賈華平

（天瑞集團(tuán)水泥有限公司，河南汝州 467500）

眾所周知，水泥窯是水泥廠生產(chǎn)的心臟，保護(hù)這個心臟得以安全運(yùn)行的是耐火材料，而水泥窯耐火材料的短板是回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的耐火磚（澆注料有時也會成為短板）。

為了克服耐火材料在使用中的無序狀態(tài)，環(huán)保長效地使用耐火材料，保護(hù)設(shè)備安全，原國家建筑材料工業(yè)局曾于1995年制定過《水泥回轉(zhuǎn)窯用耐火材料使用規(guī)程》，時至今日對正確使用耐火材料仍然具有實(shí)用價值。

最近幾年，新建廠較多、新人員較多，手頭又缺乏基本的技術(shù)資料，在耐火材料的使用上給企業(yè)造成了一定的損失，故將該規(guī)程中關(guān)于使用的要點(diǎn)摘編如下，并將作者的一些看法和資料奉上，供有關(guān)技術(shù)人員和操作員參考。

1 《水泥回轉(zhuǎn)窯用耐火材料使用規(guī)程》摘編

此規(guī)程由原國家建筑材料工業(yè)局于1995年組織制定，到目前為止，仍然是國內(nèi)水泥窯用耐火材料的最高、最新、最具權(quán)威性、也是唯一的規(guī)程，其中包含了研究院所、制造廠家、使用單位的寶貴經(jīng)驗(yàn)，也隱含有他們的慘痛教訓(xùn)。現(xiàn)在，原國家建筑材料工業(yè)局已經(jīng)取消，該規(guī)程也不再具有強(qiáng)制性，但建議水泥廠的有關(guān)人員最好嚴(yán)格執(zhí)行。如果硬想有所突破，靠自己在水泥廠另辟蹊徑，請?zhí)崆白骱媒粚W(xué)費(fèi)甚至更大損失的準(zhǔn)備。

1.1 升溫和降溫制度

窯襯堿性磚的熱膨脹系數(shù)最大，熱穩(wěn)定性差，又用于窯內(nèi)溫度最高部位，升溫和降溫的梯度最陡，溫差壓力最大，最容易開裂剝落，壽命也最短。因此，升溫和降溫制度是使用的一大關(guān)鍵。

（1）濕法砌全部窯襯，以30℃/h升溫為佳；

（2）只檢修部分堿性磚，以50℃/h升溫為佳；

（3）停窯不檢修磚，燒成帶能保持在300℃以上，可加快到125℃/h升溫；

（4）在窯胴體橢圓度正常情況下，可適當(dāng)加快升溫速度：①20～300℃區(qū)段，可加快至240～300℃/h；②300～800℃關(guān)鍵段，以30℃/h為最佳，最快也不能超過50℃/h；③800～1450℃區(qū)段，可加快至60℃/h。這是必須保證的烘烤升溫制度。

按此制度總結(jié)烘烤時間如表1所示。

表1 烘烤情況分析表

1.2 預(yù)熱器烘烤

（1）對水硬性澆注料，為了解決附著水和化學(xué)結(jié)合水，24小時內(nèi)不得烘烤；

（2）對含澆注料層在內(nèi)的復(fù)合襯里，烘烤時間應(yīng)達(dá)到1個星期；

（3）對只使用澆注料的襯里，其具體升溫制度應(yīng)如表2所示。

表2 具體升溫制度

1.3 烘窯注意事項(xiàng)

烘窯必須是連續(xù)進(jìn)行，不得中斷。萬一中斷，在時間短、保溫好的情況下，可以從實(shí)際降到的溫度開始，接續(xù)烘烤；如中斷的時間較長，則必須按冷窯制度降至常溫，重新開始烘烤。

烘窯期間，應(yīng)按烘窯制度轉(zhuǎn)窯，力求燒成帶內(nèi)磚各處溫度均勻，保證窯胴體中心線規(guī)整，橢圓度正常。

停窯而不換磚時，必須慢冷以保證窯襯安全。應(yīng)在停窯后用輔助傳動間隙轉(zhuǎn)窯，并停高溫風(fēng)機(jī)且關(guān)閉閥門，維持最小負(fù)壓（例如在排風(fēng)機(jī)處為30mmH2O），經(jīng)24h后方可打開窯門來加快冷卻。

對于傳統(tǒng)小窯，蓄熱量小及密閉條件差，冷卻時間可以適當(dāng)縮短，停窯時立即關(guān)閉高溫風(fēng)機(jī)閥門，使高溫風(fēng)機(jī)保持空轉(zhuǎn)，等窯皮和窯料表面變黑，不見紅料，方可逐步開大閥門用排風(fēng)機(jī)冷窯（抽風(fēng)快冷）。達(dá)到窯皮及窯料變黑，大致需要5～8h不等。

1.4 掛窯皮及保護(hù)窯皮

在正常窯皮保護(hù)下，堿性磚表面溫度由無窯皮的1400℃左右降到600℃左右，磚內(nèi)溫度梯度顯著平緩，顯著地抑制了滲入變質(zhì)的破壞作用，有效延長了堿性磚的壽命。

