水泥窑用耐火材料

水泥窑各部位耐火材料的选用原则

预热带和分解带

这两处的温度相对比较低，要求砖衬的导热系数小，耐磨性好，在这个区域来自原料、燃料的硫酸碱和氯化碱开始挥发，在窑内聚集和富集，并渗入砖的内部。普通黏土砖与碱反应形成钾霞石和白榴石，使砖面发酥，砖体内产生膨胀而导致开裂剥落。而含Al2O3 25%～28%和SiO2 65%～70%左右的耐碱砖或耐碱隔热砖在一定的温度下与碱反应时，砖的表面立即形成一层高黏度的釉面层，防止了剥落，但这种砖不能抵抗1200℃以上的使用温度。所以预热带一般采用磷酸盐结合高铝砖、抗剥落砖或采用耐碱砖。

分解带一般采用抗剥落性好的高铝砖，硅莫砖在性能上优于抗剥落性好的高铝砖，寿命比抗剥落性好的高铝砖约高出一倍，但价格较高，窑尾进料口宜采用抗结皮的碳化浇注料。

过渡带和烧成带

过渡带窑皮不稳定，要求窑衬抵抗气氛变化能力好、抗热震性好、导热系数小、耐磨。国外推荐采用镁铝尖晶石砖，但该砖的导热系数大，筒体温度高，相当热耗要大，不利于降低能耗。国内硅莫砖的导热系数小、耐磨，其性能在一定程度上可与进口材料相媲美。

烧成带温度高，化学反应激烈，要求砖衬抗熟料侵蚀性、抗SO3、CO2能力强。国外一般采用镁铝尖晶石砖，但该砖挂窑皮比较困难，而白

高炉用耐火材料

12．2．3．1对耐火材料的要求：

根据高炉炉衬的工作条件和破损机理，炉衬材料的质量对炉衬寿命有重要影响，故对高炉用 耐火材料提出如下要求：

(1)高耐火度和高荷重软化点，以抵抗高温和高温压力下的破坏作用；

(2)低气孔率并没有裂纹，以抵抗煤气的渗入和熔渣的侵蚀作用；

(3)低Fe203，以防止CO在炉衬内的分解； (4)高机械强度，以抵抗机械磨损和冲击破坏；

(5)良好的化学稳定性，以提高抵抗炉渣化学侵蚀的能力； (6)体积稳定性好，以适应炉内温度波动时能抵抗急冷急热破坏的需要；

(7)外形尺寸准确，以保证施工质量。 12．2．3．2高炉常用耐火材料

高炉常用的耐火材料主要有陶瓷质材料和炭质材料两大类。陶瓷质材料包括黏土砖、高铝

砖、刚玉砖和不定形耐火材料等；炭质材料包括炭砖、石墨炭砖、 石墨碳化硅砖、氮结合碳化硅砖 等。

A黏土砖和高铝砖

黏土砖是高炉上应用最广泛的耐火砖，它具有良好的物理机械性能，化学成分与炉渣相近，

不易和渣起化学反应，有较好的机械性能，成本较低。 高铝砖是A1203含量大于48％的耐火制品，它比黏土砖有更高

高炉用耐火材料

12．2．3．1对耐火材料的要求：

根据高炉炉衬的工作条件和破损机理，炉衬材料的质量对炉衬寿命有重要影响，故对高炉用 耐火材料提出如下要求：

(1)高耐火度和高荷重软化点，以抵抗高温和高温压力下的破坏作用；

(2)低气孔率并没有裂纹，以抵抗煤气的渗入和熔渣的侵蚀作用；

(3)低Fe203，以防止CO在炉衬内的分解； (4)高机械强度，以抵抗机械磨损和冲击破坏；

(5)良好的化学稳定性，以提高抵抗炉渣化学侵蚀的能力； (6)体积稳定性好，以适应炉内温度波动时能抵抗急冷急热破坏的需要；

(7)外形尺寸准确，以保证施工质量。 12．2．3．2高炉常用耐火材料

高炉常用的耐火材料主要有陶瓷质材料和炭质材料两大类。陶瓷质材料包括黏土砖、高铝

砖、刚玉砖和不定形耐火材料等；炭质材料包括炭砖、石墨炭砖、 石墨碳化硅砖、氮结合碳化硅砖 等。

A黏土砖和高铝砖

黏土砖是高炉上应用最广泛的耐火砖，它具有良好的物理机械性能，化学成分与炉渣相近，

不易和渣起化学反应，有较好的机械性能，成本较低。 高铝砖是A1203含量大于48％的耐火制品，它比黏土砖有更高

耐火材料

炭素材料生产窑炉用耐火材料 (refractories for carbon material producing kilns)

