我國(guó)新型干法水泥窯用耐火材料的技術(shù)進(jìn)展與現(xiàn)狀2

(1) 通過(guò)“六五”攻關(guān)建立了我國(guó)預(yù)分解窯用耐火材料的初步配套的體系。
　　八十年代初，我院承擔(dān)了國(guó)家“六五”科技術(shù)攻關(guān)專題“新型干法水泥窯用耐火材料的研究”。針對(duì)新型干法水泥窯所必須的配套品種和當(dāng)時(shí)我國(guó)所能達(dá)到的條件，結(jié)合對(duì)引進(jìn)耐火材料產(chǎn)品的消化吸收工作進(jìn)行了如下品種的研究制工作：
　　用于水泥窯燒成帶的燒結(jié)合成直接結(jié)合鎂鉻磚
　　用于過(guò)渡帶的燒結(jié)合成尖晶石磚
　　·用于預(yù)熱系統(tǒng)的普遍耐堿粘土磚
　　·用于預(yù)熱系統(tǒng)的普通耐堿澆注料
　　·用于預(yù)熱系統(tǒng)的高強(qiáng)隔熱磚（漂珠型）
　　·用于前后窯口的高強(qiáng)澆注料
　　·用于窯口及冷卻機(jī)的碳化硅復(fù)合磚
　　通過(guò)以上品種的研究工作，于1984年與天津水泥設(shè)計(jì)院協(xié)作承擔(dān)了江西水泥廠國(guó)產(chǎn)第一臺(tái)2000噸/日，預(yù)分解窯用耐火材料的制作、供應(yīng)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)工作。該窯于1986年完成耐火材料的砌筑施工。“六五”期間所完成的預(yù)分解水泥窯用耐火材料的品種是最基本的品種，有些品種技術(shù)水平也不太高，如高強(qiáng)隔熱磚屬于漂珠型，熱震穩(wěn)定性不理想，高強(qiáng)澆注料還不是低水泥型，中溫強(qiáng)度仍有較大的下降。有些品種還沒(méi)有形成生產(chǎn)能力如直接結(jié)合鎂鉻磚和尖晶石磚。但是通過(guò)“六五”攻關(guān)為我國(guó)解決新型干法水泥窯用耐火材料的研制、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、應(yīng)用打下了技術(shù)基礎(chǔ)，并初步建立了配套體系，為此該項(xiàng)目榮獲了“國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)”。江西水泥廠國(guó)產(chǎn)第一臺(tái)2000噸/日預(yù)分解窯用耐火材料的配套水平雖然不高（燒成帶采用普通鎂鉻磚，澆注料為非低水泥型，隔熱材料沒(méi)有采用硅酸鈣板等），但是它卻表明我國(guó)新型干法水泥窯用配套耐火材料從無(wú)到有，邁出了可靠的第一步。
　　(2) “七五”期間預(yù)分解窯用耐火材料配套體系進(jìn)一步完善，配套水平得到提高
　　在“七五”期間，中國(guó)建材研究院承擔(dān)了“2000噸/日窯外分解工藝線配套優(yōu)質(zhì)耐火材料的研究”國(guó)家科技攻關(guān)專題，在“六五”完成的耐火材料品種研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善和豐富配套品種，提高品種的技術(shù)水平。表2是“七五”與“六五”耐火材料品種技術(shù)情況的比較。
　　表2 “七五”與“六五”分解窯用耐火材料品種的比較
耐火材料品種　　　　　“六五”攻關(guān)完成情況　　　　　　　　“七五”攻關(guān)完成情況
耐堿磚　　　　　　　普通耐堿粘土磚　　　　　　高強(qiáng)耐堿磚，耐堿隔熱磚，拱頂型耐堿磚
耐堿磚
高強(qiáng)耐火澆注料　　　低水泥用量型耐火澆注料，　　　　　　　鋼纖維增強(qiáng)耐火澆注料。
隔熱磚　　　　　　　　漂珠型高強(qiáng)隔熱磚　　　　　硅藻土高強(qiáng)隔熱磚,粘土質(zhì)高強(qiáng)隔熱磚
耐堿澆注料　　　　　普通型耐堿澆注料　　　　　　　　　　高強(qiáng)耐堿澆注料
鎂質(zhì)材料　　　　燒結(jié)合成鎂鉻磚，尖晶石磚　　　　電溶再結(jié)合鎂鉻磚，尖晶石磚
硅酸鈣隔熱材料　　　　　　　　無(wú)　　　　　　　　　用于1000℃高溫型硅酸鈣板特種高鋁磚
磷酸鹽結(jié)合高鋁磚(普通型)　抗剝落高鋁磚，　　　　　　　特種化學(xué)結(jié)合高鋁磚

