前  言

　　從上世紀九十年代開始，我國的干法水泥技術得到了快速的發展，一些大型的水泥預分解水泥窯（2500t/d、5000t/d、8000 t/d等）相繼建成投產，據不完全統計到2005年底，建成投產的干法水泥生產線將達到600多條。但從我國的水泥產量的結構來看，新型干法水泥比例還很小，仍有較大的發展潛力。

　　一、大型預分解水泥窯的運行工作特點及對耐火澆注料提出的新要求
　　預分解水泥窯自20世紀70年代出現以來，技術上不斷發展和完善，隨著熟料日生產規模的不斷擴大，其設備運行工作條件出現新的特點，對耐火澆注料提出了更高的要求，主要體現在以下幾方面：
　　（一）窯溫的提高對耐火澆注料的破壞加劇
　　預分解水泥窯生產操作中配料率值控制較高，因此熟料的煅燒溫度也較高，如：入窯二次風溫超過1200℃，燃燒器火焰溫度超過2000℃，熟料的煅燒溫度也超過了1430℃，目前，前窯口部位普遍結窯皮，因此，傳統的耐火澆注料很難再滿足生產周期的需要。
　　（二）堿、氯、硫等揮發性組分對耐火澆注料的侵蝕加劇
　　低品位石灰石等生產原料的采用、無煙煤、劣質煤以及固體廢棄物的煅燒，造成窯系統內各部位的揮發性組分堿、氯、硫等成分明顯增加，它們的循環、富集對各部位的耐火澆注料的侵蝕也更突出，在一定程度上影響了澆注料的使用周期。
　　（三）窯徑的加大、窯速的提高增加了周期性機械應力和熱應力破壞
　　目前，預分解窯的轉速位3~4r·min-1，窯徑加大（2500t/d窯徑為4m，5000t/d窯徑為4.8m，10000t/d窯徑為6m），窯速提高，對耐火材料的機械應力和熱應力加劇。

　　綜上所述，隨著水泥窯型的加大，運行工況出現了新特點，從國內水泥窯用耐火澆注料的整體配套來看，窯口用耐火澆注料仍是“瓶頸部位”，在不同程度上影響著回轉窯的運轉率。下圖是某廠窯口澆注料在使用4個月后的殘襯圖1：

圖1 窯口澆注料殘襯圖
　　因此，開發新一代大型水泥窯用耐火澆注料，滿足大型化水泥窯的運轉工況特點，延長其使用周期，達到和回轉窯內襯磚使用周期保持同步，就顯的尤為突出。

　　二、國內大型干法水泥窯口用耐火澆注料的使用現狀
　　（一）選用的材質
　　中國的水泥窯口用澆注料經歷了一個從單一選用剛玉質低水泥澆注料、高鋁礬土質低水泥澆注料拓展到包括莫來石質、尖晶石質等更多材質的澆注料的過程。

　　（二）使用周期
　　從其使用周期來看，其使用壽命大多在4~7個月，部分廠家的使用壽命達到了8個月以上，但使用不穩定。而窯內襯磚的使用周期一般在10個月以上，部分水泥生產廠家可穩定在12個月。這樣就造成窯口澆注料和窯內襯磚使用運轉周期不匹配的現象，因此，國內大型的水泥生產廠家耐火材料維修周期一般是一年兩修、兩年三修。
　　（三）損毀現象
　　通過調查發現，窯口澆注料的損壞主要表現在以下幾方面：
　　1.澆注料出現剝落、掉塊現象。
　　2.由于堿侵蝕嚴重，導致澆注料結構破壞，造成局部脫落。

　　三、新一代長壽命窯口澆注料技術提升的幾個方面
　　針對水泥窯口用耐火澆注料在使用過程中暴漏出的一些問題，通過剖析其損壞機理，主要從以下幾方面來提升新一代窯口澆注料的綜合技術性能：
　　（一）抗堿侵蝕性能
　　為提高新一代窯口澆注料抗堿侵蝕性能，添加了一定量的非氧化物。由于非氧化物微粉在高溫下（超過1200℃）氧化后發生化學反應在襯里表面形成一層致密、高粘度的液相層，這層保護膜的生大幅度提高了產品的抗堿侵蝕性能。其抗堿性能對比情況見圖2。