砌筑炭素原料煅烧炉、焙烧炉和石墨化炉所用的耐火材料。

原料煅烧炉用耐火材料 该炉采用煤气或重油作燃料，工作温度为1200～

1350℃。常用炉型为罐式炉和回转窑，其衬体用粘土砖、高铝砖和硅砖砌筑，使用条件好，炉子寿命长。

罐式炉用耐火材料 该炉炉型分为顺流式(图1)和逆流式两种。罐式炉是由炉体尺寸相同的煅烧罐组合而成，每4个罐为一组，每座炉子有2～6组煅烧罐。罐式炉罐体及火道的工作层一般采用硅砖砌筑。罐体工作层外侧和火道砌体、蓄热室及烟道等部位的工作层采用粘土砖砌筑。其外墙全部用红砖砌筑，用金属框架和拉杆紧固炉体。罐式炉的使用寿命一般约为8a。

回转窑用耐火材料 该窑筒体内衬一般采用高铝砖或磷酸高铝质不烧砖砌筑。窑头和窑尾安装密封罩，防止冷空气吸入，以减少氧化损失，罩的内衬一般用粘土砖砌筑。回转窑的使用寿命一般为200～300d；如窑内衬非工作层采用轻质耐火浇注料浇灌，工作层则用Al2O3含量为75％的高铝质耐火浇注料，其整体性好、强度高、抗磨损，因而使用寿命优于砖砌的，寿命可达1a。

耐火材料

耐火材料

煅烧罐烧炉和二次

在我国,近10年来对高炉用耐火材料的研究和开发取得了许多的成果,特别是Si3N4结合SiC砖在国内几十座高炉上得到广泛应用,该砖大都是在炉身下部砌筑。国内外的生产实践证明,SiC材质不与熔渣起反应,也没有结瘤现象,用在高炉炉身下部作内衬有助于延长炉龄,提高热效率。

高炉各部位用耐火材料要求

根据对世界各国500多座高炉进行调查的结果表明，约有23%的高炉使用了SiC耐火材料。在我国，近10年来对高炉用耐火材料的研究和开发取得了许多的成果，特别是Si3N4结合SiC砖在国内几十座高炉上得到广泛应用，该砖大都是在炉身下部砌筑。国内外的生产实践证明，SiC材质不与熔渣起反应，也没有结瘤现象，用在高炉炉身下部作内衬有助于延长炉龄，提高热效率。

一、炉喉用耐火材料

一般多用性能优异的黏土砖或高密度的高铝砖砌筑，但使用寿命较短，因而还采用耐磨耐撞击的铸钢保护板。现在有很多新建的高炉采用黏土质耐火浇注料。而在炉喉及保护板以下部位、直吹管和煤气升降管等部位，均可采用喷涂料。

二、炉身用耐火材料

炉身上部和中部：主要采用低气孔率的黏土砖及高铝砖。但随着高炉操作条件苛刻化，该部位要求采用在耐剥落性和耐磨性方面都很优异的耐火材料。因此在上部还可以采用磷酸盐结合的黏土砖，中上部

在我国,近10年来对高炉用耐火材料的研究和开发取得了许多的成果,特别是Si3N4结合SiC砖在国内几十座高炉上得到广泛应用,该砖大都是在炉身下部砌筑。国内外的生产实践证明,SiC材质不与熔渣起反应,也没有结瘤现象,用在高炉炉身下部作内衬有助于延长炉龄,提高热效率。

高炉各部位用耐火材料要求

根据对世界各国500多座高炉进行调查的结果表明，约有23%的高炉使用了SiC耐火材料。在我国，近10年来对高炉用耐火材料的研究和开发取得了许多的成果，特别是Si3N4结合SiC砖在国内几十座高炉上得到广泛应用，该砖大都是在炉身下部砌筑。国内外的生产实践证明，SiC材质不与熔渣起反应，也没有结瘤现象，用在高炉炉身下部作内衬有助于延长炉龄，提高热效率。

一、炉喉用耐火材料

一般多用性能优异的黏土砖或高密度的高铝砖砌筑，但使用寿命较短，因而还采用耐磨耐撞击的铸钢保护板。现在有很多新建的高炉采用黏土质耐火浇注料。而在炉喉及保护板以下部位、直吹管和煤气升降管等部位，均可采用喷涂料。

二、炉身用耐火材料

炉身上部和中部：主要采用低气孔率的黏土砖及高铝砖。但随着高炉操作条件苛刻化，该部位要求采用在耐剥落性和耐磨性方面都很优异的耐火材料。因此在上部还可以采用磷酸盐结合的黏土砖，中上部

