中國建筑材料科學研究總院教授、博導袁林做報告

　　3月13日，由中國水泥網主辦，江蘇恒耐爐料集團有限公司協辦的中國水泥耐火材料高峰論壇在新疆烏魯木齊隆重召開。中國建筑材料科學研究總院教授、博導袁林受邀參加會議并做報告。

　　近日，《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》被國務院正式批復，成為中國第一個“十二五”國家規劃?！兑巹潯芬螅?015年，重點區域鉻等重金屬污染物的排放，比2007年削減15%。作為六價鉻大戶的水泥企業，如何使用無鉻耐火材料產品替代鎂鉻磚是未來必須面對的問題。耐火材料無鉻化將成為十二五期間重點關注的方向。袁林就此從以下五個方面發表了自己的看法，他表示水泥窯用耐火材料無鉻化勢在必行。

　　一、中國水泥工業的現狀與特點

　　袁林將中國水泥工業的現狀和特點總結為產量大、窯溫高、窯速快、堿蝕重、結構復雜、節能要求高。去年我國水泥產量再創歷史新高，達18.68億噸。預計今年水泥市場需求仍將保持旺盛，有可能接近 21億噸。同時，節能減排仍是十二五抓的一件大事。

　　二、鎂鉻磚的特點及其對環境的污染

　　鎂鉻磚是含有10 %~20%的鉻礦石，因其具有抗熱震性好，掛窯皮性俱佳，導熱率低等優點，深受企業喜歡。但其卻會對環境產生污染。

　　袁林表示，我國某4000t/d水泥窯年拆卸鎂鉻殘磚180t，向環境排放Cr6+共180kg。為使環境水達到IV級標準（Cr6+＜0.05mg·L-1），年需凈水180kg/（0.05×10-6）/1000=360萬噸凈水稀釋。如達到I級標準 （Cr6+< 0.01 m g / L-1），則年需1800萬噸凈水稀釋。其中，殘磚最高的Cr6+含量高達2577mg/kg。該磚可以污染約相當于自身重量25萬倍的純凈水。

　　同時，Cr6+可引起皮膚損害、上呼吸道炎癥、粘膜潰瘍、皮膚癌和肺癌。目前，建材工業年需鎂鉻磚40萬噸以上，產生含Cr6+0.1％的殘磚約20萬噸，向環境排放Cr6+約200噸/年。

　　三、環境友好堿性耐火材料

　　袁林列舉多種環境友好堿性耐火材料，如下：

　　高FeOx產品：方鎂石-鎂鐵尖晶石、方鎂石-鐵鋁尖晶石和方鎂石-鎂鐵/鐵鋁尖晶石；

　　中FeOx產品：方鎂石-鎂鐵/鎂鋁尖晶石磚；

　　無FeOx產品：方鎂石-鎂鋁尖晶石磚、方鎂石-鎂鋁尖晶石-氧化鋯磚、方鎂石-鎂鋁尖晶石-氧化鋯-氧化鑭磚；

　　低FeOx產品：方鎂石-鎂鋁/鎂鐵尖晶石磚、方鎂石-鎂鋁/鐵鋁尖晶石磚。[Page]

　　其中，鎂鐵尖晶石磚、鐵鋁尖晶石磚適用于掛窯皮條件良好的水泥回轉窯。該類磚具有較高的FeOX含量，不耐燒蝕。如果不能很好維護窯皮，耐火材料的壽命將受到很影響。

　　而方鎂石-鎂鐵/鎂鋁尖晶石磚、方鎂石-鎂鐵/鐵鋁尖晶石磚具有較低的FeOX含量，更好的耐燒蝕性，適合用于燒成和掛窯皮條件欠佳的水泥回轉窯。方鎂石-鎂鋁尖晶石系耐火材料屬無FeOX的產品，耐燒 蝕性很好，適用于燒成條件比較苛刻或生產白水泥的水泥回轉窯。

　　對于無鉻磚的發展方向，袁林認為我們應在保存鐵鋁尖晶石磚、鎂鐵尖晶石磚掛窯皮、抗熱震性好，導熱系數低的優點之前提之下，降低材料中FeOx和Al2O3的含量，以提高耐火材料的耐燒蝕性和抗侵蝕 性。同時，提高耐火材料制造裝備水平。

　　四、耐火材料的選擇和配套

　　1、冷卻帶和窯口襯料應選用具有良好的抗磨蝕性和抗溫度急變性能的耐火材料。新型干法窯上冷卻帶可選用——尖晶石磚、硅莫磚；窯口可選用——以剛玉、莫來石、碳化硅復合澆注料。

　　2、燒成帶和過渡帶內有穩定窯皮的部位應選用堿性磚。包括低鉻和無鉻的、含鋯的和不含鋯的各類特種鎂磚以及白云石磚。在生產能力較小、窯溫較低、開停較頻繁的窯上也可采用抗剝落高鋁磚、硅莫 磚等。

　　3、在窯皮不穩定甚至常有露磚的過渡帶內應選用尖晶石磚。生產能力較小、窯溫較低的窯上過渡帶內也可選用抗剝落高鋁磚、硅莫磚以及硅莫紅磚。

　　4、分解帶內，在其熱端部位，已經產生硫酸鹽熔體和部分熟料熔體，因易粘掛不穩定的浮窯皮，甚至結圈；大型窯上的這一部位，如磚受侵蝕較快，壽命太短，可采用尖晶石磚，否則可選用抗剝落高鋁 磚、硅莫磚以及硅莫紅磚。 分解帶的其余部位，則采用高鋁質磚。

　　5、大型窯的窯門罩、篦式冷卻機喉部和高溫區溫度偏高的部位，一般采用抗剝落高鋁磚或化學結合（特種）高鋁磚、鋼纖維增強澆注料做工作層材料，但這些部位的拱頂處一般采用煅燒高鋁磚，不宜采 用化學結合的高鋁磚。

　　在高風壓的篦式冷卻機高溫區側壁處還應采用碳化硅復合磚、低水泥增強耐火澆注料。如該處磨蝕不嚴重，則可采用磷酸鹽結合高鋁質耐磨磚。筒式冷卻機內采用優質耐磨材料，包括鋼纖維增強澆注料、磷酸鹽結合高鋁質耐磨磚等。

　　6、在窯尾預熱部位最宜采用系列耐堿磚，包括用于預熱器本體和錐體部位以及篦式冷卻機中溫區的普通耐堿磚，用于三次風管道的高強耐堿磚，用于窯筒尾部的耐堿隔熱磚和用于拱頂的富鋁型拱頂用耐 堿磚以及相應的耐堿澆注料。

　　7、燃燒器外保護襯一般選用低水泥剛玉質耐火澆注料、高鋁質耐火澆注料以及鋼纖維增強耐火澆注料等。

　　8、在不動設備內除工作層材料如上所述外，一般都用隔熱材料做隔熱層襯里，包括硅酸鈣板、耐火纖維材料、隔熱磚和輕質澆注料，可根據所有設備的要求以及這些材料的性質適當選用。