國內在回轉窯上使用較多的耐材是鎂鉻磚和鎂尖晶石磚。鎂鉻磚由于存在六價鉻污染問題，在環(huán)保上屬于應淘汰產品。鎂尖晶石磚導熱系數(shù)大，不利于爐襯的隔熱保溫，而且成本較高。研究者根據(jù)武鋼活性石灰回轉窯的爐況及原燃料的實際情況，進行了磷酸鹽結合復合預制件的開發(fā)。研制的耐火預制件的工作層采用均化礬土為主要骨料，能滿足材料耐磨損性能的要求，成型后無需燒成，成本比傳統(tǒng)鎂鉻磚、鎂尖晶石磚降低了30%，而且杜絕了鉻污染。工作層與保溫層采用了基本相同的基質與結合劑體系，提高了兩者的化學結合強度。工作層與保溫層以鋸齒形或齒輪形形成相互咬合的結構，可有效提高兩者結合界面的抗剪切性能，使爐襯在動態(tài)下具有更高的整體結構強度。

　　耐火預制件體積膨脹性能的研究

　　回轉窯爐體在滾動運行中需要保持爐襯與窯殼之間貼合緊密，防止爐襯與爐殼之間的空隙產生相對滑移造成爐襯的內應力破壞。因此，整體內襯體積在運行下應該具有適當?shù)呐蛎浟?，這需要在配方中加入膨脹劑。研究者選用了優(yōu)質紅柱石作為膨脹劑，利用紅柱石在加熱中晶體轉化成莫來石結構產生的體積膨脹，而且耐熱震性好，機械強度大，荷重軟化點高，并具有較高的化學穩(wěn)定性和抗化學腐蝕性，可以增強爐襯的高溫性能。

　　試驗時，研究者將膨脹劑分別以1a%～5a%(a為常量)的加入量加入到預制件配方，按照GB/T 5072.2-2008、GB/T  5988-2007，分別對成型后預制件工作層試樣的耐壓強度和重燒線變化率進行了檢測，結果分析如下：

　　隨著配方中膨脹劑加入量的增加，試樣的耐壓強度隨之提高，但加入超過2a%后強度有下降的趨勢;試樣的重燒線變化率隨著膨脹劑加入量的增加而顯著增大。膨脹劑的加入量，需要根據(jù)爐襯的工作環(huán)境來綜合考慮。加入量過少，爐襯會有殘余收縮，影響整體強度和使用壽命;加入量過多，則會造成爐襯在使用中的過量膨脹，更易造成結構的損壞。從實驗結果來看，配方中膨脹劑加入量在2a%左右時，復合爐襯的性能較好。

　　耐火預制件保溫層保溫性能的研究

　　為達到較好的保溫隔熱效果，研究者在預制件保溫層配方中采用密度較低的輕質骨料，同時加入一定量的多孔材料，并分別比較了膨脹珍珠巖、蛭石、氧化鋁空心球的使用效果。試驗結果顯示：加入氧化鋁空心球，材料有較高的強度和較小的體積變化率;選用珍珠巖和蛭石對提高材料的隔熱保溫性能效果更好。

　　在綜合考慮強度、耐高溫性能和隔熱性能后，研究者采用了氧化鋁空心球、珍珠巖按一定配比加入的配方，試驗時，他們將氧化鋁空心球、珍珠巖分別按質量以1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1的比例復合加入到預制件保溫層配方中，進行強度與導熱性能的檢測。結果分析如下：隨著氧化鋁空心球加入比例的增大，試樣的烘干及燒后強度逐步增高;加入比例超過2∶1后，試樣強度提高的幅度不是太大。試樣的導熱系數(shù)隨著氧化鋁空心球加入比例的增大而顯著增大，材料的隔熱保溫性能隨之降低。氧化鋁空心球高溫下的強度較高，體積變化穩(wěn)定。珍珠巖在高溫下體積膨脹率較大，可以提高保溫隔熱的效果，但強度低?；诮Y合強度、導熱性能和成本等方面的綜合考慮，當氧化鋁空心球、珍珠巖按2∶1的配比添加時，預制件保溫層的強度與保溫性能指標較為均衡，可以滿足回轉窯內襯使用的要求。