水泥窯耐火材料配置

一、耐火磚磚型選擇

1、窯襯磚厚度

窯襯厚度宜與窯徑相匹配，一般建議如下

耐火磚的厚度應在合理范圍內，其壽命并不與厚度成正比，對于膨脹系數較大的耐火磚，過厚的襯料由于內外層溫差過大和膨脹量差別過大，往往導致工作內層的早期損壞!

2、磚型尺寸

一般建議堿性磚使用VDZ磚型砌筑，高鋁磚、硅莫磚使用ISO磚型；使用VDZ砌筑時磚縫多了30%，磚環(huán)的柔性和抗熱震性能更好，可有效補償堿性磚的膨脹系數！
控制窯內堿性磚的側面紙板≤2mm，（鐵板厚0.5-0.8mm）同時嚴格砌筑監(jiān)督，濕砌磚的灰縫也必須控制在2mm以內。

二、采用一種主磚加插縫磚配砌

采用一種磚型砌筑，具有磚型少、磚型簡單、砌筑簡便等優(yōu)點。其缺點是對于制品尺寸誤差和由于筒體變形所造成的橢圓度誤差只能通過灰縫調整，不同窯徑所用磚型不一樣，不能相互代替使用。
? 計算方法：
x外=π· R/n
x內=π·（R-2h）/n

?式中： x外—— 冷端尺寸
x內—— 熱端尺寸
h ——設計襯磚厚度
π——圓周率
R—— 回轉窯筒體直徑
n——預設砌筑一環(huán)耐火磚所需的塊數

以4米回轉窯為例，預設每環(huán)磚用量為140塊，窯襯厚度為200mm，那么磚的冷端厚度為：
x外= π· R/n=3.14 ×4000÷140=89.71≈90
x內=π·（R-2h）/n=3.14 ×（4000-2×200）÷140=80.74≈81

插縫磚的尺寸選用，可以采用主磚厚度加10mm，或者主磚厚度的四分之三和三分之二。
采用一種磚型砌筑，具有磚型少、磚型簡單、砌筑簡便等優(yōu)點。其缺點是對于制品尺寸誤差和由于筒體變形所造成的橢圓度誤差只能通過灰縫調整，不同窯徑所用磚型不一樣，不能相互代替使用

三、采用兩種主磚加插縫磚配砌

1、采用 ISO標準配砌

ISO型耐火磚是由國際化標準組織推薦 ，其楔面大頭的尺寸固定為103毫米，非堿性磚一般用ISO標準，采用這種磚可以減少磚型品種，一般用9種磚就可以滿足直徑從2.5到6米的各種回轉窯的砌筑需求。所以，在回轉窯上一般用兩種磚進行配砌，可有效調整因制品尺寸誤差和由于筒體變形所造成的橢圓度誤差，同時，緩解了耐火材料企業(yè)生產淡旺季不均的問題，還簡化了水泥企業(yè)的備磚管理，減少了水泥廠的庫存。ISO型耐火磚的弊端是磚型尺寸較大，生產及砌筑施工時的工人勞動強度較高。

回轉窯常用耐火磚磚型尺寸（ISO系列）

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2、VDZ標準配砌

VDZ標準是歐洲推薦標準，水泥窯筒體用堿性磚大多采用此標準。其楔面大、小頭的平均尺寸為71.5毫米，單重一般在7-8kg，同ISO標準一樣 ，一般用9種磚就可以滿足直徑從2.5到6米的各種回轉窯的砌筑需求 ，相比之下 ，同材質的VDZ型耐火磚比ISO型耐火磚的單重要輕約三分之一，這就減少了工人的勞動強度, 另外由于堿性磚的膨脹系數要比鋁硅系制品大得多，同窯徑時VDZ型耐火磚比ISO型耐火磚的使用塊數要多約三分之一，由此增加的磚縫可以有效抵消緩沖部分熱應力，彌補堿性磚膨脹率大的不足之處，從而起到延長堿性磚使用壽命的作用。

