水泥窯用耐火材料的技術(shù)要求

　　近年來，水泥生產(chǎn)的原料,燃料復(fù)雜化，特別是大量固體廢棄物被用作原料，燃料，至使耐火材料所承受的熱，機械應(yīng)力和化學(xué)腐蝕大幅度增加，導(dǎo)致水泥窯用耐火襯里的使用周期縮短，耐火材料消耗增加，同時大大影響了水泥生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)效益。因此，一些耐火材料的工作者針對上述情況做了大量的工作，并研究出一批新品種的耐火材料，新的設(shè)計技術(shù)和施工技術(shù)，延長了耐火材料額使用周期，降低了耐火材料的消耗，取得明顯的效果，線將應(yīng)用較為廣泛的耐火材料及相關(guān)技術(shù)要求介紹如下：
　　一．堿性耐火材料
　　1.直接結(jié)合鎂鉻磚。直接結(jié)合鎂鉻磚具有較高的抗高溫性能，抗SIO₂侵蝕和抗氧化還原作用，同時具有較高的抗高溫強度和抗機械應(yīng)力，及較好的掛窯皮性能，被大量用在水泥窯燒成帶。由于鎂鉻磚使用時，在堿或硫的作用下，穩(wěn)定在3價鉻轉(zhuǎn)化為氧化能力極強的6價鉻，將對人體產(chǎn)生極為嚴(yán)重的危害，從20世紀(jì)80年代中期起，世界各國紛紛制定了一系列環(huán)保，衛(wèi)生方面的標(biāo)準(zhǔn)，對鎂鉻磚的使用進行限制。進入20世紀(jì)90年代，由于鎂鉻磚優(yōu)良的性能和低廉的價格，在相當(dāng)多的國家和地區(qū)正在使用性能比鎂鉻磚更為優(yōu)良的直接結(jié)合鎂鉻磚，將其用在工況條件較為苛刻的大型預(yù)分解窯上。
　　2.尖晶石磚。尖晶石磚出現(xiàn)在上世紀(jì)90年代，不但具有較強的掛窯皮能力，而且在抗堿，硫熔融物和熟料液相侵蝕，抗熱震和窯體變形產(chǎn)生的機械應(yīng)力，及在抗熱負荷等方面，一系列的性能優(yōu)勢，使其成為當(dāng)今世界堿性磚技術(shù)發(fā)展的主流。其中，鎂鉻尖晶石磚用在水泥燒成帶和上過度帶部位，具有耐火度高，彈性結(jié)構(gòu)良好，抗熱力學(xué)侵蝕性能好的優(yōu)點，可取代鎂鉻磚和一般堿性磚。鎂鐵尖晶石磚和鎂錳尖晶石磚俗稱活性尖晶石磚，鎂鐵尖晶石磚是20世紀(jì)90年代末出現(xiàn)的新品種，具有耐火度高和較強的抗氧化性，與白云石磚，鎂鉻磚相比，此類尖晶石磚具有較高的接卸和熱化學(xué)性能。鎂錳尖晶石磚的耐火度高于鎂鐵尖晶石，錳離子的活性較高，具有更強的抗堿氯硫侵蝕的功能，在生產(chǎn)過程中回復(fù)晶體裂紋的性能超過鎂錳尖晶石。
　　3.鎂鋯磚。鎂鋯磚具有較高的耐火度，氧化鋯溶化點為2715℃，溫度超過1660℃才被熟料侵蝕，而氧化鋯顆粒的另一特點是顆粒四周形成微裂紋，從而吸收外部應(yīng)力，在熱態(tài)和冷態(tài)條件下，具有較大的抗斷裂強度。對熟料液相抗侵蝕能力，氧化還原氣氛前其的影響及耐壓強度等方面都具有明顯的優(yōu)點。早期的鎂鋯磚存在著導(dǎo)熱系數(shù)高于尖晶石磚的特點，此情況已被改善。鎂鋯磚具有優(yōu)良的性能，用在工況條件苛刻的水泥窯內(nèi)，在進一步的提高性能和在保持優(yōu)良行呢個的氣體下，降低生產(chǎn)成本，便于推廣應(yīng)用。
　　二．高鋁質(zhì)耐火材料
　　氧化鋁含量小于25%的耐火材料，具有較好的抗堿氯侵蝕能力，但之呢過承受1200℃的溫度，而氧化鋁含量較高的耐火材料，其耐火度高，但抗堿侵蝕的能力較差，在使用過程中耐火材料與堿反應(yīng)的生成物放生體積膨脹，材料的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。目前，由于碳化硅具有較強的抗堿性能，與堿反應(yīng)后，生成一層黏性極高的有無裂紋的保護層。同時，由于碳化硅具有極高的導(dǎo)熱性能和耐磨蝕性能，所以有AL₂O₃-SIC組成的高耐火材料相繼出現(xiàn)，并產(chǎn)生了非常好的效果，能滿足燒成系統(tǒng)分解爐，回轉(zhuǎn)窯，窯門，篦冷機，三次風(fēng)管，前窯口等不同部位工況和需求。該類材料具有荷軟溫度點高，強度高，高耐磨蝕，低導(dǎo)熱及良好的抗剝落性能，對抗機械應(yīng)力，熱應(yīng)力。化學(xué)反應(yīng)和過熱，熱疲勞等綜合損壞作用的抵抗能力比較強。
　　三．保溫材料
　　在常規(guī)的耐候材料設(shè)計時，保溫材料一般采用硅酸鈣板，而固體廢棄物在好水泥窯中處理時增加了堿氯硫的富集量，如果沉積在硅鈣板中，易使硅鈣板分化，熱損失加重，同時會嚴(yán)重腐蝕金屬錨固件。影響工作層的正常使用，為緩解此類狀況，出現(xiàn)了隔熱耐火澆注料及隔熱噴涂料來取代硅鈣板，并取得了明顯的效果。
　　四．錨固件
　　隨著水泥工業(yè)的迅速發(fā)展，相應(yīng)一些減緩金屬腐蝕的設(shè)計技術(shù)及耐腐蝕性強的材料也相繼出現(xiàn)，主要有：1.抗堿氯硫侵蝕的陶瓷錨固劑，可緩解因煙氣侵蝕金屬錨固件而導(dǎo)致的耐火材料損壞：2.抗堿氯硫侵蝕圖層，將有害物與金屬錨固件隔開，有效的保護錨固件，延長其使用壽命3.設(shè)置工作層和輕質(zhì)隔熱層，因煙氣穿過膨脹縫，耐火材料的裂縫等進入材料內(nèi)部結(jié)果，在高溫下直接侵蝕錨固件，影響耐火材料的正常使用，有些廠家將材料設(shè)計為二層，將膨脹縫錯開，阻塞了煙氣的進入，有效的保護了金屬錨固件，進而促進耐火襯料的正常使用。
　　同時，由于耐火襯料分為二層，輕質(zhì)隔熱層的容重遠遠低于工作層，所以各種耐火材料重量減輕，減緩了錨固件的機械應(yīng)力，從而延長其使用壽命。