1.4.1 窯皮穩(wěn)定存在的基本條件

（1）入窯料（含窯灰、煤灰等)成分穩(wěn)定且適當(dāng)；

（2）火焰位置與窯溫必須穩(wěn)定且合適；

（3）窯體規(guī)整性好，橢圓率正常；

（4）窯運(yùn)行穩(wěn)定，開停次數(shù)極少。

1.4.2 正常掛窯皮

堅(jiān)持用與煅燒熟料一樣的正常溫度掛窯皮，嚴(yán)格控制掛窯皮期間的熟料質(zhì)量，升重正常，既不出黃料和生料，也不產(chǎn)生大量大塊和大量拳頭大小的料球，保持熟料顆粒細(xì)小均齊。采用鎂鐵磚、鎂鉻磚時，分解窯的掛窯皮時間最多一天；采用白云石磚時可以更短。為求掛窯皮期間操作方便，必要時可適當(dāng)減少喂料量。

1.4.3 保護(hù)好窯皮

要經(jīng)常觀察控制、嚴(yán)密監(jiān)視胴體表面溫度，發(fā)現(xiàn)窯皮蝕薄、筒體溫度升高，要及時補(bǔ)掛，補(bǔ)掛時也可適當(dāng)減少喂料量，且不考核補(bǔ)掛的班產(chǎn)量。窯皮是回轉(zhuǎn)窯的命根子，保護(hù)窯皮就是在保護(hù)生命，補(bǔ)掛窯皮就是在搶救生命，留得青山在才能有柴燒。因此，窯操作員上班的第一要務(wù)就是保護(hù)窯皮！

從設(shè)備上講，窯胴體表面溫度不應(yīng)超過370℃（瞬時不大于400℃）。如掌握失當(dāng)，一旦超過了這一溫度，應(yīng)及早采取降溫措施，窯溫在正常煅燒范圍內(nèi)偏低控制，適當(dāng)減料，加緊補(bǔ)掛窯皮。

2 建立一些基本觀念

（1）一般來講，在掛窯皮期間產(chǎn)量都比較低，但這不能理解為產(chǎn)量低有利于掛窯皮，而是低窯速有利于掛窯皮。減產(chǎn)的目的是為了降低窯速并保持合理的填充率，較低的窯速和適當(dāng)偏高的填充率才是掛窯皮的基本條件（取其極端，停窯能壓補(bǔ)就是這個道理。注意：停窯壓補(bǔ)在操作中是嚴(yán)禁行為）。

有些新建廠，在降低窯速和投料量的情況下長時間掛不上窯皮，便進(jìn)一步的降低窯速和投料量，結(jié)果還是掛不上窯皮，這關(guān)鍵就是投料量的降低幅度大于了窯速的降低幅度，導(dǎo)致窯內(nèi)填充率過低所致，料在磚上呆的時間過短，又怎么能掛上窯皮呢？反過來適當(dāng)增加投料量后，窯皮便迅速的掛上了。

（2）控制磚的升溫速度，主要是控制磚的熱面與冷面的膨脹差值，這與導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，另外還要考慮磚的熱面溫度與窯胴體的溫度差值，實(shí)際上是磚的膨脹量與窯胴體的膨脹量相適應(yīng)的問題。所以，對不同的窯、不同的磚、不同的環(huán)境，其合理的升溫要求是不一樣的，這也就是各個廠家都有不同的升溫曲線的原因所在，不可千篇一律，把自己的經(jīng)驗(yàn)到處推廣。

否則，磚膨脹得快而窯胴體膨脹得慢，磚將受到窯筒體的擠壓，磚的膨脹力是非常大的，有可能超過磚的耐壓強(qiáng)度而損壞。因此，由于磚熱面的升溫膨脹在先，在磚熱面升到一定溫度后，要有一段恒溫時間，以便讓磚的熱面膨脹等一下磚的冷面膨脹和窯胴體的膨脹!

關(guān)于恒溫時間的控制，多數(shù)廠都是照抄其他廠家在多少溫度段恒溫多長時間的規(guī)定，在明白上述道理后，很容易理解控制一定的時間是不合理的。應(yīng)以窯筒體高溫段的溫升速度為判斷標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)溫升速度快時就應(yīng)該繼續(xù)恒溫一段時間，而當(dāng)溫升速度已經(jīng)很慢時就可以停止恒溫了，沒必要再浪費(fèi)時間（恒溫的目的不止于此，還要考慮磚及澆注料施工中的物理水揮發(fā)，及內(nèi)在結(jié)晶水的揮發(fā)，后面也說到這點(diǎn)）。

（3）大窯內(nèi)火焰溫度可達(dá)1700℃以上，若無窯皮保護(hù)，耐火磚極易因磚內(nèi)溫差應(yīng)力太大而炸裂剝落。無窯皮時，堿性磚的熱面層的熱膨脹率很大，造成窯襯內(nèi)溫差壓力可達(dá)30～70MPa，超過磚的強(qiáng)度，導(dǎo)致磚的開裂后隨窯皮而剝落。

同時，耐火磚直接暴露在窯內(nèi)，磚的表層溫度有可能超過了允許的耐火度，導(dǎo)致磚的表層強(qiáng)度大幅度下降，即使不剝落也將被磨掉。對料軟的廠家有燒流的危險，這就是可怕的推磚。推磚是非?？膳碌?，200mm厚的磚，新型干法窯10多分鐘能把它推光，一定要避免這類事情的發(fā)生。

窯皮的導(dǎo)熱系數(shù)為1.163w/mk，而堿性磚的導(dǎo)熱系數(shù)為2.67～2.97w/mk，如能維持150～200mm左右的窯皮，則堿性磚的熱面溫度可維持在600～700℃，使熱面層的熱膨脹率由無窯皮的1.5%降到有窯皮的0.6%～0.7%，這就是窯皮的作用。

