富强
鞍山市奥鞍耐火材料有限责任公司 114100
摘要：伴随着水泥企业的全面发展，企业要对水泥窑综合应用效率予以关注，建构完整的质量监督管理机制，有效发挥耐火材料的应用价值，提高运转率的同时，实现经济效益和安全效益的共赢。本文分析了水泥窑用耐火材料的组成、性质，并对各部位耐火材料应用方案予以讨论，最后展望了行业发展趋势。
关键词：水泥窑；耐火性能；材料；应用方案
水泥窑日常工作中要综合分析材料的耐火性，了解各个部位耐火材料性能应用的重点，从而充分发挥高效低能耗的应用优势作用，提高水泥窑应用效率，为综合发展提供保障。
一、水泥窑用耐火材料的组成
（一）化学组成
1）酸性耐火材料，是能对酸性物质侵蚀形成较好的抵抗作用，主要成分包括SiO2等四价氧化物，较为常见的耐火材料是硅石质、黏土质耐火材料。
2）碱性耐火材料，是能对碱性物质侵蚀形成较好的抵抗作用，主要成分包括MgO等二价氧化物，较为常见的耐火材料是镁质、白云石质耐火材料。
3）中性耐火材料，能对酸性、碱性等相近的物质产生抗侵蚀作用，主要包括Al2O3等三价氧化物或者是原子结晶矿物等，较为常见的耐火材料包括碳质材料等。
（二）矿物组成
第一，硅砖。SiO2含量93%以上。
第二，铝镁砖。Al2O3含量70%以上、MgO含量8%-10%之间。
第三，镁钙砖。MgO含量80%以上、CaO8%以上。
第四，黏土砖。Al2O3含量30%以上。
第五，镁铬砖。MgO含量40%以上，Cr2O3含量在5%到18%之间[1]。
二、水泥窑用耐火材料性质
在水泥窑生产工作中，窑系统的应用效果、耐火材料的使用寿命等因素是关键，是决定整个水泥窑生产效益、经济效益的重要组成部分，为了满足应用要求和运行标准，就要选取性能和综合效果都较高的耐火材料，从而提升保护窑壳的水平，降低热稳定性不足造成的影响。
（一）结构性质
具有较好的气孔率和吸水率，并且耐火材料的透气性和真密度参数满足应用要求，数值较高。正是基于较高的密度和较低的气孔率，能有效降低腐蚀性窑气对砖块产生的影响，避免碱性气体凝结造成损坏。
（二）热学性质
热导率和比热容参数较高，能更好地适应高温环境，并且具有一定的热膨胀性。冰骑士，导热系数较好，不仅能满足保温隔热的应用要求，还能长期承受高温环境产生的膨胀挤压[2]。
（三）力学性质
因为是应用在高温高压环境中，因此，其常温耐压强度、高温耐压强度以及高温蠕变性都较好，能在良好的环境中满足应用要求。与此同时，耐火材料的热振稳定性较好，在温度急剧变化的环境中依旧能处于较为稳定的状态，不会产生龟裂或者是剥落等现象。
三、水泥窑各部位耐火材料应用方案
为了发挥耐火材料的应用价值和效果，要结合具体设计和应用要求完成材料的应用处理，最大程度上提高水泥窑综合控制水平。
第一，在预热器和分解炉位置，要依据应用标准选择耐火材料。1）工作层采取的是普通的耐碱砖或者是耐碱浇注料，能有效维持应用效果。2）隔热层采取的是CB隔热砖或者是硅藻土砖等[3]。
第二，三次风管位置也要匹配对应的要求。
1）工作层采取高强耐碱砖或者是耐碱耐火的浇注料。2）隔热层采取的是硬硅钙石型硅酸钙板或者是隔热浇注料。
第三，前窑口采取的是钢纤维增强高铝质浇注料或者是高铝质耐碱浇注料。
第四，后窑口采取的是钢纤维增强刚玉质浇注料或者是刚玉质耐火浇注料。
第五，回转窑位置要分为烧成带、过渡带和分解带。分别选取匹配的耐火材料，才能维持整体的稳定性和质量水平。其中，烧成带采取镁铬砖或者是镁钙砖等，过渡带采取的是尖晶石砖或者是半直接结合镁铬砖等。分解带则采取CB20、CB30隔热砖等。
