水泥窑耐火材料配置

一、耐火砖砖型选择

1、窑衬砖厚度

窑衬厚度宜与窑径相匹配，一般建议如下

耐火砖的厚度应在合理范围内，其寿命并不与厚度成正比，对于膨胀系数较大的耐火砖，过厚的衬料由于内外层温差过大和膨胀量差别过大，往往导致工作内层的早期损坏!

2、砖型尺寸

一般建议碱性砖使用VDZ砖型砌筑，高铝砖、硅莫砖使用ISO砖型；使用VDZ砌筑时砖缝多了30%，砖环的柔性和抗热震性能更好，可有效补偿碱性砖的膨胀系数！
控制窑内碱性砖的侧面纸板≤2mm，（铁板厚0.5-0.8mm）同时严格砌筑监督，湿砌砖的灰缝也必须控制在2mm以内。

二、采用一种主砖加插缝砖配砌

采用一种砖型砌筑，具有砖型少、砖型简单、砌筑简便等优点。其缺点是对于制品尺寸误差和由于筒体变形所造成的椭圆度误差只能通过灰缝调整，不同窑径所用砖型不一样，不能相互代替使用。
• 计算方法：
x外=π· R/n
x内=π·（R-2h）/n

•式中： x外—— 冷端尺寸
x内—— 热端尺寸
h ——设计衬砖厚度
π——圆周率
R—— 回转窑筒体直径
n——预设砌筑一环耐火砖所需的块数

以4米回转窑为例，预设每环砖用量为140块，窑衬厚度为200mm，那么砖的冷端厚度为：
x外= π· R/n=3.14 ×4000÷140=89.71≈90
x内=π·（R-2h）/n=3.14 ×（4000-2×200）÷140=80.74≈81

插缝砖的尺寸选用，可以采用主砖厚度加10mm，或者主砖厚度的四分之三和三分之二。
采用一种砖型砌筑，具有砖型少、砖型简单、砌筑简便等优点。其缺点是对于制品尺寸误差和由于筒体变形所造成的椭圆度误差只能通过灰缝调整，不同窑径所用砖型不一样，不能相互代替使用

三、采用两种主砖加插缝砖配砌

1、采用 ISO标准配砌

ISO型耐火砖是由国际化标准组织推荐 ，其楔面大头的尺寸固定为103毫米，非碱性砖一般用ISO标准，采用这种砖可以减少砖型品种，一般用9种砖就可以满足直径从2.5到6米的各种回转窑的砌筑需求。所以，在回转窑上一般用两种砖进行配砌，可有效调整因制品尺寸误差和由于筒体变形所造成的椭圆度误差，同时，缓解了耐火材料企业生产淡旺季不均的问题，还简化了水泥企业的备砖管理，减少了水泥厂的库存。ISO型耐火砖的弊端是砖型尺寸较大，生产及砌筑施工时的工人劳动强度较高。

回转窑常用耐火砖砖型尺寸（ISO系列）

2、VDZ标准配砌

VDZ标准是欧洲推荐标准，水泥窑筒体用碱性砖大多采用此标准。其楔面大、小头的平均尺寸为71.5毫米，单重一般在7-8kg，同ISO标准一样 ，一般用9种砖就可以满足直径从2.5到6米的各种回转窑的砌筑需求 ，相比之下 ，同材质的VDZ型耐火砖比ISO型耐火砖的单重要轻约三分之一，这就减少了工人的劳动强度, 另外由于碱性砖的膨胀系数要比铝硅系制品大得多，同窑径时VDZ型耐火砖比ISO型耐火砖的使用块数要多约三分之一，由此增加的砖缝可以有效抵消缓冲部分热应力，弥补碱性砖膨胀率大的不足之处，从而起到延长碱性砖使用寿命的作用。

回转窑常用耐火砖砖型尺寸（VDZ系列）

一、冷却带的工况及对耐火材料的性能需求

1、冷却带的工况

为了减少铁铝酸三钙和铁铝酸四钙（Ｃ3ＡＦ、Ｃ４ＡＦ）含量，以促使水泥熟料的晶相转化，提高水泥强度，保证水泥质量，水泥熟料必须快速降温，水泥回转窑冷却带都很短。

单位时间内通过的熟料量大，窑口部位没有窑皮保护， 在约1400℃条件下， 大颗粒、高强度的熟料的磨损和冲刷严重，窑口材料容易磨损。

位于回转窑的一档轮带区域前后，机械应力和轴向应力大。

2、冷却带对耐火材料的要求

耐高温性能：冷却带处于高温状态，需要使用具有良好的耐高温性能的耐火材料，以防止在高温下耐火材料的熔化、渗透或变形。

抗侵蚀性能：冷却带处于化学腐蚀环境中，需要使用抗碱、抗酸等化学侵蚀的耐火材料，以避免耐火材料因受到化学侵蚀而损坏。

抗热震性能：冷却带处于高温条件下，温度差异较大，需使用具有较好抗热震性能的耐火材料，以避免因温度差异导致的开裂、变形等问题。

导热性能：冷却带需要快速降温，需要使用导热性能好的耐火材料，以提高降温效果。

二、水泥回转窑冷却带耐火材料的配置

1、镁铝尖晶石砖

2、硅莫砖。

3、钢纤维增强窑口砖。

镁铝尖晶石砖比硅莫砖的抗侵蚀能力要好，但导热率较高。

硅莫砖的导热率较低，但抗碱侵蚀能力不如镁铝尖晶石砖，所以，在该区域，如果用户的原料中的碱硫成分不高，用硅莫砖即可，如果经常出现碱硫成分过高引起的剥落现象，就只能用镁铝尖晶石砖，这些需要根据经验结合实际情况辩证选择。

对于大型回转窑，可选用镁铁铝尖晶石砖。

二、水泥回转窑预热器、分解炉对耐火材料的性能要求

水泥回转窑预热器和分解炉均为静止设备，可用较大的设备外壳，容纳较多的耐火材料，因此可选用导热系数较低的保温材料，降低设备外壳温度，达到节能的目的。

由于部分预热器和分解炉形状较复杂，可选用在成型上较灵活的耐火浇注料。
水泥回转窑预热器、分解炉含有碱硫气体的烟气从预热器中排出，所以要考虑碱硫气体对耐火材料的侵蚀。

三、水泥回转窑预热器、分解炉耐火材料配置

预热器和分解炉均为静止设备，可用较大的设备外壳，容纳较多的耐火材料，因此可选用导热系数较低的保温材料，降低设备外壳温度，达到节能的目的。

由于部分预热器和分解炉形状较复杂，可选用在成型上较灵活的耐火浇注料。
含有碱硫气体的烟气从预热器中排出，所以要考虑碱硫气体对耐火材料的侵蚀。

四、预热器、分解炉耐火材料的选用

1、要考虑热损耗的问题所以需要粘贴硅酸钙板进行保温处理。

2、分解炉温度比预热器有所提高， 早期的干法回转窑出于成本考虑，大多选用高强耐碱砖作为窑衬。

3、水泥企业为了提高产量，使分解炉的温度得到提高，达到1200℃以上，同时随着水泥窑大型化趋势，分解炉的高度和直径也在不断增加，高强耐碱砖由于荷重软化温度较低，长期使用会产生收缩现象，同时高强耐碱砖在高温状况下的磨损性能已经不能满足使用要求，所以，当前分解炉大多采用抗剥落高铝砖作为窑衬，在缩口处和鹅颈管位置采用高铝质浇注料进行浇注施工。

4、目前水泥企业也有选用1550硅莫砖的案例。