水泥窑用耐火材料的损坏因素

    水泥窑是将生料烧成熟料，窑衬耐火材料受到的综合影响因素主要有温度因素、化学侵蚀、机械磨损。以上诸因素的影响，在窑内各部位尚有差异。因此，水泥窑用耐火材料的选择，要与各部位工作条件相适应，即采用多品种合理配套的材料。

    据河南耐火材料厂专家介绍，水泥窖用耐火材料对窑衬影响的因素如下：

    (1)温度因素。水泥窑各部位的温度不同，对窑的材料要求不一。水泥窑各部位温度和对窑衬材料的要求见下图。

大型预分解窑（PC窑）使用高效冷却机和多风道烧嘴，窑头又加强了密闭。在河北某水泥厂，日产熟料4000t的44. 7mX 74m窑上，二次空气温度约1150℃，窑尾气流温度1050～1100℃，最高1200'C，且离窑筒熟料温度达1400℃。在过渡带、烧成带、冷却带、窑门罩、冷却机、喉部和烧嘴等处温度差异明显，必须相应采用系列的新型材料。温度波动，砖内部产生热应力，造成砖的破坏。水泥窑内火焰温度约1700～1800℃，热量主要通过辐射传给窑衬材料，而窑衬材料的表面温度随窑的转动而发生周期性的变化，温度达200℃以上。窑的转速为1～3r／min，即窑衬材料每天经受1400～4300次温度差为200℃以上的热应力作用。无疑，宜选择耐温度变化的窑衬材料，即抗热震性优良的材料。

    (2)化学侵蚀。在悬浮预热器窑(SP窑)、窑外分解窑(PC窑)和立波尔窑系统内，由原料和燃料中带来碱、硫酸盐和氯化物等挥发性组分挥发凝聚，反复循环，导致窑中这些组分富集。与原始生料相比，最热级预热器窑料中K₂O+Na₂O，SO₃和CL^-的含量分别增达3～5倍和80～100倍。相应部位窑气中这些组分的含量也增加，渗入砖内，使砖破裂损坏。在最热两级预热器、预分解炉、上升烟道、喂料斜坡和窑筒后部号部位中，易形成膨胀性的钠霞石(Na₂·AL₂O₃·2SiO₂)、钾霞石(K₂O·AL₂O₃·2SiO₂)、白榴石(K₂O·AL₂O₃·4 SiO₂)等矿物，窑料与粘土砖(AL₂O₃≥40%)反应形成2C₂S·CaCO₃·C₂S·CaSO₄和2CaSO₄·K₂SO₄等结皮的特征矿物。

    在熟料中挥发组分含量过高时，连冷却机热端、窑门罩和3次风管道中的普通高铝砖和粘土砖也会发生碱裂。所以在工作温度为800～1200℃所有部位都应采用一系列能耐碱的半酸性粘土砖和浇注料。

    (3)机械损坏。回转窑内衬材料在高温下随简体一起转动，长期处于震动状态，同时承受炉料的磨损和冲击作用，导致砖损坏，此是一方面；其次，窑体长期使用变形、内衬材料碱性砖热膨胀性大，导致砖损坏。

    综观我国耐火材料厂2012年发展的基本动态，新型干法窑窑速较快，窑温较离，并且温差大（2次空气温度达1200℃），碱侵蚀严重，因此对耐火材料提出更高的要求，宜选用耐碱砖、耐剥落砖、耐火浇注料及隔热材料配套使用。