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內襯用耐火材料的選擇
1.1水泥窯
20世紀80年代初，水(shui)泥回轉窯用耐(nai)火材料技術基本定型(xing)。大(da)體(ti)來說，大(da)型(xing)SP和PC回轉窯(yao)的轉筒內，燒成(cheng)帶(dai)用(yong)直(zhi)接結合鎂鉻磚(zhuan)，分解帶(dai)用(yong)高鋁磚(zhuan)，筒后部用(yong)耐堿(jian)磚(zhuan)或普通黏土磚(zhuan)。20世紀(ji)末21世紀初出現硅莫磚，窯筒內除了燒(shao)成(cheng)帶(dai)、前后窯口外，其余(yu)部位采用不(bu)同(tong)牌號的(de)硅莫磚。當今水泥行業，新型干法窯是技術發展主流，燒(shao)成(cheng)溫度在1450℃左右，窯內燃燒(shao)氣體(ti)溫(wen)度(du)可達(da)1700℃以上，甚至接近(jin)2000℃。為了滿足第二代(dai)新型干法水(shui)泥(ni)技術要求，選用的耐火材料要具有節能(neng)降耗，綠色環保(bao)，長壽(shou)高效，安(an)全(quan)穩定(ding)等多種功能(neng)。因(yin)此，燒成帶用鎂鐵(tie)鋁(lv)尖晶石磚代(dai)替(ti)鎂鉻磚(因易產(chan)生(sheng)毒(du)害人體的六價鉻)，過(guo)渡帶用鎂(mei)鋁尖(jian)晶石磚，并試用三層(工作層(ceng)(ceng)(ceng)，保(bao)溫層(ceng)(ceng)(ceng)，隔熱層(ceng)(ceng)(ceng))結構的(de)新型(xing)復(fu)合磚(zhuan)，其工作層為高強(qiang)，耐磨，抗侵(qin)蝕的(de)莫來石，隔熱層為含鋯氧化鋁(lv)纖維板，保溫層具有高強(qiang)度，低導熱并作為骨架連接工作層與隔熱層，在窯37~47m處比硅(gui)莫磚的窯殼(ke)表(biao)皮溫(wen)度降低60℃，以及采用高性能膠泥，預制件等(deng)，使水泥大(da)型回轉(zhuan)窯(yao)從(cong)一(yi)年一(yi)大(da)修，向(xiang)三年兩大(da)修發展。
1.2石灰，白云石窯
石(shi)灰與白云石(shi)二(er)者化學(xue)(xue)成分和化學(xue)(xue)性質(zhi)相近，煅燒(shao)(shao)溫度(du)大體相同，有些企業在同一(yi)窯燒(shao)(shao)石(shi)灰與燒(shao)(shao)白云石(shi)輪換使用。其(qi)內襯用耐火材料(liao)大致有三(san)種(zhong)類型(xing)，一(yi)種(zhong)是(shi)煅燒(shao)(shao)帶用鎂鋁(lv)尖晶石(shi)磚，過渡帶為(wei)高鋁(lv)磚，預熱帶為(wei)黏(nian)土磚，隔熱層為(wei)耐火纖維或輕質(zhi)磚，這種(zhong)形式的窯表面溫度(du)300~350℃，內襯(chen)壽命1~2年；第二種(zhong)煅燒(shao)帶是尖(jian)晶石(shi)質輕、重質復合(he)磚(zhuan)，殼體(ti)(ti)表面溫度250℃以下，內襯壽命2~3年(nian)；第三種是采用預制塊與澆(jiao)注(zhu)料組成內(nei)襯，殼體表面溫度也是250℃以下，壽命也是(shi)2~3年(nian)。
