華占剛

（宜興國冶窯爐工程有限公司 214226）

1 水泥窯耐火材料的使用現(xiàn)狀

隨著科技和時代的發(fā)展，耐火材料的使用越來越多，隨之耐火材料的研究也越來越多。這是因為：“高溫是工業(yè)創(chuàng)造進行的大多途徑，不論是以前的傳統(tǒng)工業(yè)：金屬制造、煤炭部門等，還是現(xiàn)代新型技術產業(yè)：航天技術等，這些都是需要在高溫作業(yè)下完成的?！彼栽诟邷叵碌哪突鸩牧喜豢芍^不重要，而在水泥窯的耐火材料使用中，大多使用堿性的耐火材料。堿性材料被廣泛是用在水泥窯的預分解窯上，它通常是以氧化鈣和氧化鎂為主要成分。在高溫作業(yè)下，易與酸性耐火材料、酸性渣和氧化鋁發(fā)生化學反應，尤其是以耐高溫煅燒和耐化學侵蝕能力強而聞名。比如，堿性的鎂磚、白云石磚等耐火材料。

水泥窯用耐火材料的使用性質如何，主要看三方面：首先是耐火度，它指的是高溫背景下，材料不承受任何荷載的情況下也能不被熔融，更不能被軟化的功能。并且，如果是大量的雜質或者是成分的不均勻，那么材料的耐火度會極速下降。其次是荷重軟化溫度與高溫蠕變，是指材料的變形溫度，它在承受恒定不變的壓負荷壓力下以及一定升溫速度的加熱條件下，對高溫和荷載同時作用的抵抗能力如何。最后是高溫體積穩(wěn)定性，它通過重燒線來體現(xiàn)，由于需要高溫下長期的使用，表現(xiàn)其尺寸的穩(wěn)定性如何。

2 水泥窯用耐火材料的損壞原因

2.1 水泥窯用耐火材料的物理損毀

水泥窯耐火材料的物理損毀現(xiàn)象主要是三個因素造成的：第一，時不時地磨損。水泥窯內襯產生的磨損，分為定期磨損和不定期磨損。定期磨損，是指水泥窯出料口水泥熟料和預熱帶鏈條區(qū)域的鏈條和襯料產生的磨損現(xiàn)象。不定期磨損，是在燒成帶的掛窯皮處的窯皮脫落時，出現(xiàn)磨損現(xiàn)象。第二，機械應力產生的磨損，由于出現(xiàn)空轉現(xiàn)象，所以鑲嵌在回轉窯上的磚，在觀察過程中比窯殼回轉還快。磚在內部結圈中產生剝落和組織遭到破壞，固定磚與粘接或干砌磚之間的相對運動，產生了扭曲應力，從而磚組織受到剝落損毀，導致磚背面被磨蝕，進而造成組織破壞。第三，結構性損毀，尤其是在燒成帶中，采用相應的鎂鉻磚在相應的燃燒室以及拱橋部位下，由于工人們?yōu)榱粟s進度，在實際制造的過程中采用了手工制造法，使得鎂鉻磚的密度與強度偏低等不規(guī)范現(xiàn)象。并且產生了侵蝕和剝落現(xiàn)象，促使磚的反應厚度增加，產生大量的材料損毀。

2.2 水泥窯用耐火材料的化學損毀

水泥生料在窯內產生碳酸鈣分解，從而在形成熟料礦物的整個加熱過程中產生了一系列化學變化，其中大量的熔態(tài)金屬、熔渣、熔灰等就是其產物。它們與耐火材料反應就會生成低熔物，如果這些低熔物流失，就會造成耐火材料熔失，這種現(xiàn)象被稱之為——“熔失”。

在生產作業(yè)中，由于窯內火焰溫度大約為1700～1800℃，且大型預分解窯多采用多風道噴煤嘴，一次風量非常大，再加上密封的窯頭。所以耐火材料就會被加熱面接觸的熔渣、粉塵等侵入，并且熔媒以及熱的作用下，變質部分與未變質部分因膨脹不同而剝落，這種現(xiàn)象被稱之為——“結構剝裂”。

由于窯徑變大，所以溫度提高、轉速加快，在日產2 000t、直徑為4m和日產4 000、直徑為4.7m的預分解窯里，轉速達到3～4轉/分。高溫下的耐火磚和筒體一起轉動的過程中發(fā)生了機械振動和劇烈變形，造成耐火材料剝裂的這種現(xiàn)象被稱之為——“機械剝裂”。以上的三種現(xiàn)象就是造成水泥窯耐火材料化學損毀的直接因素，在耐火材料與化學的碰撞下，我們應該采用更加正確和科學的手段，這樣才能使水泥窯耐火材料使用的更加永久。