（4）窯體淋水，特別是窯筒體已經(jīng)燒高后的淋水，使窯胴體的膨脹對磚膨脹量的吸納作用大為減小，增加了對磚的擠壓力，為了延長磚的使用壽命，盡量不要采用窯胴體淋水。實(shí)際上，窯體淋水雖然能很快的補(bǔ)掛窯皮，但這種窯皮并不結(jié)實(shí)，好掛也好掉。

窯體吹風(fēng)也是這個道理，只不過是比淋水危害小點(diǎn)罷了。實(shí)際上只要我們平時注意保護(hù)窯皮并及時補(bǔ)掛窯皮，這種窯皮比通過吹風(fēng)淋水強(qiáng)掛的窯皮要好得多。實(shí)際上，取消了吹風(fēng)淋水這個拐棍，增加了操作員平時注意補(bǔ)掛窯皮的責(zé)任，更能減少窯皮脫落造成的風(fēng)險。所以，有的公司近幾年新建的分解窯，干脆不再設(shè)置窯筒體冷卻風(fēng)機(jī)。

（5）窯升溫的幾個關(guān)鍵：

a、對于干砌的鎂鉻磚：在300℃以下，由于其膨脹量不足以超過磚縫，升溫或降溫較快對磚也無大礙，因此在磚面溫度20～300℃區(qū)段，允許升溫速度達(dá)到240～300℃/h；

在800℃以上的普通鎂鉻磚，或1000～1200℃或更高溫度下的直接結(jié)合鎂鉻磚，因?yàn)榇u內(nèi)熔體的出現(xiàn)使磚內(nèi)已經(jīng)發(fā)生了一定的軟化，形成了一定的應(yīng)力松弛現(xiàn)象，因此升溫稍快也無大礙，在磚面溫度800℃普鎂磚（1000℃直鎂磚）～1450℃區(qū)段，升溫速度以60℃/h為好；

關(guān)鍵在中間階段，普鎂磚300～800℃、直鎂磚300～1000℃（視磚的成分而定，有的直鎂磚在300～1200℃），升溫速度需控制在30～50℃/h。

b、對于白云石磚，在烘烤中不如其它磚那樣敏感，稍快或稍慢的升溫制度對其無顯著惡果，因此烘烤白云石磚的新窯襯時，升溫速度便取決于其他部位的耐火材料。烘烤中即使胴體表面溫度瞬時超過400℃，但白云石磚很早就能掛上窯皮，會迅速降回到250℃以下。

c、對于燒成帶采用的鎂鐵磚，介于鎂鉻磚與白云石磚之間，具體參數(shù)各家可以采取穩(wěn)妥的原則，保守的逐步摸索。

因此，對窯皮不穩(wěn)的水泥生產(chǎn)廠，使用白云石磚較鎂鉻磚更好些，但要特別注意白云石磚的用前管理，尤其是防潮防水。應(yīng)該注意的是，目前國內(nèi)生產(chǎn)的白云石磚還不盡滿意。

（6）關(guān)于磚的熱工監(jiān)控基準(zhǔn)有：①以磚的熱面溫度為控制基準(zhǔn)；②以距燒成帶中心10m處的筒掃溫度為控制基準(zhǔn)；③以窯尾煙室廢氣溫度為控制基準(zhǔn)。

應(yīng)該說三種方法均屬可行，但由于受現(xiàn)場條件所限，國內(nèi)廠家多以窯尾煙室廢氣溫度為控制基準(zhǔn)。由于窯尾煙室廢氣溫度受窯內(nèi)通風(fēng)、煤粉質(zhì)量、火咀調(diào)節(jié)導(dǎo)致的火焰長短不同的影響，其和磚的熱面溫度的相關(guān)性較差，這一點(diǎn)應(yīng)該給以充分考慮。

3 國外某水泥廠的開停窯制度

3.1 升溫投料

對燒成帶沒有換磚的冷窯：點(diǎn)火后2h，現(xiàn)場轉(zhuǎn)180°；點(diǎn)火后3h，現(xiàn)場轉(zhuǎn)180°；以后每隔0.5h，現(xiàn)場轉(zhuǎn)120°；點(diǎn)火21h后，每20min現(xiàn)場轉(zhuǎn)120°；點(diǎn)火23h后，每15min現(xiàn)場轉(zhuǎn)120°；點(diǎn)火27h后，每10min現(xiàn)場轉(zhuǎn)120°；點(diǎn)火第28～29h，連續(xù)轉(zhuǎn)窯1h；之后根據(jù)系統(tǒng)情況開始投料。

該廠窯為Φ4.2×68m，設(shè)計能力為3200t/d。初始投料量設(shè)定為滿負(fù)荷的35%，與之對應(yīng)的投料量為70t/h。當(dāng)投料量加到80～100t/h時，分解爐點(diǎn)火投入運(yùn)行。

3.2 正常停窯

（1）每隔半小時減料30t/h，并相應(yīng)減少分解爐油量。當(dāng)喂料量減至100t/h時，分解爐止火；

（2）分解爐止火后，30min～1h內(nèi)可停止喂料；

（3）止料后，應(yīng)根據(jù)窯尾和燒成帶的溫度及時調(diào)節(jié)窯頭油量。以防止溫度過高而涮窯皮，也要防止溫度波動過大導(dǎo)致垮窯皮；

