如何防止水泥窑用耐火浇注料爆裂

一、水泥窑用耐火浇注料产生爆裂的原因

①由于生产任务重，大部分水泥厂存在着检修就要抢时间伪情况，为了早日开窑生产，不得不压缩浇注料的养护和烘烤时间。

　　②目前，我国的水泥窑用耐火浇注料材质以SiO2、Al2O3系统为主，其结合剂是以铝酸盐水泥为主的快硬早强型水泥。这就要求浇注料在施工完毕后有充足的养护时间和合理的烘烤制度，其所需的时间较长。

　　③我国水泥行业的检修基本上委托筑炉公司来进行，施工队伍的专业水平、施工是否规范都对耐火浇注料的施工质量和使用效果有较大的影响。

　　④水泥窑的一些特殊部位，如前窑口、窑头罩、篦冷机顶部和侧墙等，存在着烘烤难度大的问题。对这些部位，有些水泥企业根本不用木柴烘烤，部分企业只是进行短时间的烘烤。在使用燃烧器烘窑阶段，由于水泥窑工艺参数的控制，热气流都以一定的速度向窑尾系统传播和辐射，而对窑头罩和篦冷机只有部分辐射的热能，这部分热量不足以使浇注料中的自由水充分排出。开始投料生产时，系统中的热气流在短时间内向窑头回流；同时，高温熟料(1300℃以上)开始在窑头罩底部堆积，导致窑头罩、篦冷机部位温度急剧升高，此时最容易发生浇注料爆裂、脱落的现象。

二、水泥窑用耐火浇注料爆裂的机理分析

目前，我国水泥生产线的窑头罩、蓖冷机热段及前窑口部位浇注料容易产生爆裂的现象。分析其原因，主要是在烘窑阶段，由于升温过快导致窑内温度迅速攀升，耐火材料内的自由水在短时间内由液态变为气态，并随着衬里温度的升高，形成一定的蒸气压，当衬里内部的水蒸气不能及时扩散时，就会造成压力的增加，当衬里内部的水蒸气压力失去平衡时，就会发生浇注料剥落、脱皮甚至爆裂的现象。

　　对浇注料的爆裂问题，耐火材料制造商在水泥行业普遍采用加入0.1％～0.3％的有机纤维来防止爆裂现象的发生。有机纤维在约160℃受热熔化或燃烧后形成贯穿并均匀分布的微细狭长气孔，它的形成增加了衬里材料的透气性，起到加速排水、缓冲水蒸气压力的作用，防止在烘烤和开窑投料阶段温度急剧变化引发衬里爆裂现象。但是，使用有机纤维存在着浇注料不易分散、加入量多、影响强度等问题。

三、解决水泥窑用耐火浇注料爆裂问题的措施

①由于各水泥生产企业在检修期间均存在着设备维修、浇注料施工等各方的交叉作业，因此各部门必须协调好，做好水泥窑各部位浇注料施工进度时间安排。对一些难以烘烤部位(篦冷机、窑头罩和前窑口)的浇注料，要优先浇注施工，预留足够的养护时间；同时要做好对施工单位的监督工作，浇注料的搅拌、加水量、支模、养护等各方面要严格按照施工说明书进行。

　　②窑头罩部位施工时，最好留出排气孔，具体打孔要求：间距300mm×300mm，并用φ5mm木条嵌入，深度为浇注料的一半。

　　③窑头罩浇注孔封闭以后，要保留8个通气孔并做好防水。同时，为确保前窑口部位耐火浇注料在烘烤中不出现爆裂的现象，施工中最好也要用φ3mm的竹棍留好排气孔，排气孔的布置为每平方米100个。

　　④对水泥窑的中修、大修，在使用燃烧器喷油烘窑以前，一些特殊部位(窑头罩、篦冷机、前窑口)最好使用木柴进行烘烤，烘烤时间不低于12h。同时，在烘窑的过程中升温速度不能过快，对低水泥系列耐火浇注料，内衬厚度在200～400mm内时，最佳升温速度每小时不大于15℃就完全可以满足内衬升温的需要。

　　⑤在抢修、事故停窑检修无烘烤时间时，可以采用磷酸盐结合耐火浇注料，如PA一852磷酸盐浇注料。此类产品具有免烘烤的优点，随着温度的上升，强度不断增加。但需要指出的是，该类产品也具有自身的弱点，如耐磨性能差、使用寿命短等。

　　总之，水泥窑用耐火浇注料的爆裂问题是一个复杂的问题，与许多因素密切相关，尤其是在冬季施工时更应注意。在浇注料中加入0.1％～0.3％的防爆纤维，可以改善产品的防爆性能。前窑口、篦冷机、窑头罩等易发生浇注料爆裂的部位，只要做到合理安排施工，做好施工环节的质量控制、预留排气孔、烘烤等工作，耐火衬里的爆裂现象是完全可以避免的。