我廠有兩條Φ4m×60m新型干法回轉(zhuǎn)窯，設(shè)計(jì)年產(chǎn)水泥熟料116.8萬t。1990年投產(chǎn)以來，我們對耐火材料不斷地優(yōu)化選用，采用國產(chǎn)耐火材料，使回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)周期達(dá)7個月左右。在耐火材料的選型配套過程中，最難解決的部位是回轉(zhuǎn)窯的高溫過渡帶，即距前窯口20～30m的位置。該處副窯皮頻繁脫落，溫度變化較大，化學(xué)侵蝕嚴(yán)重。耐火磚易炸裂、剝落及受燒蝕、侵蝕損壞，使用壽命短。因無窯皮保護(hù)，筒體溫度較高，從而造成托輪瓦溫度高、筒體氧化及變形嚴(yán)重。如果沒有高質(zhì)量的耐火材料，就很難和燒成帶的直接結(jié)合鎂鉻磚相配套及保證回轉(zhuǎn)窯的長期安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

1　高溫過渡帶耐火材料的選用情況

　　我廠回轉(zhuǎn)窯高溫過渡帶曾使用過化學(xué)結(jié)合鎂鉻磚、磷酸鹽磚、特種磷酸鹽磚、方鎂石-尖晶石磚和A-S型堿性復(fù)合磚。

1.1　化學(xué)結(jié)合鎂鉻磚

　　我廠回轉(zhuǎn)窯過渡帶16.8～34.2m處原設(shè)計(jì)使用化學(xué)結(jié)合鎂鉻磚，其主要理化性能指標(biāo)見表1。

表1　化學(xué)結(jié)合鎂鉻磚的主要理化性能指標(biāo)

MgO ／％	Cr2O3 ／％	顯氣孔率 /％	體積密度 ／（g／cm3）	荷重軟化溫度 T0.6/℃	常溫耐壓強(qiáng)度 /Mpa	熱震穩(wěn)定性 /(1100℃～水，次)
＞70	＞6	＜20	＞2.80	＞1550	＞50	＞4

　　化學(xué)結(jié)合鎂鉻磚的熱震穩(wěn)定性差，不適應(yīng)高溫過渡帶熱工制度的要求，且由于試生產(chǎn)階段，設(shè)備故障率高，開停窯頻繁，窯內(nèi)熱工制度很不穩(wěn)定，其使用壽命最長只有48d，故投產(chǎn)后不久即被淘汰。

1.2　磷酸鹽磚

　　該磚的常溫耐壓強(qiáng)度高、熱震穩(wěn)定性能好，抗剝落性能優(yōu)良，但其荷重軟化溫度較低，在高溫過渡帶的使用壽命為100d左右。其理化性能指標(biāo)見表2。

表2　磷酸鹽磚的主要理化性能指標(biāo)

Al2O3 /％	耐火度 /℃	體積密度 ／（g／cm3）	常溫耐壓強(qiáng)度 /Mpa	荷重軟化溫度 T0.6/℃	熱震穩(wěn)定性 /(1100℃～水，次)
＞75	＞1790	＞2.80	＞65	＞1350	＞50

1.3　特種磷酸鹽磚

　　特種磷酸鹽磚的荷重軟化溫度在1500℃左右，使用壽命在150d左右，仍不能和燒成帶的直接結(jié)合鎂鉻磚配套，其理化性能指標(biāo)見表3。

表3　特種磷酸鹽磚的主要理化性能指標(biāo)

Al2O3 /％	耐火度 /℃	體積密度 ／（g／cm3）	常溫耐壓強(qiáng)度 /Mpa	荷重軟化溫度 T0.6/℃	熱震穩(wěn)定性 /(1100℃～水，次)
＜75	＞1790	＞2.75	＞75	＞1450	＞30

1.4　方鎂石－尖晶石磚

　　該磚的荷重軟化溫度高，熱震穩(wěn)定性好，抗氧化還原氣氛及堿侵蝕能力強(qiáng)，其主要理化性能指標(biāo)見表4。該磚在高溫過渡帶的使用壽命可達(dá)一年左右，完全能和燒成帶的直接結(jié)合鎂鉻磚相配套，滿足了生產(chǎn)要求，但由于其導(dǎo)熱系數(shù)較大、筒體溫度較高，對窯的長期安全運(yùn)轉(zhuǎn)不利。

