烧结型复相系列耐火砖在水泥窑上的应用
蒋利强
江苏华窑光宇科技有限公司，江苏 无锡 214200
摘 要 窑系统冷却机、窑头罩、三次风管拐弯部、窑尾烟室、冷却机矮墙等部位采用不定型耐火材料 的使用寿命较短。烧结型复相系列耐火砖是很好的解决方案，其主要有两种类型：烧结型复相挂砖和矮墙复 相烧结大砖。其安装便捷，施工工期短；烧结型复相挂砖的耐磨性好，质量稳定，可避免现场施工带来的质 量波动，确保整个使用部位耐火材料质量的稳定；矮墙复相烧结大砖能很好地解决矮墙预制件因高温强度不 足难以支撑预期使用寿命的问题。实践证明，烧结型复相系列耐火砖科学的结构设计和良好的使用性能能带 来诸多使用效果和社会价值。
关键词 烧结 复相 耐火砖 挂砖 矮墙 施工 耐磨性 质量 寿命
0 引言
目前，在水泥窑系统的冷却机、窑头罩、三 次风管拐弯部、窑尾烟室、冷却机矮墙等处属于耐 火材料的易损部位，大部分采用不定型耐火材料， 这些易损部位受到现场施工条件、养护、烘烤等方 面的影响，耐火材料在遭受相应的化学侵蚀、冲刷 磨损、机械应力和热剥落等因素的冲击和侵害后， 使用寿命较短。
耐火材料的过早损坏，会增加停窑检修的次 数，降低烧成系统的运转率，增加停窑、检修的 费用，不仅减少了水泥熟料的产出，也会影响窑 系统其他部位耐火材料的使用寿命，增加固体废 弃物排放。针对烧成系统耐火材料使用中存在的 这些痛点，江苏华窑光宇科技有限公司（下文简 称华窑光宇）根据多年的技术经验和积累，研发 出烧结型复相系列耐火砖，很好地解决了水泥企 业生产中面临的这一痛点。本文对烧结型复相系 列耐火砖类型、技术指标、适用部位及应用效果 进行介绍。
1 烧结型复相系列耐火砖类型及其技术指标
1.1 烧结型复相系列耐火砖的类型
目前，华窑光宇推出的烧结型复相系列耐火 砖主要有两种类型：烧结型复相挂砖（见图1）和 矮墙复相烧结大砖（见图2）。
1.2 烧结型复相系列耐火砖的主要技术参数
（1）烧结型复相挂砖：Al 2 O3 ≥60%， SiO2+SiC≥30%； 体积密度≥2 600 kg/m3 ；显气孔 率≤16%；抗压强度≥120 MPa；荷重软化温度 T0.6 ≥1 600 ℃；热震稳定性（1 100 ℃水冷）≥10次。
（2）矮墙复相烧结大砖：Al2O3+SiC≥75%， SiO2 ≤20%；体积密度≥2 600 kg/m3 ，显气孔率
≤17%，抗压强度≥110 MPa，线变化率≤0.1%， 耐磨系数≤6cc。
1.3 对施工配套材料的要求
（1） 纳米保温板：SiO2 ≥80%， ZrO2 ≥15%； 最高使用温度1 050 ℃； 密度280 kg/m3 ；抗压强度 ≥0.35 MPa； 400 ℃导热系数≤0.026 W/m·K， 800℃导热系数≤0.042 W/m·K。
（2） 填缝料： Al2O3 ≥45%；体积密度≥ 2 200 kg/m3 ；110 ℃×24 h抗折强度≥6 MPa，110 ℃
×24 h抗压强度≥60 MPa； 1 100 ℃×3 h抗折强度 ≥6 MPa，1 100 ℃×3 h抗压强度≥60 MPa；线变 化率±0.5%。
（3）不锈钢拉筋附件：材质0Cr25Ni20。
2 烧结型复相系列耐火砖的适用部位
2.1 烧结型复相挂砖
烧结型复相挂砖适用于窑头罩墙体、顶盖，冷却机热端、三次风管拐弯、斜坡等部位。
水泥窑窑头罩墙体、顶盖、冷却机热端进料 部位、一段炉墙及炉顶、挡风墙、三次风管拐弯 部、斜坡部位等处属于耐火材料的易损部位，这些 部位要求耐火材料具有较好的耐磨性能，传统设计 中较多采用浇注料配置，实际使用时间短，更换频 率快。而耐火材料的耐磨性能与浇注料自身性能和 施工质量有关，如果现场施工质量不佳，浇注料加 水过多，耐磨性就大幅降低。实际使用中，这些部 位浇注料的施工要求很高，现场通常较难保障。其 次是这些部位浇注料更换时拆除难度大，拆除后需 重新焊接钯钉，再浇注、养护、烘烤，消耗大、效 率低。采用烧结型复相挂砖技术方案后不仅便于施 工和更换（见图3） ，而且有利于耐火材料性能质 量、施工质量的保障（见图4）和使用寿命的提高。
2.2 冷却机矮墙复相烧结大
水泥窑冷却机矮墙部位的耐火材料大部分采 用浇注料，但这个部位受到现场施工条件、养护、 烘烤等诸多方面的影响，浇注料在相应的化学侵 蚀、冲刷磨损、机械应力及热剥落等因素的困扰 下，使用寿命较短，并拖累了其他部位耐火材料的 使用寿命。在此情况下，篦冷机矮墙预制件作为 一种解决方案开始出现，但预制件仍然是浇注+烘 烤工艺制作，在冷却机运行环境温度下无法充分烧结，高温强度的不足难以支撑预期的使用寿命。华 窑光宇通过高温烧结工艺制成大砖并设计了大砖间 的互锚结构，推出冷却机矮墙专用烧结复相大砖的 先进独特的解决方案。
3 使用效果
在正常的操作条件下，窑系统运转率≥70%， 烧结型复相系列耐火砖使用周期情况。
国内多家大型水泥集团熟料生产基地应用后对烧结型复相系列耐火砖给予了较高的评价：长时 间无需维护、更换；实际运行中，使用寿命可达到3～5年。不仅延长了耐火材料的使用寿命，还可减少工 厂停窑次数，提高了窑系统的运转率，为工厂进一步节 能降耗、提高熟料产量和质量，带来良好的经济效益。
4 结束语
华窑光宇推出的烧结型复相系列耐火砖，安 装便捷，能有效地缩短施工工期，为水泥工厂的停 窑检修节约时间；挂砖的耐磨性好，质量稳定，可 避免现场施工带来的质量波动，确保整个使用部位 耐材质量的稳定；矮墙烧结复相大砖能很好地解决矮墙预制件因高温强度不足难以支撑预期使用 寿命的问题。实践证明，烧结型复相系列耐火砖其 科学的结构设计和良好的使用性能能带来诸多工 艺效果：提高窑系统稳定运转率，节能降耗，提产减排，尤其是减少污染物和固体废弃物的排放，是 助力水泥工业低碳生产的好帮手，在一定程度上为 “双碳”目标的实现作出贡献。