回轉窯常用耐火磚磚型尺寸（VDZ系列）

一、冷卻帶的工況及對耐火材料的性能需求

1、冷卻帶的工況

為了減少鐵鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣（Ｃ3ＡＦ、Ｃ４ＡＦ）含量，以促使水泥熟料的晶相轉化，提高水泥強度，保證水泥質量，水泥熟料必須快速降溫，水泥回轉窯冷卻帶都很短。

單位時間內通過的熟料量大，窯口部位沒有窯皮保護， 在約1400℃條件下， 大顆粒、高強度的熟料的磨損和沖刷嚴重，窯口材料容易磨損。

位于回轉窯的一檔輪帶區(qū)域前后，機械應力和軸向應力大。

2、冷卻帶對耐火材料的要求

耐高溫性能：冷卻帶處于高溫狀態(tài)，需要使用具有良好的耐高溫性能的耐火材料，以防止在高溫下耐火材料的熔化、滲透或變形。

抗侵蝕性能：冷卻帶處于化學腐蝕環(huán)境中，需要使用抗堿、抗酸等化學侵蝕的耐火材料，以避免耐火材料因受到化學侵蝕而損壞。

抗熱震性能：冷卻帶處于高溫條件下，溫度差異較大，需使用具有較好抗熱震性能的耐火材料，以避免因溫度差異導致的開裂、變形等問題。

導熱性能：冷卻帶需要快速降溫，需要使用導熱性能好的耐火材料，以提高降溫效果。

二、水泥回轉窯冷卻帶耐火材料的配置

1、鎂鋁尖晶石磚

2、硅莫磚。

3、鋼纖維增強窯口磚。

鎂鋁尖晶石磚比硅莫磚的抗侵蝕能力要好，但導熱率較高。

硅莫磚的導熱率較低，但抗堿侵蝕能力不如鎂鋁尖晶石磚，所以，在該區(qū)域，如果用戶的原料中的堿硫成分不高，用硅莫磚即可，如果經常出現(xiàn)堿硫成分過高引起的剝落現(xiàn)象，就只能用鎂鋁尖晶石磚，這些需要根據經驗結合實際情況辯證選擇。

對于大型回轉窯，可選用鎂鐵鋁尖晶石磚。

二、水泥回轉窯預熱器、分解爐對耐火材料的性能要求

水泥回轉窯預熱器和分解爐均為靜止設備，可用較大的設備外殼，容納較多的耐火材料，因此可選用導熱系數較低的保溫材料，降低設備外殼溫度，達到節(jié)能的目的。

由于部分預熱器和分解爐形狀較復雜，可選用在成型上較靈活的耐火澆注料。
水泥回轉窯預熱器、分解爐含有堿硫氣體的煙氣從預熱器中排出，所以要考慮堿硫氣體對耐火材料的侵蝕。

三、水泥回轉窯預熱器、分解爐耐火材料配置

預熱器和分解爐均為靜止設備，可用較大的設備外殼，容納較多的耐火材料，因此可選用導熱系數較低的保溫材料，降低設備外殼溫度，達到節(jié)能的目的。

由于部分預熱器和分解爐形狀較復雜，可選用在成型上較靈活的耐火澆注料。
含有堿硫氣體的煙氣從預熱器中排出，所以要考慮堿硫氣體對耐火材料的侵蝕。

四、預熱器、分解爐耐火材料的選用

1、要考慮熱損耗的問題所以需要粘貼硅酸鈣板進行保溫處理。

2、分解爐溫度比預熱器有所提高， 早期的干法回轉窯出于成本考慮，大多選用高強耐堿磚作為窯襯。

3、水泥企業(yè)為了提高產量，使分解爐的溫度得到提高，達到1200℃以上，同時隨著水泥窯大型化趨勢，分解爐的高度和直徑也在不斷增加，高強耐堿磚由于荷重軟化溫度較低，長期使用會產生收縮現(xiàn)象，同時高強耐堿磚在高溫狀況下的磨損性能已經不能滿足使用要求，所以，當前分解爐大多采用抗剝落高鋁磚作為窯襯，在縮口處和鵝頸管位置采用高鋁質澆注料進行澆注施工。

4、目前水泥企業(yè)也有選用1550硅莫磚的案例。