耐火磚的設(shè)計(jì)、選型、配套方案，賦予了水泥窯耐火材料先天的性能，具體與耐火磚的高度即窯襯的厚度)、磚型尺寸、材質(zhì)及對(duì)應(yīng)的使用區(qū)間等幾個(gè)方面有關(guān)。這與材料本身性能、砌筑施工質(zhì)量、工藝操作等因素共同決定了水泥窯耐火材料的使用壽命和效果。?

? ?眾所周知，水泥回轉(zhuǎn)窯耐火材料的壽命和效果與材料本身性能、砌筑施工質(zhì)量、工藝操作等因素有關(guān)，也與科學(xué)的設(shè)計(jì)、正確的選型、配套分不開(kāi)。而設(shè)計(jì)選型、配套方案賦予了某臺(tái)水泥窯耐火材料的天性，關(guān)系到先天有無(wú)缺陷的大問(wèn)題，不可忽視。

　　根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為耐火材料的設(shè)計(jì)、選型、配套主要從耐火磚的高度(即窯襯的厚度)、磚型尺寸、材質(zhì)及對(duì)應(yīng)的使用區(qū)間等幾個(gè)方面著手。本文就此展開(kāi)論述，僅供參考。

1 ?耐火磚高度的確定

　　大部分人認(rèn)為水泥窯磚的使用壽命與窯磚高度成正比，但經(jīng)過(guò)我們多年的統(tǒng)計(jì)資料分析，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有明顯差異，JC／T2196—2013《水泥回轉(zhuǎn)窯用耐火材料使用規(guī)程》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》)培訓(xùn)教材有專門章節(jié)闡述這個(gè)問(wèn)題。曾經(jīng)有個(gè)水泥廠要求在他3.5 m窯上使用250 mm高度的耐火磚，經(jīng)過(guò)多方說(shuō)服，最后采用了220 mm的磚，但最終使用壽命沒(méi)有明顯差異。

　　《規(guī)程》推薦了4種厚度，分別為180 mm、、220 mm、250 mm。推薦選擇方式見(jiàn)表1。

? ? 針對(duì)西南地區(qū)的特點(diǎn)，結(jié)合水泥廠的使用習(xí)慣和實(shí)際使用效果，經(jīng)過(guò)收集整理近10年的檢修用磚和備磚數(shù)據(jù)，在滿足使用功能的前提下，用最少的磚型儲(chǔ)備，滿足最大的市場(chǎng)需求，建議調(diào)整磚型選擇范圍見(jiàn)表2。

　　這樣調(diào)整之后，儲(chǔ)備200 mm、220 mm的耐火磚就可以滿足整個(gè)西南地區(qū)90％的窯的需求(西南地區(qū)90％的窯徑都在3.3 m～5.4 m之間)，180 mm、磚型可以不作為常備物資2 ?耐火磚厚度的確定

　　現(xiàn)在常用的磚型根據(jù)厚度不同主要有VDZ、ISO兩種磚型標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)《規(guī)程》推薦VDZ標(biāo)準(zhǔn)主要用于堿性磚，ISO標(biāo)準(zhǔn)主要用于硅鋁質(zhì)耐火磚，這兩種標(biāo)準(zhǔn)各有優(yōu)缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)40來(lái)年的使用，證明是很好的，是能滿足使用要求的。一般情況下我們就按照《規(guī)程》推薦標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇磚型，但我們也嘗試將VDZ標(biāo)準(zhǔn)用于硅鋁質(zhì)耐火磚(如硅莫磚、抗剝落高鋁磚)，也取得了滿意的效果，克服了ISO磚型的部分缺點(diǎn)。對(duì)于VDZ標(biāo)準(zhǔn)因錐角較小而容易掉磚的問(wèn)題，因某品牌高溫膠泥的推廣而得到了很好的遏制。