3 水泥窯用耐火材料的防治措施

3.1 加強技術人員的維護工作

由于水泥窯耐火材料時不時地發(fā)生物理損毀現(xiàn)象，首先，我們不僅需要提高技術方面的支持，更需要對機械本身的不定期、隨時的維護看管。所以要求了施工人員應有健壯的體魄、嫻熟的技術以及依照實際情況能靈活反應開展工作，并且操作者技術水平也要不斷的提高。比如，在砌筑耐火材料時，在窯內砌筑不同規(guī)格型號的耐火磚，先要確保旋轉窯的剛度和強度。只有旋轉窯空載試運轉合格后，才能保護旋轉窯簡體在使用過程中不被高溫燒損的同時，水泥窯能夠正常工作，從而減少被物料磨損的現(xiàn)象。只有這樣的不定期維護才能緩解甚至解決水泥窯耐火材料時不時的物理損毀。

其次，為了減小機械應力對水泥窯的物理損毀，必須以吊裝找正的順序為先，然后鋼底座再筒體，對鋼底座分件吊裝，在基礎上組裝并進行標高測量找正。接著對鋼底座進行二次找正，同時對托輪軸進行瓦刮研、吊裝及組對。最后找正托輪軸承座及托輪，對整個拖輪組進行吊裝找正，并安裝擋輪。在所有設備吊裝找正和灌漿找正完畢后，就對窯洞體進行焊接，焊接完畢后進行焊接質量檢查。安裝窯頭罩及密封裝備，接著安裝冷卻及潤滑系統(tǒng)。然后安裝碰煤管，同時進行基礎二次灌漿。在這過程中，逐步減少機械應力對水泥窯的破壞影響，從而減少耐火材料的損壞程度。

在燒成帶中，由于鎂鉻磚的不規(guī)范導致的大量損毀現(xiàn)象，要想解決該問題，可以在使用的過程中，用鎂鋁尖晶石磚來替換原本使用的鎂鉻磚。首先在耐壓強度上，鎂鉻磚為40-60Mpa，鎂鋁尖晶磚則在65-83Mpa之間；其次在抗震穩(wěn)定性方面，鎂鉻磚為3-5次，鎂鋁尖晶磚則高達15次以上。并且在氣氛的變化下，鎂鋁尖晶石磚對比表現(xiàn)的并不敏感。它能夠有效的解決在燒成帶耐火材料上所呈現(xiàn)出的損毀問題，并且延長磚窯的使用壽命，解決水泥窯的結構性損毀問題，優(yōu)化耐火材料的使用。

3.2 針對各個環(huán)節(jié)，采用適當?shù)牟牧?/h3>

對于水泥窯用耐火材料所發(fā)生是化學損壞現(xiàn)象，需要對其各個部位有針對性的措施。比如針對低熔物流失后，所造成的耐火材料熔失這種現(xiàn)象。我們需要采取氣孔率低、透氣性小，燒成良好的耐火材料?；蛘卟捎脤θ廴谖锶芙舛鹊停芙馍晌镎扯雀叩哪突鸩牧?。像堿性的鎂磚、白云石磚等。

在與耐火材料發(fā)生結構剝裂的加熱面上，則需要采用堅實的耐火材料，不輕易被荷重軟化的，在開裂時能快速散開。并且還需要適當控制物料的加入量，減輕耐火材料上承受的應力，解決結構剝裂的問題。

在受不了窯體重力并且變形嚴重，產生機械剝裂現(xiàn)象時，首先需要留出足夠空間耐火材料的膨脹縫；其次控制升溫速度，不要把溫度快速的升上去，特別是在水泥窯點火時。最后選用高溫強度、抗侵蝕性的耐火材料，比如摻加鉻礦石的耐火磚。

4 結語

“只要大窯轉，就有千千萬”這句民謠傳唱家家戶戶，更是對生產作業(yè)中的水泥窯重要程度的生動描述，它運轉的好壞直接影響到企業(yè)的經(jīng)濟的好壞。在生產過程中，水泥窯耐火材料的損壞原因和防治措施是極為重要的，并且嚴密的后續(xù)工作也不可忽視。水泥旋轉窯設備的安裝和調試一定要嚴格遵守相應的工作手則，保證安全的、正確的生產作業(yè)，為我國經(jīng)濟水平的提高邁出更大的一步。

[1]汪雷.套筒石灰窯下拱橋損毀分析及改造的可行性研究[J].安徽冶金，2014，04：9-14.

[2]章道運，孫露霞.大型水泥窯用堿性磚的開發(fā)與應用[J]，河南建材，2013（1）：38-40.