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1、前言水泥窑窑用耐火材材料新产品品的发展及及其与运行行工况的适适应性贵州省建筑筑材料科学学研究设计计院彭能华华一、在水泥泥生产过程程中，要想想保证窑的的正常运转转并延长运运转周期，其其正确、合合理地选择择及使用水水泥窑用耐耐火材料和和保温材料料至关重要要。不同类类型、不同同规格的水水泥回转窑窑在不同的的部位对耐耐火材料有有不同的要要求，因而而必须根据据运行工况况的要求选选用与之相相匹配的耐耐火砖、耐耐火浇注料料以及隔热热保温材料料。随着水水泥煅烧工工艺技术的的发展，水水泥窑用耐耐火材料发发展也很快快，一些耐耐火材料的的新产品、新新技术、新新的使用方方法相继开开发出来并并被广泛应应用。本文旨在从从
2、水泥窑用用耐火材料料的发展和和应用实践践探讨其在在水泥新工工艺、新装装备工况条条件下的适适应性，进进而提出水水泥窑用耐耐火材料选选择和配套套应遵循的的原则。二、预分解解窑工艺特特点及技术术进展对耐耐火材料的的要求1、预分解解窑的热工工特性对耐耐火材料的的要求预分解窑由由于碳酸盐盐分解过程程大都在分分解炉内完完成，其热热工特性与与一般的回回转窑有很很大的区别别。首先，预分分解窑的固固相反应集集中，反应应速度快，且且为多质点点进行。由由于预分解解窑入窑生生料CaCO3分解率已已达85%995%，在在窑内首先先进行固相相反应，固固相反应起起始于800，而预分分解窑窑尾尾烟气温度度达到1000以上，就
3、就使得入窑窑物料固相相反应比较较集中，固固相反应为为放热反应应，其放热热量约为480500kkJ/kgg熟料，使使入窑物料料升温速度度快，很快快达到了烧烧成温度。因因此预分解解窑分解带带、过渡带带短，烧成成带长。其次，回转转窑的转速速快，筒体体转速为34rr/minn；入窑二二次风温高高，在使用用高效篦式式冷却机后后，二次风风温可达到到1000012000，这就大大大提高了了预分解窑窑的煅烧温温度，大型型窑内火焰焰温度达1700以上，即使使在小型窑窑内火焰温温度也达1600；出窑物物料温度高高，窑口处处窑气温度度在1100014000，这就要要求烧成带带和过渡带带的窑衬必必须满足以以下要求：1
4、易于挂挂好并维护护好窑皮；2有足够够的抗化学学侵蚀能力力；3有良好好的热震稳稳定性；4在环境境温度和使使用温度下下均有足够够的力学强强度；5有正确确的砖型和和尺寸。如如果无窑皮皮保护，耐耐火砖极易易因砖内温温差应力太太大而炸裂裂剥落。窑窑皮的导热热系数为1.1663w/mmk，如能经经常维持有有150mmm左右的窑窑皮，碱性性砖的热面面温度可维维持在600700，热面层层的膨胀率率只有0.60.7%，而无窑窑皮保护时时，耐火砖砖热面层的的膨胀率可可达1.5%，将会造成成窑衬内温温差应力达达60770MPaa，超过砖砖的强度，导导致砖开裂裂剥落。如如何挂好和和维护好窑窑皮，就必必须在窑料料成分、
5、耐耐火砖成分分和性能以以及窑的设设备条件和和煅烧制度度配合上下下功夫。在冷却带由由于出窑熟熟料和窑气气温度高，又又没有窑皮皮保护，熟熟料的磨蚀蚀和气流的的冲刷都很很严重，则则要求耐火火砖的热震震稳定性优优良、耐磨磨性好。在过渡带特特别是轮带带附近的过过渡带内，温温度变化频频繁，窑皮皮不易挂牢牢，时挂时时掉，该部部位窑衬的的使用寿命命有时甚至至比烧成带带还短，是是全窑的薄薄弱环节。在预热器部部位，由于于碱的循环环和富集，对对该部位的的耐火材料料要求耐碱碱侵蚀性能能好。预分解窑系系统进一步步降低了热热耗指标，由1000kcal/kg熟料降至725kcal/kg熟料，预热器和分解炉系统的性能和效率进
