我國新型干法水泥窯用耐火材料的技術進展與現(xiàn)狀2

(1) 通過“六五”攻關建立了我國預分解窯用耐火材料的初步配套的體系。
　　八十年代初，我院承擔了國家“六五”科技術攻關專題“新型干法水泥窯用耐火材料的研究”。針對新型干法水泥窯所必須的配套品種和當時我國所能達到的條件，結合對引進耐火材料產品的消化吸收工作進行了如下品種的研究制工作：
　　用于水泥窯燒成帶的燒結合成直接結合鎂鉻磚
　　用于過渡帶的燒結合成尖晶石磚
　　·用于預熱系統(tǒng)的普遍耐堿粘土磚
　　·用于預熱系統(tǒng)的普通耐堿澆注料
　　·用于預熱系統(tǒng)的高強隔熱磚（漂珠型）
　　·用于前后窯口的高強澆注料
　　·用于窯口及冷卻機的碳化硅復合磚
　　通過以上品種的研究工作，于1984年與天津水泥設計院協(xié)作承擔了江西水泥廠國產第一臺2000噸/日，預分解窯用耐火材料的制作、供應、應用開發(fā)工作。該窯于1986年完成耐火材料的砌筑施工?！傲濉逼陂g所完成的預分解水泥窯用耐火材料的品種是最基本的品種，有些品種技術水平也不太高，如高強隔熱磚屬于漂珠型，熱震穩(wěn)定性不理想，高強澆注料還不是低水泥型，中溫強度仍有較大的下降。有些品種還沒有形成生產能力如直接結合鎂鉻磚和尖晶石磚。但是通過“六五”攻關為我國解決新型干法水泥窯用耐火材料的研制、設計、生產、應用打下了技術基礎，并初步建立了配套體系，為此該項目榮獲了“國家科技進步二等獎”。江西水泥廠國產第一臺2000噸/日預分解窯用耐火材料的配套水平雖然不高（燒成帶采用普通鎂鉻磚，澆注料為非低水泥型，隔熱材料沒有采用硅酸鈣板等），但是它卻表明我國新型干法水泥窯用配套耐火材料從無到有，邁出了可靠的第一步。
　　(2) “七五”期間預分解窯用耐火材料配套體系進一步完善，配套水平得到提高
　　在“七五”期間，中國建材研究院承擔了“2000噸/日窯外分解工藝線配套優(yōu)質耐火材料的研究”國家科技攻關專題，在“六五”完成的耐火材料品種研究的基礎上，進一步完善和豐富配套品種，提高品種的技術水平。表2是“七五”與“六五”耐火材料品種技術情況的比較。
　　表2 “七五”與“六五”分解窯用耐火材料品種的比較
耐火材料品種　　　　　“六五”攻關完成情況　　　　　　　　“七五”攻關完成情況
耐堿磚　　　　　　　普通耐堿粘土磚　　　　　　高強耐堿磚，耐堿隔熱磚，拱頂型耐堿磚
耐堿磚
高強耐火澆注料　　　低水泥用量型耐火澆注料，　　　　　　　鋼纖維增強耐火澆注料。
隔熱磚　　　　　　　　漂珠型高強隔熱磚　　　　　硅藻土高強隔熱磚,粘土質高強隔熱磚
耐堿澆注料　　　　　普通型耐堿澆注料　　　　　　　　　　高強耐堿澆注料
鎂質材料　　　　燒結合成鎂鉻磚，尖晶石磚　　　　電溶再結合鎂鉻磚，尖晶石磚
硅酸鈣隔熱材料　　　　　　　　無　　　　　　　　　用于1000℃高溫型硅酸鈣板特種高鋁磚
磷酸鹽結合高鋁磚(普通型)　抗剝落高鋁磚，　　　　　　　特種化學結合高鋁磚

　　從表2可見，通過“七五”攻關我國預分解水泥窯用耐火材料配套品種已經趨于完善，在此期間，在國家建材局大力支持下，通過技術改造將科技成果轉為生產力，形成了十多條生產線，具備了供應能力?！捌呶濉逼陂g以新疆水泥廠、魯南水泥廠、雙陽水泥廠為代表的一批2000噸/日以及1000噸/日以下的預分解水泥生產線投入了建設，耐火材料的科技攻關成果直接為經濟建設發(fā)揮了作用，使得我國預分解水泥窯配套耐火材料又達到一個新的水平。以新疆水泥廠為例，由于大量使用了硅酸鹽鈣板代替隔熱磚使得預熱系統(tǒng)的熱阻增加、散熱損失減小，又加之于耐堿磚等材料強度提高，磚襯減薄等因素。使得全窯耐火材料總用量大為減少。
　　表3 新疆、江西水泥廠2000噸/日預分解窯窯襯技術對比
工廠　　　　　　　　　　　　　　江西水泥廠　　　　　　　　　　　　　　　　新疆水泥廠
