水泥窑用耐火材料的应用现状与发展

　　浙江圣奥耐火材料有限公司坚持科技创新，依靠科技进步不断提升产品质量和档次，以满足各类大型水泥企业不断追求提高设备运转率、降低生产成本的内在需求，产品在市场上供不应求。2005年以来，公司就瞄准了水泥企业的发展机遇，确立了依靠科技创新，走高端市场的发展思路，与国家级科研单位--洛阳耐火材料研究所、北京建筑科学研究院等国内知名科研院所建立起科研合作关系，对公司产品进行了全面优化和提升。
　　圣奥牌耐火材料已形成六大系列60个品种，产品先后进入一些大型水泥企业。去年4月公司产品首次进入国际市场，200余吨水泥使用耐火材料成功进入哥伦比亚，目前公司正在同一些南亚、俄罗斯等国企业洽谈业务。
　　为了不断提升圣奥牌耐火材料的内在品质，公司以国外先进指标为参照值，制订出高于国家标准的企业产品标准体系，并以此作为科研开发的方向和产品质量考核的标准。与此同时，公司科研人员联合有关专家，对各种耐火材料的上百种配方进行科学对比研究和性能测试，以提高产品使用效果。在原料选用上，公司坚持选用优质原料组织生产。这些措施的采用使圣奥牌耐火材料的防爆、耐磨及热稳定性能远远优于国家颁布的《水泥窑用耐火材料使用规范》所规定的指标。
　　第一部分
　　圣奥公司现代机立窑节能型衬里技术与实践
　　机立窑水泥企业是中国水泥工业的特色，随着国家产业政策的调整，环保执法的力度加大，以及ISO新标准的实施，对立窑企业将是一个严竣的挑战，因此立窑企业只有加大科技投入力度，依靠合理的生产工艺、先进的生产设备、科学的管理方法，彻底的粉尘治理，才能够以低成本的投入，实现优质、高产低消耗（即各种生产指标、经济效益）达到现代化的水泥生产要求，立窑企业才有生存空间。
　　机立窑是我国建材工业中大量消耗能源的窑炉之一，节约能源显得十分重要。十几年来随着机械化立窑的不断发展，对优质耐火材料的需求也日益迫切，这种市场需求，有力地促进了我所在耐火材料方面的研究更进一步，并向优质高效、多品种、系列化发展，在提高质量、发展品种方面又取得了一定的成绩。至今在全国400多机立窑厂家使用实践表明，可降热耗15-20%，且改善操作工况，为高产优质创造良好的条件。
　　第一章：立窑窑衬的作用及机理
　　一.   窑衬的作用
　　1.保护筒体
　　立窑是一个高温煅烧设备，料球在烧成带的煅烧温度达到1450℃，然而立窑筒体只是一个用一厘米厚的钢板卷制成的外壳，必须要求具有一定强度和密封性能的窑衬材料来保护它，共同承担来自窑内物料和气体的高温、高压、腐蚀、磨损作用，以完成物料在窑内的一系列物理化学变化过程。
　　2.减少热损失
　　每生产一吨熟料，需要消耗发热量为5500×4.18KJ/kg的实物煤146～200公斤，这其中真正用于熟料煅烧的用煤约80公斤，即：理论热耗仅占51%；另外，蒸发料球水分的热耗占15.8%、熟料带走6.5%、烟气带走5.2%，其余22.55%为包括“窑壁散热”在内的各种热损失。因此，窑衬材料的隔热保温对于立窑煅烧节能十分重要。
　　3.稳定热工制度
　　在立窑内，物料主要依靠自重作垂直向下运动，相互之间交叉换位较少，造成料球受热不均；加上窑体结构带来的先天不足，如：“边风过剩、中心通风不良”及窑壁散热损失等原因，使中部需要热量少、边部需要热量多，在立窑的同一断面上，煅烧所需要的热量是不一样的，一般情况下，边部比中部多需要（300～500）×4.18KJ/kg，这给生产工艺及煅烧操作带来难度。从传热角度考虑，优化窑衬材料、强化隔热保温效果、减少窑壁散热损失，是均衡立窑断面热力强度、稳定热工制度的最佳选择。
　　4．改善立窑煅烧状态
　　窑体内壁的形状由窑衬材料砌筑所决定，它直接影响着窑内风、料、煤的动态三平衡。上部预烧带的喇叭口角度、下部冷却带的倒喇叭口和倒阶梯形式，对控制立窑煅烧过程中的加料速度、上火速度、卸料速度三平衡至关重要。它不仅引导边风向窑中心移动、强化中心通风，而且在冷却带逐步扩大物料之间的空隙率，减小通风阻力、预热底风、改善熟料质量；近年来研制的新型节能窑衬材料，配套合理、热阻增大，还可以适当减薄立窑衬里厚度，在窑体规格不变的情况下，扩大窑内有效容积，提高单机生产能力及熟料台时产量。
　　一.   立窑对窑衬材料的要求
　　常用的窑衬材料实际上是由三部分组成：耐火材料、隔热保温材料和胶结材料。
　　1.耐火材料
　　①抗高温热力损失：耐火度不低于1580℃的无机非金属材料及制品称之为耐火材料。在窑内高温作用下，不软化、不溶化；在正常或不正常的情况下，都能保持一定的结构强度和体积密度的稳定性。这种耐火材料砌筑的窑体衬里，才能维持正常的操作和生产。
　　②抗酸碱化学侵蚀：物料在窑内的煅烧过程，要经过一系列各种复杂的物理化学反应，不同部位产生的酸性气体或碱性熔渣都会侵蚀窑衬。尤其是烧成带，反应物料在高温下出现液相，对耐火材料的化学侵蚀作用更为强烈。因此要求材料不能参与化学反应，不出现粘料现象。
　　③抗物料运动磨损：立窑煅烧过程中，物料从由上到下、从低温到高温、再到低温不停地运动。窑体内壁的衬里始终经受着物料的运动磨损，尤其是煅烧后形成的熟料磨琢性较强，对衬里的磨损更为严重。因此，砌筑在窑体内壁的耐火材料必须具备较强的抗磨能力。
　　④规范的外形尺寸：耐火材料的砌筑质量对立窑煅烧过程有着重要影响。立窑内壁不圆，煅烧时容易引起“偏火”现象；砖面不平、接触不紧密，在窑内底火位置不稳定时，由于热震现象会发生衬里松动，降低使用寿命和窑体热损失增加等等。因此，耐火砖的形状和外形尺寸一定要规范和准确，这是保证砌筑质量最基本的条件。