6、一步完善和提高，出预热器废气温度由420降至300320，相应要求系统的散热损失小。这不仅降低热耗，更重要的是保持系统内温度，提高入窑物料分解率，有利于窑的热工制度稳定和安全运转。减少散热损失的关键是使用导热系数低、工作温度高的硬质硅酸钙板隔热材料，这不仅有利于保温，还将会使预热器系统的荷载降低。分解炉内，不不同性能的的原、燃料料在此分解解、燃烧；预分解窑窑系统的入入窑物料分解解率逐步增增加，和早早期的系统统相比，预预热器系统统窑尾废气气温度提高高200以上，达达到1200，因而碱碱、硫、氯氯等有害成成分结皮堵堵塞的现象象和部位有有所增加。有的企业采用低劣质煤、工业废燃料后，有害物质进一步增加
7、，结皮堵塞现象进一步加剧。因此对于易结皮部位的衬料设计，不仅要考虑抗碱、硫、氯等有害成分的侵蚀，还应考虑采用抗结皮衬料；如SiC等。但由于SiC材料的导热系数为46.5w/mk，远高于导热系数为1w/mk的耐碱砖，因此与SiC衬料配套的金属锚钉和锚固件（导热系数高，锚固件更易温度高！）应考虑承受高温和抗碱、硫、氯等有害成分侵蚀的工况条件，相应地对此部位的保温材料的导热系数和使用温度的要求也要进一步提高。在使用多通通道燃烧器器及无烟煤煤的分解炉炉内，易产产生局部高高温，该部部位衬料不不仅要抗碱碱侵蚀、防防结皮，还还需承受较较高的温度度，对耐火火砖的品质质要求进一一步提高，要要求耐碱砖砖的使用温温
8、度和强度度较高。另另外为减少少NOx的排放量量，采用局局部还原气气氛燃烧，耐火材料内Fe2O3的含量要有所限制，要求小于1.5%。2回转转窑随着新型干干法工艺技技术的进展展，入窑物物料分解率率逐步增加加，窑的长长度有所缩缩短，长径径比L/D从大于15下降到10111，转速从3r/mmin逐步提高高到4r/mmin以上，窑窑的单位容容积产量从从2.5tt/m3d提高至5t/mm3d以上，运运转率逐步步提高，机机械设计和和制造技术术的进一步步完善，原原、燃料应应用面的扩扩大，造成成回转窑内内衬砖损坏坏的原因也也在变化。由由于机械应应力造成的的损坏减小小，而热应应力和化学学侵蚀损坏坏有较大增增长。这
9、就就需要品质质优良的耐耐火制品与与之配套使使用。3其它它高效率的充充气梁篦式式冷却机逐逐步取代厚厚料层篦式式冷却机，热热效率从65%提高至74%以上，运运转率提高高至95%以上，入入窑二次风风温提高至至1200，入分解解炉三次风风温超过800，系统热热耗逐步降降低，燃料料所需二次次空气相应应减少，多多通道燃烧烧器的广泛泛使用等。使使回转窑前前端、窑门门、篦式冷冷却机进料料口部位的的温度有较较大提高，这这些部位的的衬料，不不仅要承受受较高的熟熟料和气流流温度的冲冲刷，还要要承受表面面带液相的的熟料和粉粉尘熟料的的侵蚀，因因此对这些些部位的耐耐火制品的的要求也相相应提高。在这些部位使用含Al2O3
10、80%、强度8090MPa、荷重软化温度1500的高铝质耐火砖。三、碱性砖砖的技术发发展与应用用实践水泥回转窑窑所用的碱碱性砖有4种，即镁镁铬砖、镁镁铝尖晶石石砖、白云云石砖、镁镁锆砖，发发展过程如如下：1、镁铬砖砖早期的普通通镁铬砖为为硅酸盐结结合镁铬砖砖，性能较较差，适应应不了新型型干法窑熟熟料液相和和碱、硫、氯氯等有害成成分的化学学侵蚀。普普通镁铬砖砖的结合相相主要是M2S等矿物，受受熟料熔体体中C2S、C3A、C4AF渗入后，易易形成低熔熔点的CMS、C3MSS2等而被侵侵蚀损坏，又又由于普通通镁铬砖的的机械性能能较差，这这就使普通通镁铬砖的的使用受到到了限制。从从二十世纪纪60年代起