（4）止料后，熟料量逐漸減少，在此過程中要適當(dāng)調(diào)節(jié)冷卻機(jī)風(fēng)量、篦床速度，當(dāng)熟料不多時，一般先將第二段和第三段除最后1臺外的風(fēng)機(jī)停掉；

（5）止料后，當(dāng)窯內(nèi)物料基本倒空，窯頭可止火，進(jìn)入冷窯階段。

3.3 冷窯制度

3.3.1 窯頭止火后

（1）窯由主傳動連續(xù)轉(zhuǎn)窯改為輔助傳動間隙翻窯；

（2）同時關(guān)閉高溫風(fēng)機(jī)閥門（實(shí)際上仍有漏風(fēng)）、適當(dāng)打開冷風(fēng)閥（其目的是保護(hù)高溫風(fēng)機(jī)）；

（3）旁路系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行冷窯（旁路系統(tǒng)的風(fēng)量要小得多）。

當(dāng)窯溫度降至400℃以下時，可停高溫風(fēng)機(jī)和旁路風(fēng)機(jī)。

3.3.2 輔助傳動間隙翻窯

（1）第1h每5min轉(zhuǎn)1/3；

（2）第2h每10min轉(zhuǎn)1/3；

（3）第3h每15min轉(zhuǎn)1/3；

（4）第4h每20min轉(zhuǎn)1/3；

（5）第5h每25min轉(zhuǎn)1/3；

（6）第6～20h每30min轉(zhuǎn)1/3；

（7）當(dāng)燒成帶筒體表面溫度＜100℃后，轉(zhuǎn)1/2停窯；

（8）停窯4～5h后，再轉(zhuǎn)1/2徹底停窯。

4 有關(guān)窯襯的主要損壞機(jī)理

一般將預(yù)分解窯窯內(nèi)分為4個帶，即分解帶、過渡帶、燒成帶和冷卻帶。四帶中，燒成帶窯襯最為關(guān)鍵，目前國內(nèi)外在預(yù)分解窯燒成帶主要采用堿性磚。

熱、機(jī)械和化學(xué)3種因素構(gòu)成了窯襯內(nèi)的應(yīng)力并導(dǎo)致其破壞。隨窯型、操作及窯襯在窯內(nèi)位置的不同，上述因素的破壞作用亦不同。其中起決定性作用的是火焰、窯料和窯筒體的變形狀況，它們使窯襯承受各種不同的應(yīng)力。

對堿性磚，具體有8種破壞因素，即熟料熔體滲入、揮發(fā)性組分的凝聚、還原或還原-氧化反應(yīng)、過熱、熱震、熱疲勞、擠壓和磨刷。但這8種因素對窯內(nèi)不同帶磚襯的破壞作用各有不同，現(xiàn)就這8種因素?fù)p壞堿性磚的機(jī)理分別作一簡述。

4.1 熟料熔體滲入

熟料熔體主要源自窯料和燃料，滲入相主要是C2S、C4AF。其中滲入變質(zhì)層中的C2S和C4AF會強(qiáng)烈地溶蝕鎂鉻磚中的方鎂石和鉻礦石，析出次生的CMS和鎂薔薇輝石(C3MS2)等硅酸鹽礦物，有時甚至還會析出鉀霞石；而熔體則會充填磚襯內(nèi)氣孔，使該部分磚層致密化和脆化；加之熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力雙重作用，導(dǎo)致磚極易開裂剝落。因C2S、C4AF在 550℃以上即開始形成，而預(yù)分解窯入窯物料溫度已達(dá)800℃～860℃，因此熟料熔體滲入貫穿于整個預(yù)分解窯內(nèi)，即熟料熔體對預(yù)分解窯各帶窯襯均有一定滲入侵蝕作用。

4.2 揮發(fā)性組分的凝聚

預(yù)分解窯內(nèi)，堿性硫酸鹽和氯化物等組分揮發(fā)凝聚，反復(fù)循環(huán)，導(dǎo)致生料中這些組分的富集。由生產(chǎn)實(shí)踐可知，窯尾最熱級預(yù)熱器中生料的R2O、SO3和Cl－含量往往分別比原生料增至5倍、3～5倍和80～100倍。當(dāng)熱物料進(jìn)入窯筒體后部1/3部位（800℃～1200℃區(qū)段后），物料中的揮發(fā)性組分將會在所有磚面及磚層內(nèi)凝聚沉積，使該處高度致密化，并侵蝕除方鎂石以外的相鄰組分，導(dǎo)致磚滲入層的熱震穩(wěn)定性顯著減弱，形成膨脹性的鉀霞石、白榴石，使磚堿裂損壞，并在熱—機(jī)械應(yīng)力綜合作用下開裂剝落。因預(yù)分解窯從窯尾至燒成帶開始整個無窯皮帶，越靠近高溫帶，窯襯受堿鹽侵蝕的深度越深，窯襯損壞就越嚴(yán)重，因此要特別注意對該部位窯襯的選型。

4.3 還原或還原—氧化反應(yīng)

當(dāng)窯內(nèi)熱工制度不穩(wěn)時，易產(chǎn)生還原火焰或存在不完全燃燒，使鎂鉻磚內(nèi)的Fe3+還原成Fe2+，發(fā)生體積收縮，而且Fe2+在方鎂石晶體中遷移擴(kuò)散能力比Fe3+強(qiáng)得多，這又進(jìn)一步加劇了體積收縮效應(yīng)，從而使磚內(nèi)產(chǎn)生孔洞、結(jié)構(gòu)弱化、強(qiáng)度下降。同時，窯氣中還原與氧化氣氛的交替變化使收縮與膨脹的體積效應(yīng)反復(fù)發(fā)生，磚便產(chǎn)生化學(xué)疲勞。這一過程主要發(fā)生在無窯皮保護(hù)的鎂鉻磚帶。