寶鋼(gang)在(zai)煅燒帶(dai)的16.1~19.55m用(yong)紅柱石磚(zhuan)(zhuan)代(dai)替尖晶石復合磚(zhuan)(zhuan)，窯(yao)殼表面溫度降(jiang)低，窯(yao)體(ti)重(zhong)量減輕(qing)，掛窯(yao)皮(pi)性能(neng)也好，使(shi)用(yong)2年后清除窯皮(pi)，紅柱石(shi)(shi)磚保存完好，復合尖晶石(shi)(shi)磚剝(bo)落嚴重(zhong)(zhong)。因為紅柱石(shi)(shi)比尖晶石(shi)(shi)真密度(du)小，若(ruo)將煅燒帶全(quan)部用紅柱石(shi)(shi)磚，窯體重(zhong)(zhong)量可減少35t，殼體(ti)溫度(du)可降低100℃。入料(liao)(liao)口及窯頭、窯尾部(bu)位受塊(kuai)狀物(wu)料(liao)(liao)的沖擊和磨損(sun)，易發生破損(sun)和剝落(luo)，是使(shi)用壽(shou)命最短的部(bu)位。武鋼使(shi)用耐(nai)磨耐(nai)堿澆注(zhu)料(liao)(liao)，無修補使(shi)用36個月以上。該澆注料(liao)采用均(jun)化(hua)礬土熟料(liao)骨料(liao)， 碳化(hua)硅1~0mm和(he)細(xi)粉(fen)，SiO2，AI2O3微(wei)粉， 超低水泥(ni)結合， 其性(xing)能(neng)及使(shi)用情(qing)況(kuang)見表1。
表1澆注料性(xing)能及使用情(qing)況
煅燒帶(dai)用磷酸鹽結合不(bu)燒復合磚，重質部(bu)分采用均化礬(fan)土熟料(liao)為主要骨料(liao)，加入(ru)4%紅柱石為(wei)膨脹劑(ji)，并提(ti)高抗熱震性，保溫層以氧化鋁空心(xin)球與(yu)膨脹珍珠巖2：1配料，一(yi)體(ti)成型，制品(pin)的物理指標見表2.
表2復合磚的物(wu)理(li)指標
采用復合(he)磚(zhuan)及均(jun)質磚(zhuan)搭配隔熱磚(zhuan)的二種磚(zhuan)型的內襯結構，使用壽(shou)命3年以上，窯殼過熱問題也(ye)得到解決。磷酸鹽結合不燒磚(zhuan)的性能要求見表3.
表3不燒磚(zhuan)的要求(qiu)理化指標
鞍鋼在煅燒帶于1992年由(you)鎂鉻磚改為(wei)鎂鋁尖晶石磚，后(hou)來(lai)又(you)改為(wei)復(fu)合(he)磷酸鹽(yan)磚，雙層(ceng)結構(gou)改為(wei)復(fu)合(he)結構(gou)，由(you)干法(fa)砌(qi)筑改為(wei)濕(shi)法(fa)砌(qi)筑，由(you)依次排列砌(qi)筑改為(wei)錯(cuo)位(wei)砌(qi)筑，后(hou)來(lai)又(you)改為(wei)預制(zhi)塊(kuai)與澆(jiao)注(zhu)料(liao)(liao)復(fu)合(he)砌(qi)筑，預制(zhi)塊(kuai)和(he)澆(jiao)注(zhu)料(liao)(liao)自身內嵌有金屬(shu)錨固件(jian)，直接固結在鋼殼上，預制(zhi)塊(kuai)與澆(jiao)注(zhu)料(liao)(liao)內嵌有一層(ceng)隔熱材料(liao)(liao)，窯外(wai)殼由(you)320℃降低(di)到(dao)222℃，進一(yi)步(bu)改(gai)進在筒(tong)體(ti)內(nei)增加一(yi)層NJS納米級(ji)微(wei)孔(kong)隔(ge)熱(re)氈， 使殼(ke)體由(you)220C降(jiang)到176℃。
1.3球團窯(yao)(鏈篦機-回轉(zhuan)窯)
