水泥窑用耐火材料

水泥窑用耐火材料

一：水泥窑内的工作环境及对耐火材料的要求

新型干法水泥窑是一个大系统。从原材料预热，分解，到高温煅烧生成熟料，直到冷却出料，前后总长几百米。而且这只是主系统，还有庞大的辅助系统，如通风系统，余热发电系统等，都处在高温下，都需要耐火材料的保护。然而，如此庞大的主辅系统除了都在严重的化学侵蚀性气氛中工作外，其他条件多不相同，温度不仅有高低不同，还有变化幅度和频率不同。受力情况更是千差万别，有受气流冲刷的，有受生熟料磨损的，还有受机械应力的。而气流冲刷强度，磨损及机械应力大小又各不相同，情况十分复杂。所以，对耐火材料的性能要求也就十分复杂。不可能只使用一种材料满足所有要求。必须采用系列耐火材料。通观上述情况，水泥窑用耐火材料使用环境虽然千差万别，但是概括起来看也有几条共同的，那就是：严重的化学侵蚀性气氛；较大的机械应力和磨损，较强的热震应力。不同的则主要是温度相差较大。为此对耐火材料提出的主要要求是：抗化学侵蚀性强，强度高、耐磨损，抗热震能力强，不同部位耐火度有较大差别。如果再结合水泥企业检修工作实际，最好能早硬化易烧结早期强度高，那就更好了。

二：几种常用耐火材料性能比较

水泥窑用耐火浇注料现有如下几种：碱性浇注料，高硅质浇注料，高铝质浇注料。

碱性浇注料是指以镁质，镁铝尖晶石质材料为主的一类浇注料。这类材料抗碱性特好，不足之处是热膨胀系数较大，抗热震性较差，如能解决抗热震问题，在水泥窑里应用效果也是不错的。如我公司研制的LN-70高纯铝镁尖晶石浇注料。但该料虽经改性，终因尖晶石热膨胀系数较大，虽经添加氧化锆增韧，提高了抗热震性，但提高有限，在使用中还是多以热震裂纹不断发展而破坏。再一个问题是，该浇注料属高纯材料，烧结较困难，由于难以做到按工艺要求完全烧结，因此使用寿命大打折扣。还有就是价格较贵，尖晶石用高纯铝镁材料熔炼而成，又要添加锆质材料，成本高价格贵在所难免。

高硅质材料是指氧化铝含量小于30%的铝硅质材料，这类材料在一定的温度下能与窑料和窑气中的碱化合物反应，在材料表面迅速形成封闭性的致密保护釉层，阻止了碱的继续内渗，从而保护材料内部不再继续受碱侵蚀，形成良好的抗碱性。但是，这类材料的弱点是荷软温度较低，强度低，耐磨性较差。

高铝质材料是指以氧化铝为主所形成的一类材料。主要包括各种刚玉莫来石等。这类材料的共同特点是高硬度，高耐磨，不足之处是不耐碱，因为氧化铝与(K,Na)2O反应能形成β-氧化铝，产生体积膨胀，破坏材料结构，当有硅质材料存在时能形成霞石，不仅体积膨胀，而且熔点较低，使用性能大幅下降。

三：水泥窑用耐火材料损坏机理分析

1：碱性剥落

2：热震裂纹和机械应力损坏

3：磨损

气流冲刷

物料磨损

4：非材料性能引起的破坏

施工缺陷：施工引起，材料施工性能不好造成缺陷，流动性不好，材料偏析，施工裂纹等养护没达到工艺要求：烘裂，没烧结强度低

辅助器材：混料机，胎模，震动器

锚固件焊接，包扎，结构，预留逢位置大小

四：我公司高强高耐磨浇注料性能分析

1、高强高耐磨性分析：性能来自材料本身性质。该浇注料主料选用高铝刚玉质材料，刚玉大家都知道是高硬度高强度的材料，耐磨损是肯定的。但在浇注料里只有颗粒耐磨是没有用的，还必须结合剂与基质部分同样耐磨才行。在基质中我们采用的是与刚玉同质材料@-AL2O3微粉，所以浇注料整体耐磨性很好。

2、抗热震性能分析：单纯刚玉质材料耐磨性虽好，但抗热震较差，所以我们又加入部分sio2，使其产生部分莫来石，莫来石的热膨胀系数只有镁质材料的三分之一，刚玉的二分之一，加之与刚玉热膨胀系数不同造成的微裂纹增韧效应，这就提高了材料的抗热震性。

3、耐碱性问题的解决：如果说刚玉的耐碱性还勉强说的过去，莫来石在碱性条件下是很不稳定的。所以普通高铝材料用在水泥窑内是肯定不行的。但是我们的高强高耐磨浇注料由于加入了能形成抗碱性保护膜的材料，对刚玉莫来石起保护作用，因此，使刚玉莫来石在保持其优良特性的同时，又具备了很好的抗碱性。因此，全面满足了水泥窑对耐火材料的要求。

4、NH-高强耐磨与NH-高纯尖晶石性能对比

从上表可以看:NH-高强耐磨浇注料的各项强度指标均高于NH-高纯尖晶石浇注料,只有最使用用温度稍低,而实际使用温度1500℃已经足够。