4.4 過熱

當(dāng)窯熱負(fù)荷過高，使磚面長時間失去窯皮的保護(hù)時，熱面層基質(zhì)在高溫下熔化并向冷面層方向遷移，而使磚襯冷面層致密化，熱面層則疏松多孔（一般易發(fā)生于燒成帶的正火點(diǎn)區(qū)域），從而不耐磨刷、沖擊、震動和熱疲勞，易于損壞。

近年來，在冷卻帶和過渡帶，有不少企業(yè)使用了硅莫磚，大部分硅莫磚的事故是由于過燒造成的，很少是其它原因。硅莫磚主要以碳化硅和莫來石構(gòu)成，而且碳化硅起著非常重要的作用，理論上當(dāng)溫度上升到2500℃左右，碳化硅開始分解為硅蒸汽和石墨，實(shí)際上在窯內(nèi)還原氣氛條件下，碳化硅在1700℃左右已開始分解，對硅莫磚構(gòu)成致命的破壞。

4.5 熱震

當(dāng)窯運(yùn)轉(zhuǎn)不正?；蚋G皮不穩(wěn)定時，堿性磚易受熱震而損壞。窯皮的突然垮落，致使磚面溫度瞬間驟增(甚至高達(dá)上千度)，而使磚內(nèi)產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力。此外，窯的頻繁開停使磚內(nèi)頻繁產(chǎn)生交變熱應(yīng)力。當(dāng)熱應(yīng)力一旦超出磚襯的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時，磚就突然開裂，并沿其結(jié)構(gòu)弱化處不斷加大加深，最后使磚碎裂。窯皮掉落時帶走處于熱面層的碎磚片，使磚不斷損壞。熱震現(xiàn)象極易發(fā)生在靠近窯尾方向的過渡帶區(qū)域。

4.6 熱疲勞

窯運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)磚襯沒入料層下，其表面溫度降低，而當(dāng)磚襯暴露于火焰中，則其表面溫度升高。窯每轉(zhuǎn)一周，磚襯表面溫度升降幅度可達(dá)150℃～230℃，影響深度15mm～20mm。如預(yù)分解窯轉(zhuǎn)速為3r/min，這種周期性溫度升降每月達(dá)130000次之多。這種溫度升降多次重復(fù)導(dǎo)致堿性磚的表面層發(fā)生熱疲勞，加速了磚的剝落損壞。

4.7 擠壓

回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)時，窯襯受到壓力、拉力、扭力和剪切等機(jī)械應(yīng)力的綜合作用。其中，窯的轉(zhuǎn)動、窯筒體的橢圓度和窯皮垮落，使磚受到動力學(xué)負(fù)荷；磚和窯皮的重量及磚自身的熱膨脹，使磚承受靜力學(xué)負(fù)荷。此外，襯磚與窯筒體之間、磚襯與磚襯之間的相對運(yùn)動，以及擋料圈和窯體上的焊縫等，均會使磚襯承受各種機(jī)械應(yīng)力作用。當(dāng)所有這些應(yīng)力之和超過了磚的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時，磚就開裂損壞。該現(xiàn)象發(fā)生于預(yù)分解窯整個窯襯內(nèi)。

對于緊靠擋磚圈的磚，大部分損壞是由于擠壓力造成的。國外某公司專做窯口磚，其使用壽命可以保證3年以上，我們把它與其它磚作了檢測對比，發(fā)現(xiàn)其差別主要在高溫抗折強(qiáng)度上，而國內(nèi)耐火磚的標(biāo)準(zhǔn)根本就沒有把高溫抗折強(qiáng)度列進(jìn)去，這一點(diǎn)應(yīng)該引起耐火磚生產(chǎn)廠家的重視。

4.8 磨損

預(yù)分解窯窯口卸料區(qū)沒有窯皮保護(hù)時，熟料和大塊窯皮又較硬，會對該部位的磚襯，產(chǎn)生較嚴(yán)重的沖擊和磨蝕損壞。

實(shí)際上，不要以為窯口沒有窯皮是正常的，在有條件的情況下，保持冷卻帶有一定的窯皮，不但能有效保護(hù)窯口磚，而且對拓寬窯的操作彈性，穩(wěn)定產(chǎn)質(zhì)量都是有好處的。

5 降低窯襯消耗的基本措施

5.1 注重襯料的選型和合理匹配

新型干法窯特別是大型預(yù)分解窯，使用了熱回收效率在60%以上的高效冷卻機(jī)以及燃燒充分且一次風(fēng)比例較少的多通道噴煤嘴(火力集中，靈活可調(diào))；且窯頭和窯罩又加強(qiáng)了密閉和隔熱，因此，出窯熟料溫度可高達(dá)1400℃，入窯二次風(fēng)溫可高達(dá)1200℃，從而造成系統(tǒng)內(nèi)過渡帶、燒成帶、冷卻帶及窯門罩、冷卻機(jī)高溫區(qū)以及燃燒器外側(cè)等部位的工作溫度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)窯。因此：

（1）燒成帶正火點(diǎn)可使用直接結(jié)合鎂鉻磚、特種鎂磚、鎂鐵尖晶石磚或白云石磚。

（2）正火點(diǎn)前后兩側(cè)，視設(shè)備、操作和原燃料情況，可采用與正火點(diǎn)相同的磚或普通鎂鉻磚。最近開發(fā)的可掛窯皮的硅莫磚也正在向燒成帶的末端發(fā)展。