11、，出出现了性能能优良的直直接结合镁镁铬砖，直直接结合镁镁铬砖强度度高(60Mppa)、荷重软软化温度高高、热震稳稳定性好、抗抗熟料侵蚀蚀性能强，以以及有较好好的结窑皮皮性能，因因而被大量量地用在新新型干法窑窑烧成带和和热工制度度稳定的上上过渡带。直接结合镁镁铬砖是指指方镁石之之间、方镁镁石与尖晶晶石之间发发生固相反反应，晶粒粒与晶粒之之间直接结结合。因此此生产直接接结合镁铬铬砖必须原原料结晶好好、纯度高高、杂质含含量低，成成型压力大大(10000T)，烧成温度度高(1755018800)，才能生生产出性能能优良的直直接结合镁镁铬砖。直直接结合镁镁铬砖的成成分为：MgO770%、Cr2OO389
12、9%、SiO221.53%。我国大大型水泥回回转窑上直直接结合镁镁铬砖仍主主要依靠进进口，国内内镁铬砖和和进口砖的的差别是：质量稳定定性差、砖砖型公差大大。由于镁铬砖砖在水泥窑窑内使用中中砖内原来来无毒的Cr2OO3组分在窑窑气、窑料料中的碱和和硫的作用用下，形成成R2CrrO4和R2(Cr、S)O4等有毒的Cr6+，Cr6+对人体的的皮肤、呼呼吸神经、肺肺等造成严严重的危害害，并进而而致癌。Cr6+公害成了了不容忽视视的问题。重重视消除铬铬公害的欧欧美工业发发达国家在在水源保护护、环境保保护和卫生生等方面制制定了一系系列的配套套规范，对对水泥窑排排除的烟气气和镁铬砖砖残砖、车车间空气以以及水
13、泥厂厂排水等，其其中Cr6+含量以及及残砖的处处理控制办办法都作了了严格限制制。我国规规定饮用水水中Cr6+的含量0.055mg/ll，对水泥泥工业进入入水体排水水，我国规规定Cr6+0.5mmg/l。由于环环境保护的的要求，其其使用将会会受到一定定的限制。2、尖晶石石砖尖晶石砖产产品出现较较早，早期期的常规尖尖晶石砖为为烧结合成成尖晶石砖砖，主要化化学成分为为MgO、Al2OO3，有害杂杂质主要是是SiO2，其含量量为：MgO777866%、Al2OO31318%、SiO21%、CaO1%。高温强强度及荷重重软化温度度高，具有有较好的抗抗还原性能能，较好的的热震稳定定性和机械械应力抵抗抗能力
14、。但但早期的常常规尖晶石石砖对热应应力敏感性性强，抗盐盐侵蚀能力力不足，挂挂窑皮性能能差等，一一直未在水水泥窑上大大量使用，一一般只用于于下过渡带带。随着原原、燃料使使用范围的的日益扩大大，在烧成成带两端边边缘区，常常规尖晶石石砖的使用用成为窑系系统的最薄薄弱环节。由由于常规尖尖晶石砖镁镁铝尖晶石石中的尖尖晶石MgOAl2OO3在高温下下被熟料中中C3A所侵蚀，形形成富铝的的C12AA7熔点仅仅为1360，在含含硫情况下下形成C4A33S，它们作作为该部位位形成窑皮皮的特征矿矿物，特别别富含碱盐盐的条件下下，窑皮极极易被烧流流，造成窑窑皮的缺损损，就为熟熟料熔体和和盐内渗入入砖内敞开开通道，也
15、也使该处发发生过热的的可能性增增加，使该该处成为预预分解窑使使用高含碱碱、硫原燃燃料（代用用燃料）后后窑衬寿命命最短的部部位。为了适应原原、燃材料料使用范围围扩大的要要求，在保保证热震稳稳定性优良良的前提下下，不断降降低尖晶石石砖中的尖尖晶石含量量，即降低低Al2OO3含量至35%，以提高高抗盐侵蚀蚀能力。采采取预合成成尖晶石（烧烧结尖晶石石或电熔尖尖晶石）和和特种氧化化铝及镁砂砂烧结合成成的方法，这这样既有预预反应形成成的尖晶石石颗粒，又又有在砖基基质部分烧烧结合成中中形成的反反应尖晶石石，因此既既降低尖晶晶石砖中的的Al2OO3的含量，增增加了MgO的含量，使使砖的耐火火性能提高高，同时改