? ? ?但對(duì)于我們來(lái)講，能否有比這兩種方案更好的方案呢?在天津院陳友德教授指導(dǎo)下，我們分析VDZ、ISO兩種磚型標(biāo)準(zhǔn)制定的歷史背景和工藝特點(diǎn)，也嘗試使用一種新的磚型標(biāo)準(zhǔn)代替上述兩種標(biāo)準(zhǔn)，目前正在進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，效果有待考證。

　　在這里，筆者將一些思路給大家分享，希望得到大家的幫助。

　　(1)用VDZ標(biāo)準(zhǔn)等中間尺寸的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合ISO標(biāo)準(zhǔn)π／3的思路，將耐火磚的等中間尺寸調(diào)整為100兀／4，即78.5 mm，因?yàn)槠渲虚g尺寸的厚度與兀相關(guān)且窯徑一般都是100 mm的整數(shù)倍，100可以整除，所以每環(huán)磚的數(shù)量應(yīng)該是整數(shù)塊，理論上講可以不再使用鎖縫磚(實(shí)際砌筑時(shí)會(huì)受磚型尺寸制造誤差、筒體橢圓度等因素的影響而需要使用鎖縫磚，但數(shù)量會(huì)減少)，方便砌筑，為減少鎖磚的數(shù)量和磚型創(chuàng)造了條件。

　　鎖縫磚厚度盡量大于標(biāo)準(zhǔn)磚的厚度，以規(guī)避砌筑規(guī)范中打鎖磚鋼板位置的規(guī)定。

　　(2)磚型尺寸參數(shù)中盡量避免1 mm以下的數(shù)值，即以mm為單位的整數(shù)，方便記憶和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、工廠管理等。

　　(3)適當(dāng)增加耐火磚的厚度，將原VDZ標(biāo)準(zhǔn)的厚度71.5 mm.增加到78.5mm，厚度增加了7 mml，增9.79％，每環(huán)磚的數(shù)量減少了約10％，單塊磚重量?jī)H增加了10％(200 mm的鎂鐵磚重量約為9.20 kg，的鎂鐵磚重量約為10.12 kg)，在保證整個(gè)磚體的彈性降低不多的情況下，將ISO磚的重量降低了很多，工人勞動(dòng)強(qiáng)度會(huì)大幅降低，同時(shí)比VDZ標(biāo)準(zhǔn)增加不多。

　　(4)可以適用于堿性磚、硅鋁質(zhì)耐火磚磚等水泥窯的所有磚型，可以替代ISO、VDZ兩種系列磚型。 .

　　(5)適用范圍為窯徑①3.3m～①6.2m，至于更小的窯和更大的窯，另作考慮。

　　設(shè)想的一種新磚型的尺寸見(jiàn)表3。

3 ?材質(zhì)和對(duì)應(yīng)使用區(qū)間的確定

　　俗話說(shuō)，好鋼用到刀刃上，對(duì)水泥窯而言不是價(jià)錢貴的磚就適合整窯通用，必須與工況相匹配。

　　案例：云南某廠中4.3 m窯。 因廠里非計(jì)劃停窯，廠里急需用磚，于是將硅莫紅磚用于了燒成帶(使用前得到耐火磚制造商的承諾，保證壽命不低于1卟月)，投料僅12個(gè)小時(shí)不到新?lián)Q的2 in磚就全部燒損，同期換上去相鄰的2 m直接結(jié)合鎂鉻磚沒(méi)有任何問(wèn)題。筆者認(rèn)為，這是材質(zhì)和對(duì)應(yīng)使用區(qū)間存在誤區(qū)。

3.1 材質(zhì)選擇的幾個(gè)原則

　　(1)必須滿足基本使用功能，同時(shí)盡量減少耐火磚的品種和磚型數(shù)量。?