　　通過檢測可以看出，前者產品的燒后裂紋最大達6mm，無耐堿性；后者（優化后）燒后表面無可見裂紋，耐堿等級均達到一級水平。
　　（二）熱震穩定性能
　　為提高產品的熱震穩定性能，提高其抗驟冷驟熱能力，主要從采取了以下幾個措施：
　　1.使用復合骨料
　　由于不同材質的骨料具有不同的熱膨脹系數，使用復合骨料有助于襯里在高溫使用狀況下形成均勻分布的微裂紋,可以緩沖溫度變化下形成的熱應力和機械應力沖擊，可以在一定程度上提高產品的熱穩定。三種新產品所用的主材質見下表：

　　它的加入可以抵消高溫下由于發生化學反應導致部分體積收縮，在高溫下也可能形成均勻分布的微裂紋，吸收部分斷裂能，阻止裂紋的擴展，起到緩沖熱應力，起到提高試樣的熱穩定性的作用。
通過綜合采取兩方面的措施，新一代窯口澆注料的熱震水冷次數均達到了45次以上，解決了窯口澆注料普遍存在的抗剝落性能差的問題。
　　（三）抗水泥熟料液相侵蝕性能
　　通過調整超微粉的配比，優化產品的基質組成等技術手段，提高了產品的抗水泥熟料液相的侵蝕和滲透性能。侵蝕情況見圖3。

　　通過分析可以看出在煅燒12h后，水泥熟料液相對產品的熔蝕和滲透層較薄，說明該產品的抗熟料的侵蝕性能較好。
綜上所述，通過綜合提升新一代窯口澆注料的技術性能，突破了窯口澆注料在使用過程中由于抗剝落性能差、耐堿侵蝕性能差等原因造成的掉塊、脫落的難題，最終達到提高產品使用壽命的目的。

　　四、新一代窯口澆注料的應用
　　新一代窯口澆注料開發成功后， 04~05年在多條2500t/d、5000t/d上投入使用，其中改進型板狀剛玉澆注料GC-18在海螺集團中國水泥有限公司3#線5000t/d使用周期達到了18個月，其殘襯的整體性能較好，在燃燒器上使用周期也達到了12個月，和國內的其它耐火澆注料相比，具有明顯的優勢，其使用15個月后的殘襯見圖4：

　　通過圖4.可以看出，殘襯的整體性能較好，經測量殘襯的厚度仍有180mm，在護鐵端面有約500mm寬的部位澆注料有脫落，但不影響使用，由于整體情況較好，該廠一直使用到現在（2006年8月），使用周期達到了18個月以上，取得了良好的使用效果。窯口專用澆注料G-17K經過在多家大型的水泥窯上使用，也取得了不錯的使用效果，其在煙臺東源水泥公司、懷寧海螺水泥有限公司其使用壽命達到了10個月以上，基本上達到了和窯內耐火磚使用、維修保持同步的目的，得到用戶的認可。

　　五、節能降耗，加強新一代水泥窯口澆注料的推廣和應用
新一代水泥窯口澆注料較國內的同類產品優勢明顯，在無修補的情況下，使用壽命可達到8~12個月，甚至更長，在大型的水泥窯上，可以實現和窯內襯磚相匹配，加強其的推廣和應用具有重要的現實意義。它的推廣與應用將大大提高回轉窯的運轉率，減少窯的維修次數，提高水泥生產企業的生產效率和生產效益；同時，可以大幅度降低大型水泥生產線的耐火材料的整體消耗量，起到節能降耗的作用。

參考文獻
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[2]劉志江.《新型干法水泥技術》.中國建材工業出版社，2005年1月
[3]韓行祿.《不定型耐火材料（第2版）》.冶金工業出版社，2004年1月