16、改善了砖对对热应力的的敏感性及及抗盐侵蚀蚀能力。3、白云石石砖白云石砖是是二十世纪纪50年代出现现的，由于于白云石砖砖内含大量量的f-CaaO，易与熟熟料中的C2S反应，在在砖面上形形成以C3S为特征矿矿物的稳定定窑皮，在在烧成带使使用较为合合适。白云石砖与与尖晶石砖砖、镁铬砖砖相比，白白云石砖挂挂窑皮性能能最佳，窑窑皮与砖面结结合密实、粘粘附牢固，镁镁铬砖次之之，尖晶石石砖挂窑皮皮性能最差差。在水泥泥窑内始终终有稳定窑窑皮保护的的部位，白白云石砖的的使用寿命命和效果最最优。但是由于ff-CaOO易吸附水水，白云石石砖在储存存和停窑期期间易吸潮潮水化，在在运行不稳稳定，开停停频繁的回回转窑内，
17、白白云石砖会会吸潮变质质。在目前前条件下，年年运转率达达不到80%的窑暂时时不要使用用白云石砖砖。由于白白云石砖的的吸潮变质质，它的使使用受到了了一定的限限制。在耐碱侵蚀蚀方面，三三种碱性砖砖中，白云云石砖最佳佳，尖晶石石砖次之，镁镁铬砖最差差。常规白云石石砖抗热震震损坏的能能力最差，在在常规白云云石砖中加加入13%的氧化锆锆，可改变变这一性质质，增锆白白云石砖的透透气率较常常规白云石石砖低，添添加锆后既既改善了白白云石砖热热震稳定性性差的缺点点，又提高高了砖的抗抗盐蚀能力力。另外，为为了适应煅煅烧工业废废料的要求求，已开发发出了低气气孔率的增增锆镁白云云石砖，此此砖不仅保保持易挂窑窑皮的性能
18、能，还具有有较高的抗抗碱、硫、氯氯等有害物物侵蚀的能能力和优良良的抗机械械损坏能力力。4、镁锆砖砖镁锆砖是二二十世纪70年代出现现的，90年代才在在预分解窑窑上使用。由由于工业废废燃料的使使用，增加加了窑内有有害物资的的富集，若若燃料中硫硫含量较高高时，在上上过渡带温温度超过(15000)时，尖晶晶石砖易被被熟料侵蚀蚀，生成C12AA7或C4A33S，导致耐火砖致致密剥落损损坏。由于氧化锆锆的熔点为为2715，当温度度超过1660才被熟料料侵蚀。因因此，镁锆锆砖具有较较高的耐火火度，而且且ZrO2具有微裂裂纹增韧的的作用，含含锆砖都具具有在热态态和冷态条条件下有较较大抗折强强度的特点点。镁锆砖
19、具有有抗SO3、CO2、碱蒸汽汽、Cl等有害物物侵蚀，抗抗熟料液相相侵蚀，抗抗氧化还原原气氛，以以及较高的的抗压强度度等优点。用用在工况条条件苛刻的的窑内的趋趋势在扩大大，其发展展趋势是进进一步提高高性能和在在保持优良良性能的前前提下，降降低生产成成本，便于于推广应用用。四、耐火浇浇注料的应应用与发展展随着不定型型耐火材料料生产和使使用技术的的不断进步步，特别是是低水泥耐耐火浇注料料、自流浇浇注料和湿湿式喷射技技术的开发发，新型干干法水泥窑窑系统中使使用的不定定型耐火材材料数量不不断增加，预预热器和冷冷却机衬里里，已逐步步发展成以以浇注料为为主的衬里里结构。以以新型干法法水泥窑（NSP）不定型
20、型耐火材料料的应用为为例，预热热器的上段段、中段旋旋风筒，过过去以砌砖砖为主，现现在一般采采用粘土质质耐碱浇注注料，中心心风管等不不易支模的的地方，以以喷射料为为主。在旋旋风筒的锥锥体部位，容容易发生结结皮，一般般采用含SiC浇注料或SiC浇注料的的预制块。在在上升烟道道、下料斜斜坡等高温温部位，由由于SiC导热系数数大，锚固固件容易损损坏，也可可采用锆质质浇注料。近近年来，由由于工业废废料的大量量采用，结结皮情况增增加，在分分解炉的下下部采用含含SiC的浇注料料或喷射料料，分解炉炉的上部磨磨损较严重重，一般采采用高铝质质碳化硅浇浇注料。在冷却机熟熟料温度可可达1300，且有K2O、Na2O等
21、成分侵侵蚀，一般般使用高铝铝质碳化硅硅浇注料。不定型耐火火材料用量量在水泥窑窑系统不断断增加，不不仅与浇注注料本身的的性能有关关，同时也也与浇注料料的施工方方法有关，水水泥窑系统统某些部位位，如预热热器顶盖、料料管、风管管、冷却机机顶盖、窑窑门罩等，都都需要浇注注料有良好好的流动性性。低水泥泥浇注料虽虽然具有与与耐火砖相相媲美的性性能，但流流动性能往往往较差，在在以上所列列部位，施施工质量不不易保证。而而自流浇注注料的问世世，对解决决以上部位位的施工极极为有利，因因此，在水水泥窑炉系系统的用量量增加很快快。另外，有有些部位，支模方法很难操作，则喷射料施工十分必要。传统的干法法喷射施工工，粉尘大