預熱器系統(tǒng)旋風筒壁的熱阻(M2.H.℃/Kcal)　　0.65　　　　　　　　　　　　　　　1.3
預熱器系統(tǒng)旋風筒壁的襯里厚度(mm)　　　　　　300　　　　　　　　　　　　　　215
預熱器系統(tǒng)旋風筒的散熱損失(不包括三次風管)31.05Kcal/kg熟料　　(一次筒外保溫)20.47
窯尾煙室和分解爐　　　　　　　　　　　　　　　 使用普通耐堿磚　　　　　　　　　　　　　　　　 使用抗剝落高鋁磚
預熱器系統(tǒng)的耐火澆注料　　　　 中溫強度降低的傳統(tǒng)型澆注料　 中溫強度不降低的低水泥澆注料
回轉窯燒成帶　　　　　　　　　　　　　　　　　　 化學結合鎂鉻磚　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 直接結合鎂鉻
回轉窯安全帶　　　　　　　　　　　　　　　　　　 磷酸鹽磚　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 抗剝落高鋁磚
前窯口　　　　　　　　　　　　　　　　　　 中溫強度降低的鋼纖維澆注料　　　 中溫強度不降低的鋼纖維澆注料
窯門罩和冷卻熱端　　　　　　　　　　 剛玉質高強淺注料耐堿性不夠好　　　　　　　　　 采用耐堿高鋁淺注料
全窯耐火材料總量　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2300T　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1448T
　　　 “七五”期間不但利用攻關科技成果為國內新建的預分解水泥窯解決了窯襯材料的自給問題，滿足了水泥工業(yè)發(fā)展的需要，而且為巴基斯坦水泥廠建設的700噸/日預分解窯進行了全窯窯襯配套設計、材料生產供應出口、窯襯施工技術指導等全套工作，窯襯質量完全滿足生產需要，獲得外方好評。新型干法窯配套耐火材料從成套進口到成套出口用了不到10年的時間，這與國家建材局的支持是分不開的，也是水泥工業(yè)耐火材料工作者的努力結果。
　　(3) 九十年代實現(xiàn)了預分解窯耐火材料品種系列化建成完成的配套體系
　　進入九十年代以后，國家對屬于基礎材料的耐火材料工業(yè)的技術進步非常重視，在“八五”和“九五”期間由治金、建材、輕工三個產業(yè)部門組織聯(lián)合攻關。我院作為建材工業(yè)耐火材料國家科技攻關的承擔主體，跟蹤國際新型干法水泥窯耐火材料新的動態(tài)，完成如下攻關新品種：
a 耐火澆注料多功能化：完成了早強高熱態(tài)強度耐火澆注料和具有高強、耐堿、隔熱三重功能的澆注。
b 堿性磚無鉻化：完成了用于燒成帶的低鉻鎂鉻磚和無鉻堿性磚
c 高鋁材料增韌：完成了具有更好性能的第二代抗剝落高鋁磚，其荷重軟化溫度、高溫強度、熱震穩(wěn)定性均有提高。
d 提高硅酸鈣板隔性能：將硅酸鈣制品的容重從220kg/m3降至150 kg/m3以下，研制出高溫型超輕型硅酸鈣制品。
　　在科技攻關成果轉化生產方面建成數(shù)十條生產線并形成了耐火材料配套多品種系列，這就為新建水泥生產線根據(jù)不同的條件和不同的要求提供了更大的耐火材料配套設計選擇空間。為了深化耐火材料品種的研究，中國建材研究院還進行了一系列應用基礎現(xiàn)論的研究工作如：水泥熟料對堿性耐火材料侵蝕機理的研究，水泥窯料結皮、起塊機理及熟料成份設計的研究，堿對水泥生產及性影響的研究，高堿熟料對回轉窯內耐火材料損毀機理的研究，含鋯高鋁磚的水泥窯中抗結皮機理的研究等。以上課題的研究對耐火材料新品種研制和提高性能的研究起到了很重要的指導作用，同時也培養(yǎng)了具有深厚理論基礎和耐火材料生產應用實踐經驗的科研隊伍。