燒結(jié)型復(fù)相系列耐火磚在水泥窯上的應(yīng)用
蔣利強(qiáng)
江蘇華窯光宇科技有限公司，江蘇 無(wú)錫 214200
摘 要 窯系統(tǒng)冷卻機(jī)、窯頭罩、三次風(fēng)管拐彎部、窯尾煙室、冷卻機(jī)矮墻等部位采用不定型耐火材料 的使用壽命較短。燒結(jié)型復(fù)相系列耐火磚是很好的解決方案，其主要有兩種類型：燒結(jié)型復(fù)相掛磚和矮墻復(fù) 相燒結(jié)大磚。其安裝便捷，施工工期短；燒結(jié)型復(fù)相掛磚的耐磨性好，質(zhì)量穩(wěn)定，可避免現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)的質(zhì) 量波動(dòng)，確保整個(gè)使用部位耐火材料質(zhì)量的穩(wěn)定；矮墻復(fù)相燒結(jié)大磚能很好地解決矮墻預(yù)制件因高溫強(qiáng)度不 足難以支撐預(yù)期使用壽命的問(wèn)題。實(shí)踐證明，燒結(jié)型復(fù)相系列耐火磚科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和良好的使用性能能帶 來(lái)諸多使用效果和社會(huì)價(jià)值。
關(guān)鍵詞 燒結(jié) 復(fù)相 耐火磚 掛磚 矮墻 施工 耐磨性 質(zhì)量 壽命
0 引言
目前，在水泥窯系統(tǒng)的冷卻機(jī)、窯頭罩、三 次風(fēng)管拐彎部、窯尾煙室、冷卻機(jī)矮墻等處屬于耐 火材料的易損部位，大部分采用不定型耐火材料， 這些易損部位受到現(xiàn)場(chǎng)施工條件、養(yǎng)護(hù)、烘烤等方 面的影響，耐火材料在遭受相應(yīng)的化學(xué)侵蝕、沖刷 磨損、機(jī)械應(yīng)力和熱剝落等因素的沖擊和侵害后， 使用壽命較短。
耐火材料的過(guò)早損壞，會(huì)增加停窯檢修的次 數(shù)，降低燒成系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率，增加停窯、檢修的 費(fèi)用，不僅減少了水泥熟料的產(chǎn)出，也會(huì)影響窯 系統(tǒng)其他部位耐火材料的使用壽命，增加固體廢 棄物排放。針對(duì)燒成系統(tǒng)耐火材料使用中存在的 這些痛點(diǎn)，江蘇華窯光宇科技有限公司（下文簡(jiǎn) 稱華窯光宇）根據(jù)多年的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和積累，研發(fā) 出燒結(jié)型復(fù)相系列耐火磚，很好地解決了水泥企 業(yè)生產(chǎn)中面臨的這一痛點(diǎn)。本文對(duì)燒結(jié)型復(fù)相系 列耐火磚類型、技術(shù)指標(biāo)、適用部位及應(yīng)用效果 進(jìn)行介紹。
1 燒結(jié)型復(fù)相系列耐火磚類型及其技術(shù)指標(biāo)
1.1 燒結(jié)型復(fù)相系列耐火磚的類型
目前，華窯光宇推出的燒結(jié)型復(fù)相系列耐火 磚主要有兩種類型：燒結(jié)型復(fù)相掛磚（見(jiàn)圖1）和 矮墻復(fù)相燒結(jié)大磚（見(jiàn)圖2）。
1.2 燒結(jié)型復(fù)相系列耐火磚的主要技術(shù)參數(shù)
（1）燒結(jié)型復(fù)相掛磚：Al 2 O3 ≥60%， SiO2+SiC≥30%； 體積密度≥2 600 kg/m3 ；顯氣孔 率≤16%；抗壓強(qiáng)度≥120 MPa；荷重軟化溫度 T0.6 ≥1 600 ℃；熱震穩(wěn)定性（1 100 ℃水冷）≥10次。
（2）矮墻復(fù)相燒結(jié)大磚：Al2O3+SiC≥75%， SiO2 ≤20%；體積密度≥2 600 kg/m3 ，顯氣孔率
≤17%，抗壓強(qiáng)度≥110 MPa，線變化率≤0.1%， 耐磨系數(shù)≤6cc。
1.3 對(duì)施工配套材料的要求
（1） 納米保溫板：SiO2 ≥80%， ZrO2 ≥15%； 最高使用溫度1 050 ℃； 密度280 kg/m3 ；抗壓強(qiáng)度 ≥0.35 MPa； 400 ℃導(dǎo)熱系數(shù)≤0.026 W/m·K， 800℃導(dǎo)熱系數(shù)≤0.042 W/m·K。
（2） 填縫料： Al2O3 ≥45%；體積密度≥ 2 200 kg/m3 ；110 ℃×24 h抗折強(qiáng)度≥6 MPa，110 ℃
×24 h抗壓強(qiáng)度≥60 MPa； 1 100 ℃×3 h抗折強(qiáng)度 ≥6 MPa，1 100 ℃×3 h抗壓強(qiáng)度≥60 MPa；線變 化率±0.5%。
（3）不銹鋼拉筋附件：材質(zhì)0Cr25Ni20。