22、大，回弹量量大，且不不适合喷射射低水泥浇浇注料。近近几年来，湿湿式喷射技技术有很大大的发展，喷喷射泵由挤挤压式、螺螺旋式发展展到双活塞塞式，通过过喷射泵的的不断进步步，使施工工体质量达达到并超过过了浇注施施工体的质质量，采用用这种方法法不仅可以以保证施工工体的质量量，而且解解决了不定定型耐火材材料检修撤撤除比较麻麻烦的问题题，只需不不断修补，即即可使设备备继续运行行，既节省省了时间和和人工，又又降低了耐耐火材料的的消耗量。不定型耐火火材料发展展的另一动动向是向预预制块方向向发展，各各个异型部部位，可以以在工厂预预先浇注成成型、烘干干发运往现现场安装，这这种方法的的优点是避避免了现场场浇注的低低
23、水泥浇注注料在烘烤烤过程中容容易爆裂的的问题，同同时节省了了施工时间间。另外，对对于有些易易结皮的部部位，采用用SiC质浇注料料和锆质浇浇注料，价价格均较高高，可以预预制成预制制块，适当当减少其厚厚度，节约约耐火材料料费用。五、耐火材材料的选择择和配套原原则1、烧成带带和两侧过过渡带有稳稳定窑皮的的部位应采采用碱性砖砖，包括镁镁铬砖、低低铬、无铬铬、含锆、不不含锆的各各类特种镁镁砖，以及及白云石砖砖。在生产产能力较小小、窑温较较低、开停停较频繁的的窑上也可可采用高铝铝砖，主要要是磷酸盐盐结合高铝铝砖。磷酸酸盐结合高高铝砖和磷磷酸盐结合合高铝耐磨磨砖是用矾矾土熟料为为原料，选选择合适的的粒级，用
24、用磷酸溶液液或磷酸盐盐为结合剂剂，经中温温（500600）热处理理制得。磷磷酸盐结合合高铝砖的的优点是价价廉，具有有较好的热热震稳定性性（11000水、50次），强强度较高，常常温抗压强强度60Mppa，缺点是是荷重软化化温度低(13000)，抗熟料料侵蚀性差差，当温度度超过14500，磷酸盐盐结合高铝铝砖被熟料料快速侵蚀蚀。其表面面的Al2OO3成分与熟熟料中碱性性成分CaO产生化学学反应，生生成CAS2、C2AS并形成大大量液相所所致。对于于湿法回转转窑和小型型悬浮预热热器窑（600tt/d），调试试初期及开开停比较频频繁时选择择磷酸盐结结合高铝砖砖不失为一一种经济、可可靠的办法法，投入正
25、正常生产后后，视具体体情况选择择换用碱性性砖。2、在窑皮皮不稳定甚甚至常有露露砖的过渡渡带内应采采用尖晶石石砖，能力力较小且窑窑温较低的的窑上过渡渡带内也可可采用高铝铝砖，主要要是磷酸盐盐结合高铝铝砖。3、在分解解带内，其其热端已产产生硫酸盐盐熔体，有有粘挂不稳稳定的浮窑窑皮，大型型窑上的这这一部分(20000t/dd以上)，如砖受受侵蚀较快快，可采用用尖晶石砖砖；其它窑窑型可采用用抗剥落高高铝砖；分分解带的其其余部位则则应采用高高铝质砖。4、大型窑的窑门罩以及篦式冷却机喉部和高温区内温度偏高的部位（1250以上），一般应采用抗剥落高铝砖和化学结合特种高铝砖作工作层材料，但是，这些部位的拱顶处
26、应采用煅烧高铝砖，不宜采用化学结合高铝砖。在高风压篦式冷却机高温区侧壁处还应采用碳化硅复合砖或低水泥高强耐火浇注料，如该处磨蚀不严重，则可采用磷酸盐结合高铝耐磨砖。筒式冷却机内衬应采用优质耐磨材料，包括钢纤维增强增韧磷酸盐结合砖、高铝质耐磨砖。5、在工作温度8001200的所有部位，都应采用耐碱砖或相应的耐碱浇注料。包括用于预热器本体和篦式冷却机侧墙的普通型耐碱粘土砖，用于窑筒后部的隔热型耐碱粘土砖，用于三此风管的高强耐碱粘土砖和用于预热器拱顶的拱顶型富铝耐碱粘土砖，以及重质和轻质的耐碱粘土质浇注料。新型干法预热器及其联接管道等处，来自原料中的碱主要以RCl和R2SO4的形式挥发，在80012
