摘要:

2008年，中國(guó)水泥年產(chǎn)量13億多噸，其所用水泥熟料絕大部分是回轉(zhuǎn)窯煅燒而成。近30年來(lái)，預(yù)分解窯（PC）和預(yù)熱器窯（SP）陸續(xù)投入生產(chǎn)，窯的轉(zhuǎn)速提高3～4倍，工作溫度高、熱負(fù)荷大，原材料成分易變化，有害成分堿金屬、硫和氯等物質(zhì)蒸發(fā)和凝聚的數(shù)量大，致使堿腐蝕嚴(yán)重。因此，該類(lèi)窯對(duì)耐火材料的品種和質(zhì)量要求較高，應(yīng)該認(rèn)真面對(duì)。

在傳統(tǒng)水泥回轉(zhuǎn)窯中，不定形耐火材料主要用于前、后窯口和濕法窯鏈條帶等部位，其品種有：高鋁質(zhì)耐火澆注料和鋼釬維增強(qiáng)耐火澆注料等；在PC窯和SP窯中，除用于前、后窯口部位外，在分解爐、預(yù)熱器、三次風(fēng)管、窯門(mén)罩和冷卻機(jī)等部位也廣泛使用不定形耐火材料，其品種有：剛玉質(zhì)和高鋁質(zhì)耐火澆注料、鋼纖維增強(qiáng)耐火澆注料、耐堿澆注料、自流耐火澆注料和隔熱澆注料等，用量約占整個(gè)窯用耐火材料的1/3。因此，不定形耐火材料在新型窯中占有重要地位。

1.回轉(zhuǎn)窯窯口耐火澆注料的使用條件

回轉(zhuǎn)窯窯口耐火襯是窯襯的薄弱環(huán)節(jié)，特別是前窯口耐火襯，使用溫度在1100℃左右，需要承受急冷、急熱氣流沖擊，高溫水泥熟料磨損和高溫有害氣體堿腐蝕等，使用條件十分苛刻。襯體的損毀主要是：開(kāi)裂、剝落和磨蝕，故要求耐火材料必須具有良好的抗熱震性、耐磨性和耐堿性。

回轉(zhuǎn)窯窯口筒體不變形時(shí)，一般可用抗剝落的高鋁磚、尖晶石磚和直接結(jié)合鎂鉻磚等定型制品砌筑，并用優(yōu)質(zhì)泥漿做接縫料，以便形成整體，防止掉磚，提高壽命。然而，筒體變形普遍存在，故用耐火澆注料澆灌，鋼殼上焊上鉚固釘，澆注料中摻加鋼纖維增強(qiáng)耐火澆注料，按規(guī)程施工和烘烤，來(lái)滿(mǎn)足窯口筒體襯的生產(chǎn)需要。

在國(guó)外，水泥窯前窯口上廣泛采用剛玉質(zhì)和高鋁質(zhì)鋼纖維增強(qiáng)耐火澆注料，其使用壽命可達(dá)2～8個(gè)。澆注料的高鋁含量高、強(qiáng)度高。因此，抗熱震性差、易開(kāi)裂剝落，降低使用壽命。生產(chǎn)實(shí)踐證明，鋼纖維增強(qiáng)高鋁質(zhì)耐火澆注料的使用效果，比剛玉質(zhì)澆注料要好。

2.回轉(zhuǎn)窯窯口用耐火澆注料的研發(fā)

回轉(zhuǎn)窯窯口用鋼纖維增強(qiáng)剛玉質(zhì)和高鋁質(zhì)耐火澆注料，在多年使用中易發(fā)生開(kāi)裂剝落，即抗熱震性不好，使用壽命較低。據(jù)此，北京通達(dá)、浙江錦誠(chéng)和開(kāi)封特耐等單位，研發(fā)了高鋁質(zhì)耐火澆注料、高鋁莫來(lái)石質(zhì)澆注料和莫來(lái)石質(zhì)耐火澆注料等，使用壽命一年以上，獲得了良好的使用效果。

眾所周知，黏土磚的抗熱震性和耐堿性?xún)?yōu)于高鋁磚，原因是鋁含量低；強(qiáng)度高、耐磨性好、抗震性差。在窯口用澆注料中，Al2O3 含量為50%～70%，強(qiáng)度適中（既兼顧耐磨性，又有適宜的抗熱震性），烘干和耐壓強(qiáng)度（1100℃）分別約為40MPa和70MPa。應(yīng)當(dāng)指出，耐火澆注料是由骨料、粉料、結(jié)合劑和外加劑（物）等組成，使用前基質(zhì)中的相組成處于非平衡狀態(tài)，使用時(shí)在高溫作用下，基質(zhì)中的各組分將遵循相平衡關(guān)系重新組成新的相平衡（即獲得優(yōu)良的使用性能和原位反應(yīng)）。因此，應(yīng)當(dāng)選擇適用的組成材料，優(yōu)化配料設(shè)計(jì)，達(dá)到良好的燒結(jié)性、體積穩(wěn)定性、耐蝕性和高溫力學(xué)性能。