? ? (2)壽命盡量能夠匹配，如前窯口澆注料、上下過(guò)渡帶、燒成帶壽命能基本匹配，能夠一次檢修最好。

　　(3)大修周期可控：確保1年1次大修，爭(zhēng)取年2次大修。

3.2 各部位耐火材料選用經(jīng)驗(yàn)

　　(1)燒成帶必須使用堿性磚。

　　燒成帶必須使用堿性磚(不含鎂鋁尖晶石磚)，比如直接結(jié)合鎂鉻磚、鎂鐵尖晶石磚、白云石磚等，尤以鎂鐵尖晶石磚、白云石磚為佳，直接結(jié)合鎂鉻磚物美價(jià)廉，但有環(huán)保壓力、壽命偏短的缺點(diǎn)。

　　目前我們了解到大部分國(guó)產(chǎn)品牌鎂鐵尖晶石磚使用壽命在6~10個(gè)月之間，能達(dá)到12個(gè)月的很少。我公司推薦使用奧鎂廠鎂鐵尖晶石磚，其壽命保證值不低于12個(gè)月，但正常使用壽命可達(dá)18個(gè)月，甚至有約30％能到達(dá)20+月。

　　目前奧鎂磚價(jià)格比國(guó)產(chǎn)的高出10％～15％左右，但壽命如果達(dá)到12個(gè)月也最少增加20％壽命，如果能達(dá)到18個(gè)月就增加了50％，性價(jià)比高，就是全款提貨的銷售方式有點(diǎn)讓人難于接受，但如果算上銀行貸款的財(cái)務(wù)費(fèi)用也還是合算的。

　　(2)上下過(guò)渡帶耐火材料的選用。

　　上下過(guò)渡帶選擇比較多，如鎂鋁尖晶石磚、鎂鐵尖晶石磚(限奧鎂產(chǎn))、硅莫紅磚、AZM1680硅莫磚等，一般鎂鋁尖晶石磚、鎂鐵尖晶石磚導(dǎo)熱系數(shù)大，在二檔輪帶下面簡(jiǎn)體溫度會(huì)高，但使用壽命會(huì)比較長(zhǎng)，如果使用品質(zhì)比較好的硅莫紅磚溫度會(huì)降低不少，使用壽命也能達(dá)到18個(gè)月。

　　(3)安全帶耐火材料的選用。

　　安全帶(如①4.8 m×72 m窯的40 m以后)磚選擇比較簡(jiǎn)單，主要就是考慮資金和壽命，不管用什么磚，只要品質(zhì)是貨真價(jià)實(shí)的都可以用，只是使用壽命有差異，如高強(qiáng)耐堿磚1～2年、抗剝落高鋁磚2～3年、AZMl650硅莫磚3～5年。

4 ?典型窯型配磚方案推薦

　　經(jīng)過(guò)多年的統(tǒng)計(jì)分析，我們總結(jié)了低成本方案、高性價(jià)比方案、高可靠性方案供業(yè)主選擇，各種方案特點(diǎn)比較見(jiàn)表4，典型窯推薦配置見(jiàn)表5、表6、表7。?

　　《中庸》開(kāi)宗明義說(shuō)，天命之謂性，率性之謂道，修道之謂教?？鬃邮紫戎赋觥跋忍臁笔腔A(chǔ)。在眾多的實(shí)踐中，我們不得不承認(rèn)這一點(diǎn)是天經(jīng)地義的。筆者對(duì)水泥窯使用耐火磚的認(rèn)識(shí)也不過(guò)如此，必須重視設(shè)計(jì)選型、配套方案，它們賦予了具體某臺(tái)水泥窯耐火材料的天性。

　　基于此，筆者根據(jù)多年的實(shí)踐，提出了以上建議方案，但不一定放諸四海而皆準(zhǔn)，需要我們根據(jù)各個(gè)工廠自身的原燃材料、工藝配方、窯內(nèi)工藝狀況等各種因數(shù)綜合考慮后進(jìn)行選擇。

　　當(dāng)然，耐火材料的配置不能解決所有問(wèn)題，再好的耐火磚也耐不住熊熊的火焰，所以在選擇好配置的條件下，仍然需要對(duì)耐火材料的材質(zhì)、砌筑施工、設(shè)備狀況(如簡(jiǎn)體橢圓度、輪帶滑移量等)、工藝操作各個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)管控，才可能取得好的使用效果。