27、00在耐火衬里的表面不断凝聚和富化，并向耐火材料的内部渗透凝聚。如果该处使用含Al2O34550%的普通粘土砖，其氧化铝和氧化硅含量的比例最适合于碱渗透到砖内。预热器内碱凝聚和富化的结果，使该处粘土砖受强烈侵蚀，碱渗透到砖内与砖反应产生膨胀性物质钾霞石（KAS2），由于体积效应产生膨胀应力，最后致使粘土砖开裂剥落。碱在耐火砖表面的凝聚和富化，还会使生料粘附于衬里表面，造成结皮、堵塞。二十世纪60年代初，预热器特别是下料溜子、上升烟道等处粘土砖“碱裂”损坏严重。国外在窑衬砌筑技术上试验了预留膨胀缝，采用锚固砖和凸形墙等多种措施，也不能消除“碱裂”问题。采用Al2O32030%的粘土砖（耐碱砖），
28、再使用过程中砖的表面与窑料、窑气中碱反应，迅速形成一层高粘度的釉面层，封闭了碱向砖内继续内渗的孔道，可以防止“碱裂”。由于SiC、ZrO2结构稳定、强度高，不与水泥生料中的有害杂质碱、氯、硫等发生化学反应。在碱蚀、结皮比较严重的部位，选用碳化硅质、锆英石质材料对抗碱蚀、防结皮（粘附）、防堵塞更为适合，碳化硅质耐碱材料的主要化学成分为：Al2O3：27%；SiO2：20%；SiC：50%。6、不动设备隔热材料的选择，根据所用设备热工工艺要求及耐火材料的性能适当选用，包括硅酸钙板、耐火纤维材料、隔热砖和轻质浇注料。由于预热系统的工作温度不太高，机组静止不动，外壳只用较薄的普通钢板制成。为避免钢板变
29、形，在最热的两级预热器、分解炉、上升烟道等处，须控制外表面温度不超过150，最好不超过70，采用一层工作层或12层隔热层组成的复合衬里。根据工况温度、耐火材料的导热系数、使用温度等合理确定。7、窑口部位可采用耐磨性能优良的耐火砖或耐火浇注料，如碳化硅复合砖、优质磷酸盐结合高铝质耐磨砖、钢纤维耐火浇注料或无钢纤维的耐火浇注料。8、燃烧器保护衬一般采用低水泥型钢玉质浇注料、高铝质耐火浇注料、钢纤维增强耐火浇注料等。根据选配原则，将传统回转窑、7001500t/d新型干法窑及20004000t/d新型干法窑耐火材料的配置分述如下，供参考：表1传统水水泥窑耐火火材料的配配置工艺部位材料品种燃烧器高铝质
30、耐火火浇注料卸料端高铝质耐火火浇注料、高高铝质砖烧成带碱性砖、高高铝质砖（磷磷酸盐结合合高铝砖）过渡带高铝质砖分解带高铝质砖预热部位耐碱砖、耐耐碱隔热砖砖进料端耐火浇注料料、粘土砖砖链条带高铝质耐磨磨砖、耐火火浇注料冷却机中温温区粘土砖冷却机高温温区碳化硅复合合砖、高铝铝质耐磨砖砖表2700015000t/dd新型干法法窑耐火材材料的配置置工艺部位工作层材料料隔热层材料料浅谈10000t/dd窑外分解解窑烧成带带窑衬的应应用福建龙岩合合丰水泥有有限公司陈陈建飞一、前前言：福建建龙岩合丰丰水泥有限限公司10000t/d窑外分解解窑生产线线是以100%无烟煤为为燃料、单单系列五级级低压损旋旋风预热
31、器器和TDF型组合式式分解炉新新型干法回回转窑系统统。2002年9月16日点火投投产，12月14日至12月16日实现连连续72小时运转转达标，但但2003年上半年年大窑运转转率不高，影影响回转窑窑运转率的的主要因素素是窑内烧烧成带耐火火砖运行周周期短，换换砖频繁，最最短只有24天。下半半年经技术术人员不懈懈努力，我我公司窑内内烧成带采采用郑州华华威耐火材材料股份有有限公司耐耐火砖，运运行情况有有了明显提提高，目前前已超过162天，现将将该生产线线烧成带窑窑衬的使用用情况介绍绍如下：二二、烧成带带窑衬损坏坏机理以无无烟煤为燃燃料的窑外外分解窑煤煤成带火焰焰温度达17000-18000，熟料烧烧结