第六，窑门罩位置，工作层利用高铝砖、隔热层利用耐高温隔热砖等。
第七，篦冷机，是整个水泥窑中非常关键的机械组成位置，一般而言，在隔热层利用耐高温隔热砖或者是硬硅钙石型硅酸钙板，能有效完成隔热处理[4]。
四、水泥窑用耐火材料展望
伴随着研发技术的不断发展和进步，全面践行多元技术升级模式受到了广泛关注，利用更加稳定且有效的技术完成耐火材料的升级管理，能在提高应用水平的同时，优化生产效率和转化率[5]。
（一）无铬化发展
近几年，对于水泥窑耐火材料无铬化发展的研究在不断深入，尽管相关研究已经取得了一些成果，但是，在实际应用中依旧存在控制性不足的问题。尤其是窑内环境和气氛稳定性方面，因为本身窑况就较为复杂，但医护的处理机制难以有效提升应用效果，要想满足应用规范，就要协同不同因素，从根本上提高处理机制的整体效果。
尽管镁钙锆砖具有非常高的环境适应性，然而，其挂窑皮的性能还需要进一步优化，加之成本投入和后期维护管理较高，所以，要在基础材料中进行改进，添加预合成的铝酸锆，配合对应的工艺技术，就能大大提升其应用效果，且能完善挂窑性能，减少铬元素造成的影响，并且全面提升新型干法水泥窑烧效果。
（二）塑性相结合材料
为了全面提升水泥窑应用材料的耐火性能，要结合实际应用环境和应用要求完善材料升级工作，并且匹配对应的操作规范，保证耐火材料在处理中能贴合质量安全管控标准，最大程度上维持水泥窑耐火材料应用的规范性。目前，将硅莫砖中添加适当的塑性材料，能有效提升对应材料的应用效能，不仅能优化材料的抗氧化性，还能维持其耐碱性能，保证材料在高温环境中能有效实现自我修复，这对于材料学研究以及水泥窑综合应用研究方面具有重要的意义，是技术型突破。与此同时，添加了塑性材料的硅莫砖还能优化高温抗折强度，减少原有硅莫砖较高的导热系数，维持替代应用处理的效果，实现多元控制和科学规范处理[6]。
另外，在硅莫砖中添加锆英砂，也能有效优化材料的应用效果，尤其是在高温煅烧处理过程中，传统ZrO2完成晶型转化时会产生微膨胀问题，而利用添加锆英砂的硅莫砖，就能有效避免微裂纹以及热应力的损耗，有效提升抗热震稳定效果，避免剥落或者是掉片的问题，最有效地优化了抗侵蚀能力，为综合应用处理提供保障，延长水泥窑耐火材料应用的寿命。
结束语：
总而言之，水泥窑用耐火材料要结合水泥窑的实际应用环境和应用规范要求，完善对应分析工作，并且借助水泥窑机械预防处理规范，全面提升选取效率和准确性，按照规定完成砌筑工作，改建材料应用方案的合理性，并且延长对应材料的使用寿命，维护水泥窑综合发展管理工作的水平，实现经济效益、环保效益以及管理效益的和谐统一。
参考文献：
[1]郭学亮,刘昭,周珍妮,等. 水泥窑用镁质耐火材料装窑车方法浅析[C]. 第十七届全国耐火材料青年学术报告会. 2020:1-2.
[2]王炎超,李洪涛,吕宝磊,等. 影响水泥回转窑耐火材料使用寿命的因素分析[C]. 第十七届全国耐火材料青年学术报告会. 2020:1-4.
[3]邓学志. 水泥窑耐火材料新技术的应用[J]. 四川水泥,2020(2):5.
[4]王立旺,朱其良,李新明. 水泥窑余热发电系统用耐磨材料的研制与应用[J]. 水泥工程,2020(2):20-22.
[5]王杰曾,袁林. 新形势下水泥窑用耐火材料的研究与开发进展[J]. 硅酸盐通报,2016,35(10):3219-3223.
[6]袁林,陈雪峰,陈松林,等. 水泥窑用MgO-MgAl2O4-ZrO2-La2O3复合耐火材料的研究[C]. 2017年水泥行业无铬耐火材料推广会. 2017:105-108.