耐火材料在水泥工业及氧化铝回转窑内衬的应用

水泥工业用耐火材料

碱性耐火材料

碱性耐火材料具有耐高温煅烧和耐化学侵蚀能力较强的良特性，是实现水泥窑生产质、高产、低消耗和长期运转的关键性窑衬材料。但它又具有易受潮变质、热膨胀率大、热导率高和抗热震性较差的主要缺点。目前适应于水泥窑的进口和国产碱性耐火材料主要包括直接结合镁铬砖、半直接结合镁铬砖、普通镁铬砖、白云石砖、含锆和不含锆的各类特种镁砖、尖晶石和化学结合不烧镁铬砖等。

高铝质砖

高铝质砖具有较高的抗压强度和荷重软化温度以及较好的抗热震性。由于其价廉质，因而被广泛应用于各种水泥窑上。各种类型的磷酸盐结合的高铝砖，均以强度较高(不小于60MPa)，抗热震性好为特征，但他们在高温蠕变较大，所以用于拱顶部位时以煅烧高铝砖为好。

在高铝砖内，少量ZrO2的引入，利用ZrO2单斜与四方型之间的相变，可导致微裂纹的存在和抗热震性能的改善。选择适当的颗粒级配使砖的显气孔率较高，但强度也高，降低了其热导率和热膨胀性。在水泥窑内使用中转面形薄层的釉状膜，保护砖不受进一步的碱蚀。

适用于水泥窑的高铝质砖主要包括磷酸盐结合高铝砖、磷酸盐结合高铝质耐磨砖、抗剥落高铝砖、化学结合(特种)高铝砖以及普通高铝砖等。

系列耐碱砖

耐碱砖具有良的耐碱侵蚀性能，在一定条件下能与窑料和窑气中碱化合物反应并在转上迅速形成封闭型的致密保护釉层，防止了继续内渗和砖的“碱裂”损窑特别是新型干法窑不可缺少的窑衬材料之一。系列耐碱砖包括普通耐碱砖、高强耐碱砖、耐碱隔热砖以及拱顶型耐碱砖等。

系列耐火浇注料

耐火浇注料具有生产工艺简单、生产耗能、使用灵活方便等特点，在水泥窑系统内，特点是在结构复杂的预热器系统内的应用日趋普遍。适用于水泥窑的耐火浇注料主要包括刚玉质浇注料、高铝质浇注料、耐碱浇注料和轻质浇注料等。

耐火材料在氧化铝回转窑中的应用

目前，由于原料的原因，我国氧化铝的生产流程大多采用烧结法和联合法。铝矾土的干燥、煅烧，氢氧化铝的焙烧等耐火材料施工工艺大多采用回转窑。近年来，引进的流态化焙烧装置已普遍使用，但在一些老厂的回转窑仍占较大的比重。

回转窑是氧化铝熟料的烧结窑。在制取氧化铝时，先将铝矾土与纯碱和石灰按比例配料装进回转窑，经过1200-1300℃煅烧后出窑，而后经过适当处理制成氢氧化铝及母液；将氢氧化铝装进回转窑中，在1200℃的高温煅烧即可制成。回转窑内的煅烧过程为：高温火焰和被加热物料在炉内作逆向运动。碱石灰铝矾土生料浆（含水40%）或氢氧化铝（含水12%-18%）由窑尾加入，经低温干燥脱水、加热、高温煅烧，从窑头出料，而高温气体由窑头向窑尾流动。因此窑内分为预热带和高温煅烧带。为防止浆料在加热煅烧过程中粘结窑衬和强化传热过程，在耐火材料砌体间还没设置有链条，在窑体作旋转运动过程中，不断地打击物料和衬砖，对窑衬的使用寿命有一定的影响。

氧化铝生产用回转窑窑体为钢板焊接而成的简体，内衬耐火材料。耐火材料工作环境恶劣、条件苛刻。它应当具有如下一些特性：抗碱侵蚀能力强；能承受动载荷的冲击；能抵抗炉料的侵蚀；能耐高温气流的冲蚀。回转窑所使用的耐火材料以高铝砖和镁铬砖为主，低温干燥窑则使用黏土砖做内衬。目前，不定形耐火材料在铝工业得到了广泛的应用，在回转窑的窑口易变形损坏；在氧化铝熟料窑的过渡带，环境温度为400-1000℃，受碱侵蚀和机械性破坏严重，内衬经常脱落。

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