耐火材料方面的复习资料

1．耐火材料分类、及主要成分：

2．耐火材料生产的一般工艺过程：

原料的加工→配料→混练→成型→干燥→烧成→拣选→成品

3. 矿物组成可分为两大类：结晶相与玻璃相，其中结晶相又分为主晶相和次晶相。

主晶相是指构成耐火制品结构的主体而且熔点较高，对材料的性质起支配作用的一种晶相。

次晶相是指在耐火材料中在高温下与主晶相和液相并存的，一般其数量较少和对材料高温性能的影响较主晶相为小的第二种晶相。

基质指在耐火材料大晶体间隙中存在的，或由大晶体嵌入其中的那部分物质，也可认为是大晶体之间的填充物或胶结物。

4．耐火制品中的气孔类型：1— 封闭气孔；2— 开口气孔；3— 贯通气孔

5．总气孔率/真气孔率:若气孔体积中包含各种气孔时，则此种气孔体积与材料总体积之比

称为总气孔率或真气孔率。

封闭气孔率：封闭气孔体积与总体积之比

显气孔率/开口气孔率：与大气相通的气孔（含贯通气孔）体积与总体积之比

显气孔率的作用： 材料的显气孔率不仅可反映耐火材料的宏观结构的致密程度，也反映其制造工艺中粒度组成、成型和烧成等是否合理，同时可间接判断其他许多技术性质，如抗热震性、热膨胀系数、体积密度、热导率、强度等。

6．耐火材料的使用性质

（1）耐火度

材料在高温无外力作用下达到

中间包用耐火材料施工方法

干式振动料、绝热板、水口、座砖、永久层浇注料等耐火材料在中间包的施工方法

一、干式振动料在中间包的施工方法

在钢厂练普碳钢中，干式料在中间包的的应用和推广很快，镁质干式料具有寿命长，易翻包、劳动强度低等优点，虽然有着施工要求高，施工时间长等缺点，但在近几年得到广泛的推广和应用干式料在中间包的具体施工方法如下：

(1)施工前，将中间包吊入中包坑，清除包内的残钢残渣。在中间包干式振动胎具外表面均匀涂抹掺加有少量石墨的黄油，并根据标准贴马粪纸。

(2)当永久层温度达到条件后，安好水口座砖模具和冲击砖。

(3)在包底平铺一层厚度符合标准的干式振动料，用木板刮平，然后吊入模具。模具与永久层四周的间隙均匀并应符合设计要求。

(4)模具放好后，从模具四周均匀倒入干式振动料，一次加料加满且料的高度高于包沿板，开启模具上的振动电机，边加料边振动，使干式振动料填实、填满，直至料与包沿板平齐。振动的时间为3~4min。最后在已振实的表面喷洒少量的水。

(5)振动完成后吊至烘烤平台，烘烤2h。冷却1h后视工作层与胎具之间分离情况进行脱模(干式料与胎具相接处四周都有分离发生方可脱模，否则加长冷却时间)。

(6)将脱模后的中间包冷却至100℃以

制 造 二 分 厂

三线窑耐火材料检修施工技术方案

一、 人员安排

1、 现场施工总负责：XXX（ ） 2、 组 长：XXX（ ）

副组长：XXX（ ）负责材料、施工协调 施工组织：XXX（ ）负责窑耐火砖的施工

XXX（ ）负责浇注料的施工

施工组织：XXX（ ）负责窑耐火砖的施工

XXX（ ）负责浇注料的施工

3、叉车司机：白班 XXX（ ） 夜班 XXX（ ） 二、 施工方案及要求 <一>窑口浇注料的施工

1、本次窑口浇注料施工浇注料采用横耐的HN-20GT进行局部修补，修补时要求支模施工。

2、窑口锚固件材质为：0Gr25Ni20,直径为12mm，高度220mm，锚固件焊接间距为:200×200mm，焊接时锚固件的两面全部要焊接，且垂直。

3、窑口浇注料膨胀缝的留设：护铁1400-1900mm处留设轴

1

向膨胀缝，间距450mm，共40道，浇注料厚度270 mm支模施工。

4、对0.6-0.9米胴体变形严重部位，要求支模施工，锚固件焊接时要求满焊，并垂直；浇注料厚度300 mm，要求支模施工。

<二>挡风墙、窑头罩浇注料的施工

冷却机

延长窑用耐火砖使用周期的体会

谢建强 何峰 周冠群 俞枢根 （宁波舜江水泥有限公司）

我公司2500t/d新型干法水泥生产线于2003年底投产，2004年共生产熟料84万吨，2005年全年熟料产量达到94万吨，回转窑年平均运转率90%，日产熟料2900t/d左右。我公司在提高熟料产量的同时注意对回转窑窑衬的保护，使回转窑处于长期稳定、安全运行，回转窑烧成带、过渡带等关键部位的耐火砖使用寿命均在310天以上，两年平均单位熟料砖耗0.26kg/t，特别是2005年单位熟料砖耗只有0.17kg/t。我们在如何提高回转窑耐火砖使用周期方面也积累了一些经验，本文结合我公司实际就延长窑用耐火砖使用周期谈几点体会，供同行们一起交流和探讨。 1耐火砖使用情况

该生产线投产后至今耐火砖具体更换情况见表1：

表1 更换区域 (m) 换砖长总重换砖日期 换砖种类 从窑头到窑尾方向 度(m) （kg） 04.02.20~02.21 1.115~13.755 11.6 直接结合镁铬砖 91270 04.08.14~08.15 04.10.14~10.18 05.08.13~08.22 05.10.17 05.12.03~12.07 20.955~24.955 1