耐火材料在水泥工業(yè)及氧化鋁回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯的應(yīng)用

水泥工業(yè)用耐火材料

堿性耐火材料

堿性耐火材料具有耐高溫煅燒和耐化學(xué)侵蝕能力較強(qiáng)的良特性，是實(shí)現(xiàn)水泥窯生產(chǎn)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗和長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵性窯襯材料。但它又具有易受潮變質(zhì)、熱膨脹率大、熱導(dǎo)率高和抗熱震性較差的主要缺點(diǎn)。目前適應(yīng)于水泥窯的進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)堿性耐火材料主要包括直接結(jié)合鎂鉻磚、半直接結(jié)合鎂鉻磚、普通鎂鉻磚、白云石磚、含鋯和不含鋯的各類特種鎂磚、尖晶石和化學(xué)結(jié)合不燒鎂鉻磚等。

高鋁質(zhì)磚

高鋁質(zhì)磚具有較高的抗壓強(qiáng)度和荷重軟化溫度以及較好的抗熱震性。由于其價(jià)廉質(zhì)，因而被廣泛應(yīng)用于各種水泥窯上。各種類型的磷酸鹽結(jié)合的高鋁磚，均以強(qiáng)度較高(不小于60MPa)，抗熱震性好為特征，但他們?cè)诟邷厝渥冚^大，所以用于拱頂部位時(shí)以煅燒高鋁磚為好。

在高鋁磚內(nèi)，少量ZrO2的引入，利用ZrO2單斜與四方型之間的相變，可導(dǎo)致微裂紋的存在和抗熱震性能的改善。選擇適當(dāng)?shù)念w粒級(jí)配使磚的顯氣孔率較高，但強(qiáng)度也高，降低了其熱導(dǎo)率和熱膨脹性。在水泥窯內(nèi)使用中轉(zhuǎn)面形薄層的釉狀膜，保護(hù)磚不受進(jìn)一步的堿蝕。

適用于水泥窯的高鋁質(zhì)磚主要包括磷酸鹽結(jié)合高鋁磚、磷酸鹽結(jié)合高鋁質(zhì)耐磨磚、抗剝落高鋁磚、化學(xué)結(jié)合(特種)高鋁磚以及普通高鋁磚等。

系列耐堿磚

耐堿磚具有良的耐堿侵蝕性能，在一定條件下能與窯料和窯氣中堿化合物反應(yīng)并在轉(zhuǎn)上迅速形成封閉型的致密保護(hù)釉層，防止了繼續(xù)內(nèi)滲和磚的“堿裂”損窯特別是新型干法窯不可缺少的窯襯材料之一。系列耐堿磚包括普通耐堿磚、高強(qiáng)耐堿磚、耐堿隔熱磚以及拱頂型耐堿磚等。

系列耐火澆注料

耐火澆注料具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)耗能、使用靈活方便等特點(diǎn)，在水泥窯系統(tǒng)內(nèi)，特點(diǎn)是在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的預(yù)熱器系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用日趨普遍。適用于水泥窯的耐火澆注料主要包括剛玉質(zhì)澆注料、高鋁質(zhì)澆注料、耐堿澆注料和輕質(zhì)澆注料等。

耐火材料在氧化鋁回轉(zhuǎn)窯中的應(yīng)用

目前，由于原料的原因，我國(guó)氧化鋁的生產(chǎn)流程大多采用燒結(jié)法和聯(lián)合法。鋁礬土的干燥、煅燒，氫氧化鋁的焙燒等耐火材料施工工藝大多采用回轉(zhuǎn)窯。近年來(lái)，引進(jìn)的流態(tài)化焙燒裝置已普遍使用，但在一些老廠的回轉(zhuǎn)窯仍占較大的比重。

回轉(zhuǎn)窯是氧化鋁熟料的燒結(jié)窯。在制取氧化鋁時(shí)，先將鋁礬土與純堿和石灰按比例配料裝進(jìn)回轉(zhuǎn)窯，經(jīng)過(guò)1200-1300℃煅燒后出窯，而后經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理制成氫氧化鋁及母液；將氫氧化鋁裝進(jìn)回轉(zhuǎn)窯中，在1200℃的高溫煅燒即可制成?；剞D(zhuǎn)窯內(nèi)的煅燒過(guò)程為：高溫火焰和被加熱物料在爐內(nèi)作逆向運(yùn)動(dòng)。堿石灰鋁礬土生料漿（含水40%）或氫氧化鋁（含水12%-18%）由窯尾加入，經(jīng)低溫干燥脫水、加熱、高溫煅燒，從窯頭出料，而高溫氣體由窯頭向窯尾流動(dòng)。因此窯內(nèi)分為預(yù)熱帶和高溫煅燒帶。為防止?jié){料在加熱煅燒過(guò)程中粘結(jié)窯襯和強(qiáng)化傳熱過(guò)程，在耐火材料砌體間還沒設(shè)置有鏈條，在窯體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不斷地打擊物料和襯磚，對(duì)窯襯的使用壽命有一定的影響。

氧化鋁生產(chǎn)用回轉(zhuǎn)窯窯體為鋼板焊接而成的簡(jiǎn)體，內(nèi)襯耐火材料。耐火材料工作環(huán)境惡劣、條件苛刻。它應(yīng)當(dāng)具有如下一些特性：抗堿侵蝕能力強(qiáng)；能承受動(dòng)載荷的沖擊；能抵抗?fàn)t料的侵蝕；能耐高溫氣流的沖蝕?；剞D(zhuǎn)窯所使用的耐火材料以高鋁磚和鎂鉻磚為主，低溫干燥窯則使用黏土磚做內(nèi)襯。目前，不定形耐火材料在鋁工業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，在回轉(zhuǎn)窯的窯口易變形損壞；在氧化鋁熟料窯的過(guò)渡帶，環(huán)境溫度為400-1000℃，受堿侵蝕和機(jī)械性破壞嚴(yán)重，內(nèi)襯經(jīng)常脫落。

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