摘要:

2008年，中國水泥年產量13億多噸，其所用水泥熟料絕大部分是回轉窯煅燒而成。近30年來，預分解窯（PC）和預熱器窯（SP）陸續投入生產，窯的轉速提高3～4倍，工作溫度高、熱負荷大，原材料成分易變化，有害成分堿金屬、硫和氯等物質蒸發和凝聚的數量大，致使堿腐蝕嚴重。因此，該類窯對耐火材料的品種和質量要求較高，應該認真面對。

在傳統水泥回轉窯中，不定形耐火材料主要用于前、后窯口和濕法窯鏈條帶等部位，其品種有：高鋁質耐火澆注料和鋼釬維增強耐火澆注料等；在PC窯和SP窯中，除用于前、后窯口部位外，在分解爐、預熱器、三次風管、窯門罩和冷卻機等部位也廣泛使用不定形耐火材料，其品種有：剛玉質和高鋁質耐火澆注料、鋼纖維增強耐火澆注料、耐堿澆注料、自流耐火澆注料和隔熱澆注料等，用量約占整個窯用耐火材料的1/3。因此，不定形耐火材料在新型窯中占有重要地位。

1.回轉窯窯口耐火澆注料的使用條件

回轉窯窯口耐火襯是窯襯的薄弱環節，特別是前窯口耐火襯，使用溫度在1100℃左右，需要承受急冷、急熱氣流沖擊，高溫水泥熟料磨損和高溫有害氣體堿腐蝕等，使用條件十分苛刻。襯體的損毀主要是：開裂、剝落和磨蝕，故要求耐火材料必須具有良好的抗熱震性、耐磨性和耐堿性。

回轉窯窯口筒體不變形時，一般可用抗剝落的高鋁磚、尖晶石磚和直接結合鎂鉻磚等定型制品砌筑，并用優質泥漿做接縫料，以便形成整體，防止掉磚，提高壽命。然而，筒體變形普遍存在，故用耐火澆注料澆灌，鋼殼上焊上鉚固釘，澆注料中摻加鋼纖維增強耐火澆注料，按規程施工和烘烤，來滿足窯口筒體襯的生產需要。

在國外，水泥窯前窯口上廣泛采用剛玉質和高鋁質鋼纖維增強耐火澆注料，其使用壽命可達2～8個。澆注料的高鋁含量高、強度高。因此，抗熱震性差、易開裂剝落，降低使用壽命。生產實踐證明，鋼纖維增強高鋁質耐火澆注料的使用效果，比剛玉質澆注料要好。

2.回轉窯窯口用耐火澆注料的研發

回轉窯窯口用鋼纖維增強剛玉質和高鋁質耐火澆注料，在多年使用中易發生開裂剝落，即抗熱震性不好，使用壽命較低。據此，北京通達、浙江錦誠和開封特耐等單位，研發了高鋁質耐火澆注料、高鋁莫來石質澆注料和莫來石質耐火澆注料等，使用壽命一年以上，獲得了良好的使用效果。

眾所周知，黏土磚的抗熱震性和耐堿性優于高鋁磚，原因是鋁含量低；強度高、耐磨性好、抗震性差。在窯口用澆注料中，Al2O3 含量為50%～70%，強度適中（既兼顧耐磨性，又有適宜的抗熱震性），烘干和耐壓強度（1100℃）分別約為40MPa和70MPa。應當指出，耐火澆注料是由骨料、粉料、結合劑和外加劑（物）等組成，使用前基質中的相組成處于非平衡狀態，使用時在高溫作用下，基質中的各組分將遵循相平衡關系重新組成新的相平衡（即獲得優良的使用性能和原位反應）。因此，應當選擇適用的組成材料，優化配料設計，達到良好的燒結性、體積穩定性、耐蝕性和高溫力學性能。