（3）過渡帶則主要使用鎂鋁尖晶石磚、鎂鐵尖晶石磚、富鉻鎂磚或含鋯增韌白云石磚。近年開發(fā)的鋁質(zhì)磚—硅莫磚、特別是增加了紅柱石的硅莫紅磚，熱震穩(wěn)定性有了很大提高，在過渡帶取得了很好的效果，而且不掛窯皮的品種可有效防止后結(jié)圈。

（4）窯卸料口內(nèi)襯是大型窯窯襯中最薄弱環(huán)節(jié)之一，新窯或規(guī)則的窯上可用碳化硅磚、硅莫磚、硅莫紅磚、尖晶石磚或直接結(jié)合鎂鉻磚。對窯口溫度較低的窯，可使用熱震穩(wěn)定性優(yōu)良的高鋁磚或磷酸鹽結(jié)合高鋁磚；若窯口變形時則可用剛玉質(zhì)或鋼纖維增強(qiáng)剛玉質(zhì)澆注料或低水泥型高鋁質(zhì)澆注料。

5.2 把好進(jìn)貨質(zhì)量關(guān)和窯襯施工質(zhì)量關(guān)

（1）耐火材料的重要性不言而喻，性價效益比差別很大，寧肯多花點(diǎn)錢也一定要買好產(chǎn)品，少停幾次窯就什么錢都有了。好的產(chǎn)品首先要選好供貨廠，看一個耐火材料生產(chǎn)廠怎么樣，主要應(yīng)關(guān)注能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的三個條件：

a、是否有高純度、高品位的原料；

b、是否具有高壓力的成型裝備；

c、是否具備高溫度的煅燒條件。

（2）要嚴(yán)格遵守“水泥回轉(zhuǎn)窯用耐火材料使用規(guī)程”中的相關(guān)要求，選購耐火材料時，應(yīng)要求供貨商提供產(chǎn)品質(zhì)量擔(dān)保書，并應(yīng)取樣送有關(guān)權(quán)威監(jiān)測部門復(fù)檢；嚴(yán)格進(jìn)廠驗(yàn)貨，以杜絕假冒偽劣產(chǎn)品進(jìn)廠。對查出的不合格品嚴(yán)禁入庫，磚庫內(nèi)不得有任何不合格磚；

（3）由于磚對窯的生產(chǎn)影響很大，各廠的使用條件不盡相同，對磚的要求也不會一樣，所以一般不要輕易的更換供貨商。如果必須更換，對新開發(fā)的供貨商，第一批磚最好試用，而且量不要太大，以免給雙方造成大的損失。對試用磚，最好不設(shè)預(yù)付款，達(dá)到試用期后一次付清，寧肯磚價高一些；

（4）對施工質(zhì)量亦要進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督，以確保窯襯的耐火性、密封性、隔熱性、整體性、耐久性。重點(diǎn)應(yīng)對耐火泥的配制、磚縫和膨脹縫處理等一系列技術(shù)問題嚴(yán)格把關(guān)。首先，更換窯襯前要編制施工方案，按砌筑要求在窯內(nèi)劃出縱向和橫向控制線；其次，每天召開有關(guān)負(fù)責(zé)人協(xié)調(diào)會，及時解決施工中出現(xiàn)的問題；第三是實(shí)行項(xiàng)目負(fù)責(zé)制，設(shè)立專人跟班監(jiān)督；最后，要求砌筑選用耐火磚不得缺角少棱。

（5）把好出庫關(guān)，這是大多數(shù)廠容易忽略的問題。耐火材料對保存和搬運(yùn)有嚴(yán)格的要求，各廠的儲運(yùn)條件又參差不齊，在砌筑前必須進(jìn)行嚴(yán)格的再檢驗(yàn)，嚴(yán)防破損、掉角、裂紋、受潮的磚入窯。對查出的不合格磚，要當(dāng)場銷毀，更不得回庫存放，以免再次混入窯內(nèi)。

5.3 準(zhǔn)確把握局部挖補(bǔ)與整段更換窯襯的界限

兩者界定的一般原則為：掉磚處周圍的厚度不低于新磚的60%，且掉磚周圍磚的實(shí)際使用時間不長、未受過惡劣條件的折騰、結(jié)構(gòu)未發(fā)生裂縫和排列錯亂現(xiàn)象，這時可采用挖補(bǔ)的方法，否則就需要進(jìn)行整段更換。

正確的判斷，不僅可以降低窯襯消耗，縮短停窯時間，而且可提高窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率。需要強(qiáng)調(diào)的是，換轉(zhuǎn)就像切除癌瘤一樣，寧肯過之不可不及，不要舍不得，以防反復(fù)停窯挖補(bǔ)。

5.4 堅(jiān)持合理的烘窯升溫制度

窯襯砌筑好后還須妥善烘烤，烘烤時升溫不能過快，以免產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力而導(dǎo)致磚襯開裂、剝落。

由于耐火磚的品種較多，根據(jù)實(shí)踐及文獻(xiàn)介紹，使用B型磚時，因磚數(shù)量較多，對磚襯膨脹的補(bǔ)償量較大，按0.5～1℃／min區(qū)段內(nèi)的升溫制度烘烤時，磚襯內(nèi)壓應(yīng)力總是低于磚的強(qiáng)度，非常安全。因此，預(yù)分解窯一般都選擇B型磚作為窯襯。