32、温度达达14500，在13500以上熟料与与窑衬之间间形成以作作为固定骨骨架的C3S和C2S与填充在在这些晶粒粒间的熔体体C3A和CAF，以及MgO、Na2O、K2O和SO3等粘结而而成的熔融融粘滞物，形形成窑皮衬衬始层，并并沿着窑衬衬的气孔，缝缝隙渗透到到耐火砖内内部，使耐耐火砖热面面的热机械械性能和弹弹性性能降降低。当热热工制度不不稳定，烧烧成带温度度变化出现现局部高温温时，窑皮皮表皮将由由固相转化化为液相而而脱落，并并逐步深入入到初始层层，窑皮时时长时掉，最最终将导致致烧成带耐耐火砖的损损坏。烧成成带运行周周期除与烧烧成带温度度有关外，还还与耐火砖砖匹配、耐耐火砖自身身质量、耐耐火砖砌筑
33、筑质量、设设备的运行行状况等因因素有关。三、烧成带耐火砖的选择：烧成带主要功能是C2S吸收CaO形成C3S，完成熟料烧结。该处耐火砖不仅承受高温冲击，而且受到熟料熔融物的化学侵蚀，条件极为恶劣。因此烧成带耐火砖应当具有良好的挂窑皮性能和耐高温性能、足够的抗化学侵蚀性能、足够的力学强度及较好的抗剥落性能，结合我公司生产实际选用直接结合镁铬砖作烧成带窑衬。耐火砖质量的好坏直接影响耐火砖的使用寿命，烧成带窑衬自身质量显得尤其重要，耐火砖质量的选择实质就是耐火砖生产厂家的选择。首先，应先确认该生产厂家是否具备相应的生产规模和技术装备水平，最好到生产厂家实地考察；第二，应考察生产厂家的内部质量管理体系是
34、否完整、有效；第三，应考察其产品的市场占有率及客户实际使用效果；第四应考虑产品的性能价格比最优。结合以上情况，我公司选用郑州华威耐火材料股份有限公司为直接结合镁铬砖的主要供货商。四、耐火砖的砌筑：烧成带窑衬承受着机械应力、热应力和化学侵蚀的综合破坏，一旦处理不当，窑衬极易损坏、脱落。因此严把耐火砖砌筑质量对保证耐火砖使用寿命非常重要。1、耐火砖大头四个角紧贴窑筒体，相邻耐火砖靠严，砖缝直，控制环缝偏差每米长2mm，但全环长度偏差8mm，不错位，不下垂脱空，确保窑衬与筒体在窑运行中可靠同心，使窑衬内的应力均匀地分布在砖衬的所有部位。2、锁砖时要用整砖锁，锁紧砖，不使锁位置成为最薄弱的环节。3、尽
35、量减少钢板用量，以减少因钢板氧化体积膨胀挤压相邻的耐火砖造成耐火砖开裂剥落。五、稳定热工制度是延长带耐火砖使用寿命的重要保证：正常厚度窑皮可使烧成带耐火砖砖面温度由1400降到600左右，而且砖内温度梯度显著平缓，同时可阻止窑气中K2O、Na2O、Cr、SO3等挥发物渗入砖内发生侵蚀和熟料中液相、熔融盐渗透发生热疲劳性破坏。可见挂好窑并保护好窑皮，对延长烧成带耐火砖使用寿命至关重要，稳定的热工制度是保护好窑的前提。1根据实际生产情况及时调整喷煤管合理的轴向，径向位置，灵活调节煤风、轴流风、旋流风、中心风的最佳比例。控制合理的篦床料层厚度，努力提高二次风温和着火区域局部的煤粉浓度，确保合理的火焰
36、形状，合理的火焰长度和足够的热力强度，保证烧成带窑皮位置的稳定，厚度适宜，表面平整。2、严格控制进厂原燃料的质量关，提高出磨生料CaO、Fe2O3的合格率，保持生料均化库有较高的库位，强化生料、煤粉均化，确保入窑生料、煤粉成份稳定，同时加强生料计量称DLD、窑头、窑尾煤粉称的日常维护与管理，保证入窑生料、煤粉来料稳定。3、中控操作树立“本班平稳运行，为下班创造条件”、“三班保一窑”的操作指导思想，统一规范操作，根据煤、料的状况，及时调整系统的各项参数，使系统达到最佳的工艺状态，提高操作预见性，发现异常及时做小幅度的调整，尽可能避免大起大落。4、调整合理KH、SM、IM三率值，保证窑料对耐火砖的