表4　尖晶石磚的主要理化性能指標(biāo)

MgO ／％	Al2O3 /％	體積密度 ／（g／cm3）	常溫耐壓強(qiáng)度 /Mpa	荷重軟化溫度 T0.6/℃)	熱震穩(wěn)定性 /(1100℃～水，次)	導(dǎo)熱系數(shù) /(350℃W/m·K
83.14	12.13	2.78	45.4	1600	＞10	3.5

1.5　A-S型堿性復(fù)合磚

1.5.1　A－S型堿性復(fù)合磚的材質(zhì)、性能

　　A－S型堿性復(fù)合磚是由鎂鋁尖晶石(MA)和鎂橄欖石(MS)兩種材料在同一模具內(nèi)成型，經(jīng)高溫煅燒而成。其工作端采用鎂鋁尖晶石，目的是發(fā)揮尖晶石磚的優(yōu)勢；其非工作端采用鎂橄欖石，經(jīng)工藝處理后，具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，起隔熱作用。其理化性能指標(biāo)見表5。

表5　A－S型堿性復(fù)合磚的主要理化性能指標(biāo)

類別	MgO ／％	Al2O3 /％	顯氣孔率 /％	常溫耐壓強(qiáng)度 /Mpa	荷重軟化溫度 T0.6/℃	熱震穩(wěn)定性 /(1100℃～水，次)	導(dǎo)熱系數(shù) /(350℃W/m·K)
重質(zhì)	83.36	11.05	18	52.1	1600	＞10	3.17
輕質(zhì)	62.50	0	24	51.7	1590	＞30	1.13

1.5.2　A－S型堿性復(fù)合磚的使用情況

　　1998年2月，我廠在1號窯中修時，在23.6～27m處砌筑了3.4mA－S型堿性復(fù)合磚。在生產(chǎn)過程中，幾次檢測窯體溫度：25m前后為310℃左右，28m前后(砌筑尖晶石磚部位)為350℃左右，說明40mm厚的復(fù)合材料發(fā)揮了作用。1998年9月22日，因1號窯中修，更換燒成帶火磚，檢查發(fā)現(xiàn)A－S型堿性復(fù)合磚的磚厚在170～190mm之間，有的磚仍完好無損，磚槽(砌筑標(biāo)記)仍清晰可見。該磚已在窯上使用了196d。

　　1998年11月3日，我們又在2號窯20～25.6m處砌筑了5.6mA－S型堿性復(fù)合磚，現(xiàn)使用效果良好。為進(jìn)一步降低窯的筒體溫度，我們下一步準(zhǔn)備把復(fù)合層的厚度由原來的40mm改為60mm，隔熱效果會更好。

1.5.3　使用A－S型堿性復(fù)合磚的經(jīng)濟(jì)效益

　　現(xiàn)將使用尖晶石磚和A－S型堿性復(fù)合磚的窯體表面散熱對比(見表6)，作經(jīng)濟(jì)分析如下：

表6　熱工測量數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果

名稱	砌筑長度 /m	散熱面積 /m2	環(huán)境溫度 /℃	表面溫度 /℃	風(fēng)速 /(m/s)	溫差 /℃	散熱系數(shù) /(kJ/m2·h·℃)	散熱損失 /(kJ/h)
尖晶石磚	3.4	42.704	25	355	0	330	119.76	1713223
堿性復(fù)合磚	3.4	42.704	25	310	0	285	108.85	1324738

　　從表6可以看出：在同樣條件下，砌筑3.4m尖晶石磚和3.4mA－S型堿性復(fù)合磚的窯體表面散熱損失差為388 485kJ/h，相當(dāng)于每小時節(jié)約13.28kg標(biāo)準(zhǔn)煤。

2　結(jié)語

　　在水泥窯高溫過渡帶使用A－S型堿性復(fù)合磚不只是節(jié)能降耗問題，更重要的是：保護(hù)窯筒體、保護(hù)托輪瓦，延長設(shè)備使用壽命，提高窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率，其經(jīng)濟(jì)價值難以估量。