有些廠家更換窯襯后急于投料生產(chǎn)，常采用6～8h的快速烘窯制度，加之缺乏必要的措施來保護(hù)窯體和窯襯的安全，導(dǎo)致窯體及窯襯不必要的損壞。尤其直接結(jié)合鎂鉻磚對6～8h的快速烘窯不適應(yīng)，應(yīng)注意。

窯襯烘烤必須連續(xù)進(jìn)行直至完成且要做到“慢升溫，不回頭”。為此烘烤前必須對系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)動試車，還要確保供電。此外，停窯時窯襯的冷卻制度亦對未更換磚的使用壽命有很大影響，因此停窯不換磚時必須慢冷以保窯襯安全。對于大型預(yù)分解窯，在停窯時可用輔助傳動進(jìn)行慢轉(zhuǎn)窯，扣風(fēng)，并在24h后方可打開窯門進(jìn)行快速冷卻。

值得注意的是，有些新建的水泥廠，由于各種原因在窯砌完磚后遲遲不具備點(diǎn)火投料條件，特別對濕砌的磚、對雨季砌的磚，對燒成帶的堿性磚是非常不利的，最好安排一次針對窯內(nèi)堿性磚的烘干，一般將窯尾溫度控制在150～200℃烘24h即可，以避免堿性磚的受潮。

如果窯內(nèi)濕氣較大，烘窯時一定要注意定期轉(zhuǎn)窯，以免水汽在窯筒體內(nèi)壁凝結(jié)，沿筒體內(nèi)壁下流對下部的磚造成浸蝕。這在一些廠時有發(fā)生，磚的表現(xiàn)為蝕溝現(xiàn)象，即某一角度范圍的磚表現(xiàn)出明顯的損失加重。

5.5 窯皮的粘掛及保護(hù)

燒成帶及其兩側(cè)過渡帶磚襯上窯皮的穩(wěn)定與否，是影響耐火磚襯使用壽命的決定性條件。

新磚砌好，按正常升溫制度達(dá)投料溫度后，即可進(jìn)行投料。第一層窯皮的形成就是從物料進(jìn)入燒成帶及前后過渡帶時開始，必須嚴(yán)格控制熟料結(jié)粒細(xì)小均齊，配料合理；耐火磚熱面層中應(yīng)形成少量熔體（俗稱：出汗），使熟料與磚面牢固地粘結(jié)。粘結(jié)后，磚襯表面層溫度降低，熔體量減少，粘度增大，粘結(jié)層與磚襯面間粘結(jié)力就越大；而熟料繼續(xù)粘到新粘結(jié)的熟料上，使窯皮不斷加厚，直至窯皮過厚時，窯皮表面溫度過高而造成該處熟料中熔體含量過多且粘度小，熟料不能再相互粘結(jié)為止。

第一層窯皮粘掛的質(zhì)量優(yōu)劣對延長窯襯壽命有重要的作用。

窯皮實(shí)質(zhì)上就是窯料的流量和成分。窯正常運(yùn)行時，入窯燃料的質(zhì)和量及其燃燒性狀，以及耐火磚在高溫下的性態(tài)等是不斷變化的。因此為了掛好窯皮且保護(hù)好窯皮，必須采取相應(yīng)的保護(hù)措施：

（1）砌完磚必須進(jìn)行窯內(nèi)清理；投料后應(yīng)嚴(yán)格保證系統(tǒng)溫度及燒成帶溫度，使第一批窯料和該處耐火磚同時處于良好的掛窯皮狀態(tài)。掛窯皮時喂料量按正常量的60%～80%投料。

（2）由于掛好第一層窯皮是非常重要的，確切地說，掛好窯皮比掛高質(zhì)量的窯皮更重要，尤其重要的是在初始投料后不得跑黃料。

掛窯皮期間按正常的配料方案比較好，不用專門配制生料。有些公司為了掛高質(zhì)量的窯皮，專門配制高KH的窯皮料，實(shí)際上對一條新投產(chǎn)的窯來講，由于各種不確定因素很多，很難保證窯況達(dá)到最佳狀態(tài)，高KH容易跑黃料，即使隨后掛上了窯皮，也會有很多空洞窯皮，好心會做成壞事。

（3）開窯前要嚴(yán)格檢查燃燒控制系統(tǒng)、噴嘴結(jié)構(gòu)和位置及火焰形狀，并使之保持正常。預(yù)分解窯掛窯皮時間一般有一天就夠了。

5.6 減少停窯次數(shù)，提高預(yù)分解窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率

所謂：“機(jī)怕開，電怕停，耐火磚最怕開開停?！?。

由于頻繁的非計劃開停窯，往往是緊急止料停窯，會造成襯磚熱面迅速冷卻，收縮過快，磚內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞應(yīng)力，應(yīng)力隨多次停窯頻繁作用于磚內(nèi)，導(dǎo)致其過早開裂損壞；再次開窯時，磚熱面層往往隨窯皮剝落，還使窯襯磚位扭曲，降低窯襯使用壽命。那么，如何減少開停窯次數(shù)呢？

5.6.1 對生產(chǎn)者來講

（1）首先設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)要穩(wěn)定，這是前提；

（2）第二煤和料的質(zhì)要穩(wěn)，這是基礎(chǔ)；

（3）第三煤和料的量要穩(wěn)，這是責(zé)任。

5.6.2 對操作者來講

“預(yù)打小慢車，防止大變動”。關(guān)鍵在一個預(yù)字，只有預(yù)想預(yù)料預(yù)計，才能預(yù)見，才能做到預(yù)調(diào)和預(yù)處理；只有預(yù)調(diào)和預(yù)處理，才能防止大波動和大事故；只有杜絕大波動和大事故，才能防止大變動。