37、适应性，以利于窑皮能与耐火砖密切粘附，且在砖内形成机械锚固，使窑皮稳定存在于砖面上。入窑CaCO3分解率控制在90-93%之间，减缓烧成带热负荷，减少烧成带窑衬热应力，延长烧成带窑衬的运行周期。参考文献：1、杨忠德，宁国水泥厂4000t/d水泥回转窑窑衬的应用介绍，建材耐火技术，2003.22、蒋金然，谈碱性耐火材料在水泥回转窑上的应用，建材耐火技术，2002.43、水泥回转窑用耐火材料使用规范，1995.44、林隆福，浅谈我厂2000t/d窑外分解窑烧成带窑衬运转周期的稳定提高，悬浮预热和预分解窑技术经验交流会论文集（第三集）“第二届水水泥窑用耐耐火材料生生产新技术术新产品及及施工技术术讲座
38、暨交交流会”现代水泥泥窑煅烧技技术对耐火火材料的材材质和性能能提出了更更高要求。目目前水泥回回转窑的窑窑口及窑内内各带耐火火材料的合合理选择与与匹配、立立窑水泥厂厂窑口专用用耐火材料料等生产技技术已经取取得一些突突破性成果果；水泥窑窑衬的规范范施工技术术也大大提提高了耐火火材料的使使用寿命。为为了使我国国广大水泥泥企业及时时掌握水泥泥窑用耐火火材料的最最新技术、能能够按照各各自企业的的煅烧特点点科学选择择各种窑用用耐火材料料以及应用用最新的窑窑衬施工技技术以达到到延长耐火火材料使用用寿命、减减少窑衬消消耗、提高高窑的运转转率并降低低水泥生产产成本、提提高企业经经济效益的的目的，国国家建材局局技
39、术情报报研究所决决定举办“第二届水水泥窑用耐耐火材料生生产新技术术新产品及及施工技术术讲座暨交交流会”，并于20001年9月25日28日在山东淄淄博鲁中宾宾馆隆重召召开。会议议主要专题题：1、聘请中中国建筑材材料科学研研究院耐火火材料研究究所副所长长袁林高工工主讲：（1）不定形形耐火材料料的特点、性性能、应用用及最新技技术与发展展；（2）不定形形耐火材料料的最新科科研成果及及应用经验验。2、聘请中中国建材院院耐火材料料研究所张张用宾总工工主讲：新新型干法水水泥窑用耐耐火材料的的进展：（1）新型干干法水泥窑窑对耐火材材料的要求求；（2）我国新新型干法水水泥窑用耐耐火材料的的发展状况况；（3）碱性
40、耐火火材料在新新型干法窑窑上的应用用及发展趋趋势。3、聘请天天津水泥设设计研究院院陈友德高高级工程师师主讲：预预分解窑窑窑衬的设计计：（1）回转窑内内各带耐火火材料的选选用；窑内内耐火砖损损坏情况；烧成带的的配砖要求求；砖型的的确定及不不同燃料（包包括无烟煤煤）对耐火火砖的设计计要求；（2）预热器器、分解炉炉、篦冷机机三次风管管、燃烧器器的衬料设设计。4、聘请中中国建材建建设总公司司上尧机械械厂原副厂厂长单国新新高工主讲讲：窑衬施施工技术：（1）窑炉施施工的共性性问题；（2）砖衬体体的施工要要点；（3）浇注料料衬的施工工特点；（4）回转窑窑窑衬特点点及施工要要点。5、会议邀邀请南京水水泥设计研
41、研究院和成成都建材工工业设计研研究院专业业人员就水水泥窑衬设设计及窑衬衬新品种在在生产中的的应用等技技术专题与与代表进行行广泛交流流与研讨。还还将邀请知知名耐火材材料生产企企业发布最最新产品信信息及提供供适应当今今生产工艺艺要求的最最新耐火材材料产品及及施工技术术，与广大大水泥企业业及科研院院所同仁广广泛交流与与探讨。会议时间：2001年9月25日报到，2001年9月2628日正式开开会。会议地点点：山东淄淄博鲁中宾宾馆（山东东省淄博市市张店区人人民西路1号）宾馆联联系人：刘刘磊宾馆电电话：（0533）21811401-321或259传真：（0533）21844500主主办单位：国家建材材局技术情情报研究所所（北京市市朝阳区管管庄，邮编编：1000024)联系人：汪海滨付付立娟TEL：010-6576613311-46226FAX：010-6576612077E-maail：cemeentCChinaaBMI