù)對(duì)耐火火材料的的材質(zhì)和和性能提提出了更更高要求求。目前前水泥回回轉(zhuǎn)窯的的窯口及及窯內(nèi)各各帶耐火火材料的的合理選選擇與匹匹配、立立窯水泥泥廠窯口口專用耐耐火材料料等生產(chǎn)產(chǎn)技術(shù)