水泥窑用耐火材料的损坏因素及各种耐火砖的理化指标

　　水泥窑是将生料烧成熟料，窑衬耐火材料受到的综合影响因素如下：

　　(1)温度因素;

　　(2)化学侵蚀;

　　(3)机械磨损。

　　上述诸因素的影响，在窑内各部分尚有差异。因此，水泥窑用耐火材料的选择，要与各部位工作条件相适应，即采用多品种合理配套的材料。

　　对窑衬影响的因素如下：

　　(1)温度因素。水泥窑各部位的温度不同，对窑的材料要求不一。水泥窑各部位温度和对窑衬材料的要求见下表。

　　水泥窑各部位温度和对材料的要求

　　大型预分解窑(PC窑)使用冷却机和多风道烧嘴，窑头又加强了密闭。在河北某水泥厂，日产熟料4000t的Φ4.7m×74m窑上，二次空气温度约1150℃，窑尾气流温度1050～1100℃，高1200℃，且离窑筒熟料温度达1400℃。在过渡带、烧成带、冷却带、窑门罩、冷却机、喉部和烧嘴等处温度差异明显，须相应采用系列的新型材料。

　　温度波动，砖内部产生热应力，造成砖的破坏。水泥窑内火焰温度约1700~1800℃，热量主要通过辐射传给窑衬材料，而窑衬材料的表面温度随窑的转动而发生周期性的变化，温度达200℃以上。窑的转速为1～3r/min，即窑衬材料每天经受1400～4300次温度茶、差为200℃以上的热应力作用。无疑，宜选择耐温度变化的窑衬材料，即抗热震性良的材料。

　　(2)化学侵蚀。在悬浮预热器窑(SP窑)、窑外分解窑(PC窑)和立波尔窑系统内，由原料和燃料中带来碱、硫酸盐和氯化物等挥发性组分挥发激素，反复循环，导致窑中这些组分富集。与原始生料相比，热级预热器窑中K2O+Na2O,SO2和Cl-的含量分别增达3～5倍和80～100倍。相应部位窑气中这些组分的含量也增加，渗入砖内，使砖破裂损坏。在热两预热器、预分解炉、上升烟道、喂料斜坡和窑筒后部1/3部位中，易形成膨胀性的钠霞石(Na2·Al2O3·2SiO2)、钾霞石(K2·Al2O3·2SiO2)、自榴石(K2·Al2O3·4SiO2)等矿物，窑料与粘土砖(Al2O3≥40%)反应形成2C2S·CaCO3、2C2S·CaSO4和2CaSO4·K2SO4等结皮的特征矿物。

　　在熟料中挥发组分含量过高时，连冷却机热端、窑门罩和3, 次风管道中的普通高铝砖和粘土砖也会发生碱裂。

　　所以在工作温度为800～1200℃所有部位都应采用一系列能耐碱的半酸性粘土砖和浇注料。

　　(3)机械破坏。回转窑内衬材料在高温下随筒体一起转动，长期处于震动状态，同时承受炉料的磨损和冲击作用，导致砖损坏，此是一方面;其次，窑体长期使用变形、内衬材料碱性砖热膨胀性大，导致砖损坏。

　　综观新型干法窑，其窑速较快，窑温较高，并且温差大(2次空气温度达1200℃)，碱侵蚀严重，因此对耐火材料提出更高的要求，宜选用耐碱砖、耐剥落砖、耐火浇注料及隔热材料配套使用。

　　(三)水泥窑用耐火材料

　　水泥窑用耐火材料是多品种材料，应配套综合使用。主要有以下几类：

　　(1)铝硅系耐火材料;

　　(2)隔热耐火材料;

　　(3)浇注料。

　　1. 碱性耐火材料

　　碱性耐火材料主要品种有：镁铬砖、镁砖、尖晶石砖、白云石砖等。镁铬砖又分有普通镁铬砖、直接结合镁铬砖、半直接结合镁铬砖。

　　碱性耐火材料主要用于水泥窑烧成带、过渡带和窑口部位。特别指出，尖晶石砖已成为大型水泥窑主要窑衬材料之一，它应用在过渡带，逐步在冷却带、窑口上使用，甚至用于烧成带内。正逐渐取代镁铬砖。