近年來得到快速發展，球團的(de)總生產能力每年達6000萬(wan)t以(yi)上，回轉窯的窯頭溫度1150~1180℃，窯尾1050~1080℃。環冷機受料區溫度達1100~1300℃。選擇耐火材(cai)料(liao)必須根(gen)據不同部位的使用條件，鏈篦機主(zhu)要有耐磨高鋁澆(jiao)注(zhu)(zhu)料(liao)，輕質莫來石澆(jiao)注(zhu)(zhu)料(liao)，有些(xie)澆(jiao)注(zhu)(zhu)料(liao)中(zhong)使用錨固磚(zhuan)。回轉窯(yao)一般用帶(dai)錨固件的高鋁莫來石預制磚(zhuan)和同材(cai)質的澆(jiao)注(zhu)(zhu)料(liao)相間隔混合砌筑(zhu)。環冷機一冷段的吊掛磚(zhuan)由不燒磷酸鹽磚(zhuan)改為(wei)燒成高鋁磚(zhuan)，爐頂(ding)改為(wei)低水泥澆(jiao)注(zhu)(zhu)料(liao)，使用壽命由幾個月(yue)延長(chang)到2年。
1.4氧化鋅窯
回轉窯(yao)是火(huo)(huo)法生(sheng)產(chan)氧(yang)化(hua)鋅(xin)的(de)主要設備(bei)，在爐(lu)料中配入焦粉(fen)等還原劑，利用(yong)(yong)鋅(xin)金屬易揮發的(de)性質，金屬鋅(xin)蒸汽進入煙氣(qi)(qi)，遇到高溫條件下(xia)的(de)氧(yang)氣(qi)(qi)產(chan)生(sheng)氧(yang)化(hua)鋅(xin)。鋼鐵生(sheng)產(chan)產(chan)生(sheng)大量(liang)除塵灰，其中含有鋅(xin)。隨(sui)著鋼鐵發展(zhan)，氧(yang)化(hua)鋅(xin)回轉窯(yao)也得到發展(zhan)。某廠回轉窯(yao)的(de)干燥(zao)預熱帶(dai)用(yong)(yong)黏土磚，而影響使(shi)用(yong)(yong)壽命的(de)反應帶(dai)至冷卻帶(dai)，所用(yong)(yong)的(de)耐火(huo)(huo)制品(pin)的(de)情(qing)況如表4。
表4各(ge)種耐火制(zhi)品的使用情況
該廠在窯殼與耐火磚(zhuan)中間貼5mm厚石棉板，隔(ge)(ge)熱效果(guo)不太好，希望能用(yong)隔(ge)(ge)熱復合制品。洛陽生產的鎂鋁鉻磚使用(yong)效果(guo)較(jiao)好， 其理化(hua)指標見(jian)表5.山東某廠采用鋁礬土熟料， 電(dian)熔鎂砂， 合成(cheng)鎂鋁尖晶石，SiO2，AI2O3微粉配料(liao)(liao)，純鋁(lv)酸(suan)鈣水泥結(jie)合，加(jia)減水劑和防爆纖維(wei)的澆注料(liao)(liao)及預制磚，用錨固件(jian)固定，在氧化鋅回轉窯高溫帶使用效果(guo)良好(hao)。這樣就給生產復合制品，獲得(de)了有利條件(jian)。
1.5氧化鋁及其它用途(tu)的回(hui)轉窯
氧化鋁窯(yao)燒成帶料(liao)溫度1050~1300℃，試用過高鋁(lv)(lv)磚(zhuan)(zhuan)，鎂磚(zhuan)(zhuan)均不理想，而用抗剝落高鋁(lv)(lv)磚(zhuan)(zhuan)掛窯皮，使用效(xiao)果比較好。燒石油焦窯，過去是澆(jiao)注(zhu)內(nei)襯，施工期長，收縮(suo)大(da)，壽(shou)命短(duan)。改用帶錨固釘的預制復(fu)合磚(zhuan)(zhuan)和澆(jiao)注(zhu)料綜合砌筑，效(xiao)果較好。燒廢棄物窯，雖然使用溫度在800~1200℃左(zuo)右，但由于(yu)廢棄物成(cheng)分復(fu)雜，對耐火材料侵(qin)蝕比較嚴重(zhong)，有人選擇高溫帶砌筑(zhu)鉻(ge)剛玉(yu)磚(zhuan)。也(ye)有人采用黏土磚(zhuan)與(yu)鋯(gao)鉻(ge)剛玉(yu)磚(zhuan)雙層復(fu)合(he)。紅土鎳礦窯，回轉窯直(zhi)接還原(yuan)生(sheng)產鎳鐵工(gong)藝，其內襯對耐火材料要求高，使用微孔鎂鋁鋯(gao)磚(zhuan)1年(nian)，磚體(ti)磨損僅10%左右。
