水泥窯用耐火材料的損壞因素及各種耐火磚的理化指標(biāo)

　　水泥窯是將生料燒成熟料，窯襯耐火材料受到的綜合影響因素如下：

　　(1)溫度因素;

　　(2)化學(xué)侵蝕;

　　(3)機械磨損。

　　上述諸因素的影響，在窯內(nèi)各部分尚有差異。因此，水泥窯用耐火材料的選擇，要與各部位工作條件相適應(yīng)，即采用多品種合理配套的材料。

　　對窯襯影響的因素如下：

　　(1)溫度因素。水泥窯各部位的溫度不同，對窯的材料要求不一。水泥窯各部位溫度和對窯襯材料的要求見下表。

　　水泥窯各部位溫度和對材料的要求

　　大型預(yù)分解窯(PC窯)使用冷卻機和多風(fēng)道燒嘴，窯頭又加強了密閉。在河北某水泥廠，日產(chǎn)熟料4000t的Φ4.7m×74m窯上，二次空氣溫度約1150℃，窯尾氣流溫度1050～1100℃，高1200℃，且離窯筒熟料溫度達1400℃。在過渡帶、燒成帶、冷卻帶、窯門罩、冷卻機、喉部和燒嘴等處溫度差異明顯，須相應(yīng)采用系列的新型材料。

　　溫度波動，磚內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力，造成磚的破壞。水泥窯內(nèi)火焰溫度約1700~1800℃，熱量主要通過輻射傳給窯襯材料，而窯襯材料的表面溫度隨窯的轉(zhuǎn)動而發(fā)生周期性的變化，溫度達200℃以上。窯的轉(zhuǎn)速為1～3r/min，即窯襯材料每天經(jīng)受1400～4300次溫度茶、差為200℃以上的熱應(yīng)力作用。無疑，宜選擇耐溫度變化的窯襯材料，即抗熱震性良的材料。

　　(2)化學(xué)侵蝕。在懸浮預(yù)熱器窯(SP窯)、窯外分解窯(PC窯)和立波爾窯系統(tǒng)內(nèi)，由原料和燃料中帶來堿、硫酸鹽和氯化物等揮發(fā)性組分揮發(fā)激素，反復(fù)循環(huán)，導(dǎo)致窯中這些組分富集。與原始生料相比，熱級預(yù)熱器窯中K2O+Na2O,SO2和Cl-的含量分別增達3～5倍和80～100倍。相應(yīng)部位窯氣中這些組分的含量也增加，滲入磚內(nèi)，使磚破裂損壞。在熱兩預(yù)熱器、預(yù)分解爐、上升煙道、喂料斜坡和窯筒后部1/3部位中，易形成膨脹性的鈉霞石(Na2·Al2O3·2SiO2)、鉀霞石(K2·Al2O3·2SiO2)、自榴石(K2·Al2O3·4SiO2)等礦物，窯料與粘土磚(Al2O3≥40%)反應(yīng)形成2C2S·CaCO3、2C2S·CaSO4和2CaSO4·K2SO4等結(jié)皮的特征礦物。

　　在熟料中揮發(fā)組分含量過高時，連冷卻機熱端、窯門罩和3, 次風(fēng)管道中的普通高鋁磚和粘土磚也會發(fā)生堿裂。

　　所以在工作溫度為800～1200℃所有部位都應(yīng)采用一系列能耐堿的半酸性粘土磚和澆注料。

　　(3)機械破壞。回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯材料在高溫下隨筒體一起轉(zhuǎn)動，長期處于震動狀態(tài)，同時承受爐料的磨損和沖擊作用，導(dǎo)致磚損壞，此是一方面;其次，窯體長期使用變形、內(nèi)襯材料堿性磚熱膨脹性大，導(dǎo)致磚損壞。

　　綜觀新型干法窯，其窯速較快，窯溫較高，并且溫差大(2次空氣溫度達1200℃)，堿侵蝕嚴(yán)重，因此對耐火材料提出更高的要求，宜選用耐堿磚、耐剝落磚、耐火澆注料及隔熱材料配套使用。

　　(三)水泥窯用耐火材料

　　水泥窯用耐火材料是多品種材料，應(yīng)配套綜合使用。主要有以下幾類：

　　(1)鋁硅系耐火材料;

　　(2)隔熱耐火材料;

　　(3)澆注料。

　　1. 堿性耐火材料

　　堿性耐火材料主要品種有：鎂鉻磚、鎂磚、尖晶石磚、白云石磚等。鎂鉻磚又分有普通鎂鉻磚、直接結(jié)合鎂鉻磚、半直接結(jié)合鎂鉻磚。

　　堿性耐火材料主要用于水泥窯燒成帶、過渡帶和窯口部位。特別指出，尖晶石磚已成為大型水泥窯主要窯襯材料之一，它應(yīng)用在過渡帶，逐步在冷卻帶、窯口上使用，甚至用于燒成帶內(nèi)。正逐漸取代鎂鉻磚。