隨著國內水泥生產技術的不斷提高和企業規模的擴大，很多水泥企業開始出口美標熟料、水泥（其中以美標Ⅰ/Ⅱ型水泥為主），由于美標與國標對水泥質量要求不同，在實際生產中對運行質量尤其是耐火材料的使用會產生很多不良影響。 

　　池州烸螺水泥公司生產美標Ⅰ/Ⅱ型、Ⅱ/Ⅴ型熟料已有三年多的歷史，尤其是在8000T/D生產線上生產美標Ⅱ/Ⅴ型熟料，遇到過很多問題，也積累了很多寶貴經驗。美標Ⅱ/Ⅴ型熟料生產難度大，技術要求高，具有很強的代表性，因此重點總結美標Ⅱ/Ⅴ型熟料生產對耐火材料的影響。 

　　1.耐火材料配置及損壞現象 

　　公司8000T/D生產線是引進的伯力鳩斯窯系統，窯筒體規格為5.6×87米。窯口擋磚圈配置如下圖： 

窯口澆注料

　　窯口擋磚圈共兩道， 規格170×40mm，采用耐熱鋼制作。窯口采用PA80型剛玉莫來石質澆注料及一米國產高耐磨磚，燒成帶采用德國雷法公司的Px83鎂鉻磚（220mm厚），上過渡帶使用進口的RGAF尖晶石磚。在煅燒美標Ⅱ/Ⅴ型熟料后，我們發現燒成帶及過渡帶耐火磚使用壽命偏短，一般僅五個月左右就會出現高溫，需要停窯檢修，尤其窯口處出現紅窯現象更為頻繁。每次窯口處耐火磚損壞紅窯的現象基本相似：第一、二環高耐磨磚損壞脫落，第一道擋磚圈脫焊翹起，窯口澆注料損壞。 

　　2.耐火材料損壞原因分析 

　　通過查閱資料和其它窯型對比，我們認為窯徑大是一方面因素。隨著窯筒體的直徑增大，橢圓度增大，耐火磚的壽命也有縮短的趨勢。影響窯內耐火磚的使用周期主要有以下幾個因素： 

1.     熱應力； 

2.     化學應力； 

3.     機械應力。 

根據相關資料[1]，如下圖所示，水泥窯用耐火材料的最主要破壞因素是高溫和化學侵蝕。 

 高溫帶窯用耐火材料的主要損毀原因 

　　①高溫作用 

　　由于美標熟料有其特殊的質量要求，堿含量﹤0.6％，游離鈣f-CaO﹤1.0%，我們可以將其與普通熟料作一對比： 

從表中可以看出，美標熟料中C3S含量高，溶劑礦物含量低，煅燒溫度要求很高，在生產實踐中其熱耗也明顯較高： 

這種熟料的鋁率很低、Fe2O3 含量高，煅燒中液相出現的最低共熔點低，一般在850～870℃就會出現液相，所以會在分解爐、窯尾煙室、最下一級旋風筒等部位形成大量結皮，影響生產直至停窯清堵。我們專門購置了高壓水槍，保證了正常生產，但在清理結皮的同時又對窯尾處澆注料造成了不可避免的破壞，導致澆注料的消耗量大幅上升。 

　　每次停窯檢修，窯前面5米基本上沒有窯皮，耐火磚完全暴露于高溫火焰中。我們分析認為熟料鋁率很低，液相粘度很小，窯皮難以維護，所以窯內熱負荷很高，磚受到很強的熱應力作用。 

　　由于窯料和窯氣之間有溫差，在窯回轉時對窯襯產生熱應力，在窯內無窯皮部位，出現突然停窯時，窯襯所遭受的熱應力最大。 

　　②鹽侵蝕 

　　鹽滲透產生在窯內物料揮發的部位，揮發物冷凝后生成的鹽滲透進入耐火磚內，侵蝕磚內成分，隨著揮發冷凝過程反復出現，致密部位隨液相滲入，從磚面深入磚內，導致耐火磚剝落損壞。 

　　窯氣內游離SO2，、SO3與CaO反應生成無水石膏CaSO4，體積膨脹275％。游離態SO3與鎂鉻磚內作結合劑的C2S及磚內的MgO作用： 

2C2S+MgO+ SO3                          CaSO4+C3MS2 

C3MS2+MgO+ SO3                      CaSO4+2CMS 

生成的低熔化合物滲透至耐火磚內，造成磚體致密毀壞。 

　　③機械應力 

　　對耐火磚產生的機械應力主要有熱膨脹、窯的橢圓度應力和徑向彎曲應力。窯筒體變形是由窯內襯磚的重量、窯料荷重和筒體自身重量的綜合因素造成的，導致筒體的圓形截面變成橢圓形。 

　　輪帶部位的窯筒體遭受的機械負荷最重，主要為窯回轉時產生的窯體橢圓度變形及彈性彎曲對窯襯產生的機械應力，一般通過輪帶滑移量判斷筒體的橢圓度及變形量大小。 

窯筒體橢圓度ω值應小于窯直徑的1/10: 

ω﹤D/10 (%)           ω:橢圓度 

輪帶最大允許相對滑動的經驗值： 

Δu≤D/2  (mm) 

以φ5.6×87米回轉窯為例： 

筒體最大橢圓率：ω≤0.56％； 

輪帶最大相對滑移量：Δu＝28mm. 

　　如果窯運轉中輪帶相對滑移量大于28mm,表明筒體與輪帶間隙過大，輪帶區域的磚受應力增大，檢修時需要加墊板調整。窯口處存在有擋磚圈，容易產生變形，機械應力也比較大。 

　　針對窯口處頻繁出現的問題，我們查閱相關資料[2]后發現這種擋磚圈產生的橢圓度應力會達到260N/mm2，同時擋磚圈材質采用耐熱鋼，窯筒體采用A3鋼，在受熱時兩種材質的鋼板膨脹量不同，導致運行中焊縫產生裂紋，直至脫焊翹起。所以窯口處耐火材料損壞的主要原因是機械應力和高溫作用。燒成帶磚的損壞主要是窯皮脫落造成的熱震、無窯皮區域暴露于火焰中及堿鹽侵蝕造成，過渡帶磚主要是受窯皮頻繁變化造成的熱應力、嚴重的硫酸鹽、堿鹽等侵蝕改變磚體結構以及輪帶區機械應力作用影響。 

　　3.改進措施 

　　根據耐火材料損壞的各方面原因分析，我們檢修中逐步實施了一系列的改進措施： 

　　1.     因為窯徑大，將窯內耐火磚厚度全部從220mm改為250mm,延長使用壽命； 

　　2.     2006年8月檢修時在窯中45米處增加一道擋磚圈，減輕了窯口處耐火磚的機械應力； 

　　3.     窯口處耐火磚改為雷法公司的AG85耐火磚，其熱震穩定性能明顯比國產高耐磨磚好； 

　　4.     對窯內擋磚圈進行技改，采用了與筒體同材質的普通鋼板，擋磚圈的脫焊現象不再發生，確保了擋磚圈部位的耐火材料運行安全； 

　　5.     檢修后復測好燃燒器的位置，避免掃窯皮現象，同時抓好設備運行管理，提高窯系統運轉率，減少開停窯時窯內耐火磚的熱震。 

　　從運行狀況來看，窯口及過渡帶耐火材料達到了8個月的運行周期，主燒成帶的Px83耐火磚從2005年5月更換至今，已運行22個月。這些改進措施都取得了良好效果。