2 燒結(jié)型復(fù)相系列耐火磚的適用部位
2.1 燒結(jié)型復(fù)相掛磚
燒結(jié)型復(fù)相掛磚適用于窯頭罩墻體、頂蓋，冷卻機(jī)熱端、三次風(fēng)管拐彎、斜坡等部位。
水泥窯窯頭罩墻體、頂蓋、冷卻機(jī)熱端進(jìn)料 部位、一段爐墻及爐頂、擋風(fēng)墻、三次風(fēng)管拐彎 部、斜坡部位等處屬于耐火材料的易損部位，這些 部位要求耐火材料具有較好的耐磨性能，傳統(tǒng)設(shè)計(jì) 中較多采用澆注料配置，實(shí)際使用時(shí)間短，更換頻 率快。而耐火材料的耐磨性能與澆注料自身性能和 施工質(zhì)量有關(guān)，如果現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量不佳，澆注料加 水過(guò)多，耐磨性就大幅降低。實(shí)際使用中，這些部 位澆注料的施工要求很高，現(xiàn)場(chǎng)通常較難保障。其 次是這些部位澆注料更換時(shí)拆除難度大，拆除后需 重新焊接鈀釘，再澆注、養(yǎng)護(hù)、烘烤，消耗大、效 率低。采用燒結(jié)型復(fù)相掛磚技術(shù)方案后不僅便于施 工和更換（見(jiàn)圖3） ，而且有利于耐火材料性能質(zhì) 量、施工質(zhì)量的保障（見(jiàn)圖4）和使用壽命的提高。
2.2 冷卻機(jī)矮墻復(fù)相燒結(jié)大
水泥窯冷卻機(jī)矮墻部位的耐火材料大部分采 用澆注料，但這個(gè)部位受到現(xiàn)場(chǎng)施工條件、養(yǎng)護(hù)、 烘烤等諸多方面的影響，澆注料在相應(yīng)的化學(xué)侵 蝕、沖刷磨損、機(jī)械應(yīng)力及熱剝落等因素的困擾 下，使用壽命較短，并拖累了其他部位耐火材料的 使用壽命。在此情況下，篦冷機(jī)矮墻預(yù)制件作為 一種解決方案開始出現(xiàn)，但預(yù)制件仍然是澆注+烘 烤工藝制作，在冷卻機(jī)運(yùn)行環(huán)境溫度下無(wú)法充分燒結(jié)，高溫強(qiáng)度的不足難以支撐預(yù)期的使用壽命。華 窯光宇通過(guò)高溫?zé)Y(jié)工藝制成大磚并設(shè)計(jì)了大磚間 的互錨結(jié)構(gòu)，推出冷卻機(jī)矮墻專用燒結(jié)復(fù)相大磚的 先進(jìn)獨(dú)特的解決方案。
3 使用效果
在正常的操作條件下，窯系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率≥70%， 燒結(jié)型復(fù)相系列耐火磚使用周期情況。
國(guó)內(nèi)多家大型水泥集團(tuán)熟料生產(chǎn)基地應(yīng)用后對(duì)燒結(jié)型復(fù)相系列耐火磚給予了較高的評(píng)價(jià)：長(zhǎng)時(shí) 間無(wú)需維護(hù)、更換；實(shí)際運(yùn)行中，使用壽命可達(dá)到3～5年。不僅延長(zhǎng)了耐火材料的使用壽命，還可減少工 廠停窯次數(shù)，提高了窯系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率，為工廠進(jìn)一步節(jié) 能降耗、提高熟料產(chǎn)量和質(zhì)量，帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。
4 結(jié)束語(yǔ)
華窯光宇推出的燒結(jié)型復(fù)相系列耐火磚，安 裝便捷，能有效地縮短施工工期，為水泥工廠的停 窯檢修節(jié)約時(shí)間；掛磚的耐磨性好，質(zhì)量穩(wěn)定，可 避免現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)的質(zhì)量波動(dòng)，確保整個(gè)使用部位 耐材質(zhì)量的穩(wěn)定；矮墻燒結(jié)復(fù)相大磚能很好地解決矮墻預(yù)制件因高溫強(qiáng)度不足難以支撐預(yù)期使用 壽命的問(wèn)題。實(shí)踐證明，燒結(jié)型復(fù)相系列耐火磚其 科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和良好的使用性能能帶來(lái)諸多工 藝效果：提高窯系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)率，節(jié)能降耗，提產(chǎn)減排，尤其是減少污染物和固體廢棄物的排放，是 助力水泥工業(yè)低碳生產(chǎn)的好幫手，在一定程度上為 “雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)作出貢獻(xiàn)。
