水泥窯用耐火材料的技術(shù)要求

　　近年來(lái)，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(jī)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(shí)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(duì)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(jì)技術(shù)和施工技術(shù)，延長(zhǎng)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(xiàn)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(shí)具有較高的抗高溫強(qiáng)度和抗機(jī)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(shí)，在堿或硫的作用下，穩(wěn)定在3價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為氧化能力極強(qiáng)的6價(jià)鉻，將對(duì)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(guó)紛紛制定了一系列環(huán)保，衛(wèi)生方面的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)鎂鉻磚的使用進(jìn)行限制。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，由于鎂鉻磚優(yōu)良的性能和低廉的價(jià)格，在相當(dāng)多的國(guó)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(qiáng)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(jī)械應(yīng)力，及在抗熱負(fù)荷等方面，一系列的性能優(yōu)勢(shì)，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(guò)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(diǎn)，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(chēng)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(qiáng)的抗氧化性，與白云石磚，鎂鉻磚相比，此類(lèi)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(qiáng)的抗堿氯硫侵蝕的功能，在生產(chǎn)過(guò)程中回復(fù)晶體裂紋的性能超過(guò)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(diǎn)為2715℃，溫度超過(guò)1660℃才被熟料侵蝕，而氧化鋯顆粒的另一特點(diǎn)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(qiáng)度。對(duì)熟料液相抗侵蝕能力，氧化還原氣氛前其的影響及耐壓強(qiáng)度等方面都具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。早期的鎂鋯磚存在著導(dǎo)熱系數(shù)高于尖晶石磚的特點(diǎn)，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(jìn)一步的提高性能和在保持優(yōu)良行呢個(gè)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(guò)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(guò)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(qiáng)的抗堿性能，與堿反應(yīng)后，生成一層黏性極高的有無(wú)裂紋的保護(hù)層。同時(shí)，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(mǎn)足燒成系統(tǒng)分解爐，回轉(zhuǎn)窯，窯門(mén)，篦冷機(jī)，三次風(fēng)管，前窯口等不同部位工況和需求。該類(lèi)材料具有荷軟溫度點(diǎn)高，強(qiáng)度高，高耐磨蝕，低導(dǎo)熱及良好的抗剝落性能，對(duì)抗機(jī)械應(yīng)力，熱應(yīng)力?；瘜W(xué)反應(yīng)和過(guò)熱，熱疲勞等綜合損壞作用的抵抗能力比較強(qiáng)。
　　三．保溫材料
　　在常規(guī)的耐候材料設(shè)計(jì)時(shí)，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(shí)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(shí)會(huì)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(lèi)狀況，出現(xiàn)了隔熱耐火澆注料及隔熱噴涂料來(lái)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(jì)技術(shù)及耐腐蝕性強(qiáng)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(kāi)，有效的保護(hù)錨固件，延長(zhǎng)其使用壽命3.設(shè)置工作層和輕質(zhì)隔熱層，因煙氣穿過(guò)膨脹縫，耐火材料的裂縫等進(jìn)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(chǎng)家將材料設(shè)計(jì)為二層，將膨脹縫錯(cuò)開(kāi)，阻塞了煙氣的進(jìn)入，有效的保護(hù)了金屬錨固件，進(jìn)而促進(jìn)耐火襯料的正常使用。
　　同時(shí)，由于耐火襯料分為二層，輕質(zhì)隔熱層的容重遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(jī)械應(yīng)力，從而延長(zhǎng)其使用壽命。