5.6.3 正確的選擇和使用火咀（燃燒器）

對水泥廠生產(chǎn)熟料來講，火咀就是我們手中的槍，能否有一個好槍、能否把好槍用好直接關(guān)系到戰(zhàn)斗的勝負(fù)。鑒于篇幅所限，這里不展開討論，只是強(qiáng)調(diào)一下火咀的重要性，不要企圖在火咀上省錢，那是要吃虧的。

6 垃圾處理及代用燃料對水泥窯耐火材料的影響

水泥窯用于處理垃圾，在配料合適的情況下，主要是有害成分的帶入，這不但對燒成工藝和熟料質(zhì)量形成有害影響，對耐火材料也會加重剝蝕，這一點(diǎn)要引起足夠的重視。

水泥窯采用或部分采用代用燃料，同樣存在上述危害，同時還影響到火焰的強(qiáng)度、力度和形狀，進(jìn)而影響到窯內(nèi)各帶的分布、影響到熟料質(zhì)量、影響到耐火材料的使用。根據(jù)歐洲一些廠家的使用經(jīng)驗(yàn)，需要注意以下幾點(diǎn)變化，這些變化都對耐火材料構(gòu)成了傷害：

（1）帶入的SO42-、Cl-、R2O等有害成分的提高，既影響熟料強(qiáng)度，又會加重窯尾系統(tǒng)的結(jié)皮堵塞和窯內(nèi)的結(jié)圈現(xiàn)象；

（2）有害成分的提高會增大液相量、降低液相粘度，造成窯皮的不穩(wěn)定，窯皮的反復(fù)掛掉導(dǎo)致磚的頻繁熱震，加劇了有害成分對磚的滲透、被滲透部分的強(qiáng)度下降，最終剝落掉。對原料中MgO含量高的廠家影響更大；

（3）代用燃料的燃盡時間一般較長，不充分的燃燒會增加CO，加重結(jié)皮、結(jié)圈、結(jié)蛋和黃心料的產(chǎn)生。燃盡時間長導(dǎo)致火焰長、燒成帶變長。通常燒成帶長度是窯徑的8倍左右，替代燃料可能使燒成帶加長到窯徑的9～10倍；

（4）替代燃料也遵循磨得越細(xì)燃盡時間越短、著火點(diǎn)越低的規(guī)律。德國某廠的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)揮發(fā)份在30%左右時，90μm篩余需控制到20%左右；

（5）不同的代用燃料具有不同的燃燒特性，一般不宜混合使用。混合使用燃燒特性差別大的代用燃料，會出現(xiàn)幾段窯皮的現(xiàn)象；

（6）堿性磚比非堿性磚更耐堿浸蝕，也可回避CaO對非堿性磚內(nèi)Al離子、Si離子的交代置換。

7 天瑞水泥窯的耐火磚配置

7.1 5000t/d線

天瑞水泥的5000t/d線，窯的規(guī)格為Φ4.8× 72m，冷卻帶、燒成帶、過渡帶的使用周期基本上達(dá)到一年以上，分解帶能達(dá)到3年以上。

具體配磚方案如下：

（1）冷卻帶：約3m的硅莫紅Ⅰ磚；

（2）燒成帶：約30m的鎂鐵尖晶石磚；

（3）過渡帶：約15m的硅莫紅Ⅰ磚；

（4）分解帶：約24m的硅莫紅Ⅱ磚或硅莫磚、低氣孔莫來石磚。

7.2 12000t/d線

天瑞水泥的12000t/d線，是目前世界上最大的生產(chǎn)線，窯的規(guī)格為Φ6.2×92m ，2009年投產(chǎn)，配磚方案還不太成熟，僅供參考。磚的使用周期除冷卻帶在3～4個月外，其他部位也只有一年多點(diǎn)。

和其他公司的萬噸線一樣，耐火磚的薄弱部位在窯口，損壞形式主要是被擠碎。為了解決這一難題，天瑞的12000噸線在設(shè)計時，還專門采取了冷卻帶縮徑（Φ6.2→Φ6.0）措施，企圖靠縮徑過渡段（長1.76m）來抵擋后部磚的推力，應(yīng)該說有一定效果，但還沒有徹底解決問題。

我們認(rèn)為，窯口磚的損壞主要是磚的高溫抗折強(qiáng)度不夠，經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：大連奧鎂公司的Al-R2鎂鋁尖晶石磚在高溫抗折強(qiáng)度上小于Al-ZC鎂鐵尖晶石磚。于2011年元月份大修時，在窯口使用了Al-ZC鎂鐵尖晶石磚，到7月份檢修時檢查，磚仍然完好，沒有進(jìn)行更換，后續(xù)效果仍在觀察中。

具體配磚方案如下（從窯頭往后排）：

（1）0.790m 澆注料；

（2）9.360m 大連奧鎂公司的Al-R2鎂鋁尖晶石磚；

（3）24.000m大連奧鎂公司的Al-ZC鎂鐵尖晶石磚；

（4）26.000m大連奧鎂公司的Al-R2鎂鋁尖晶石磚；

（5）31.000m 鄭州華威公司的抗剝落高鋁磚；

（6）0.850m 澆注料。