　　從表2可見(jiàn)，通過(guò)“七五”攻關(guān)我國(guó)預(yù)分解水泥窯用耐火材料配套品種已經(jīng)趨于完善，在此期間，在國(guó)家建材局大力支持下，通過(guò)技術(shù)改造將科技成果轉(zhuǎn)為生產(chǎn)力，形成了十多條生產(chǎn)線，具備了供應(yīng)能力。“七五”期間以新疆水泥廠、魯南水泥廠、雙陽(yáng)水泥廠為代表的一批2000噸/日以及1000噸/日以下的預(yù)分解水泥生產(chǎn)線投入了建設(shè)，耐火材料的科技攻關(guān)成果直接為經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了作用，使得我國(guó)預(yù)分解水泥窯配套耐火材料又達(dá)到一個(gè)新的水平。以新疆水泥廠為例，由于大量使用了硅酸鹽鈣板代替隔熱磚使得預(yù)熱系統(tǒng)的熱阻增加、散熱損失減小，又加之于耐堿磚等材料強(qiáng)度提高，磚襯減薄等因素。使得全窯耐火材料總用量大為減少。
　　表3 新疆、江西水泥廠2000噸/日預(yù)分解窯窯襯技術(shù)對(duì)比
工廠　　　　　　　　　　　　　　江西水泥廠　　　　　　　　　　　　　　　　新疆水泥廠
預(yù)熱器系統(tǒng)旋風(fēng)筒壁的熱阻(M2.H.℃/Kcal)　　0.65　　　　　　　　　　　　　　　1.3
預(yù)熱器系統(tǒng)旋風(fēng)筒壁的襯里厚度(mm)　　　　　　300　　　　　　　　　　　　　　215
預(yù)熱器系統(tǒng)旋風(fēng)筒的散熱損失(不包括三次風(fēng)管)31.05Kcal/kg熟料　　(一次筒外保溫)20.47
窯尾煙室和分解爐　　　　　　　　　　　　　　　 使用普通耐堿磚　　　　　　　　　　　　　　　　 使用抗剝落高鋁磚
預(yù)熱器系統(tǒng)的耐火澆注料　　　　 中溫強(qiáng)度降低的傳統(tǒng)型澆注料　 中溫強(qiáng)度不降低的低水泥澆注料
回轉(zhuǎn)窯燒成帶　　　　　　　　　　　　　　　　　　 化學(xué)結(jié)合鎂鉻磚　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 直接結(jié)合鎂鉻
回轉(zhuǎn)窯安全帶　　　　　　　　　　　　　　　　　　 磷酸鹽磚　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 抗剝落高鋁磚
前窯口　　　　　　　　　　　　　　　　　　 中溫強(qiáng)度降低的鋼纖維澆注料　　　 中溫強(qiáng)度不降低的鋼纖維澆注料
窯門罩和冷卻熱端　　　　　　　　　　 剛玉質(zhì)高強(qiáng)淺注料耐堿性不夠好　　　　　　　　　 采用耐堿高鋁淺注料
全窯耐火材料總量　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 2300T　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1448T
　　　 “七五”期間不但利用攻關(guān)科技成果為國(guó)內(nèi)新建的預(yù)分解水泥窯解決了窯襯材料的自給問(wèn)題，滿足了水泥工業(yè)發(fā)展的需要，而且為巴基斯坦水泥廠建設(shè)的700噸/日預(yù)分解窯進(jìn)行了全窯窯襯配套設(shè)計(jì)、材料生產(chǎn)供應(yīng)出口、窯襯施工技術(shù)指導(dǎo)等全套工作，窯襯質(zhì)量完全滿足生產(chǎn)需要，獲得外方好評(píng)。新型干法窯配套耐火材料從成套進(jìn)口到成套出口用了不到10年的時(shí)間，這與國(guó)家建材局的支持是分不開(kāi)的，也是水泥工業(yè)耐火材料工作者的努力結(jié)果。
　　(3) 九十年代實(shí)現(xiàn)了預(yù)分解窯耐火材料品種系列化建成完成的配套體系
　　進(jìn)入九十年代以后，國(guó)家對(duì)屬于基礎(chǔ)材料的耐火材料工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步非常重視，在“八五”和“九五”期間由治金、建材、輕工三個(gè)產(chǎn)業(yè)部門組織聯(lián)合攻關(guān)。我院作為建材工業(yè)耐火材料國(guó)家科技攻關(guān)的承擔(dān)主體，跟蹤國(guó)際新型干法水泥窯耐火材料新的動(dòng)態(tài)，完成如下攻關(guān)新品種：
a 耐火澆注料多功能化：完成了早強(qiáng)高熱態(tài)強(qiáng)度耐火澆注料和具有高強(qiáng)、耐堿、隔熱三重功能的澆注。
b 堿性磚無(wú)鉻化：完成了用于燒成帶的低鉻鎂鉻磚和無(wú)鉻堿性磚
c 高鋁材料增韌：完成了具有更好性能的第二代抗剝落高鋁磚，其荷重軟化溫度、高溫強(qiáng)度、熱震穩(wěn)定性均有提高。
d 提高硅酸鈣板隔性能：將硅酸鈣制品的容重從220kg/m3降至150 kg/m3以下，研制出高溫型超輕型硅酸鈣制品。
　　在科技攻關(guān)成果轉(zhuǎn)化生產(chǎn)方面建成數(shù)十條生產(chǎn)線并形成了耐火材料配套多品種系列，這就為新建水泥生產(chǎn)線根據(jù)不同的條件和不同的要求提供了更大的耐火材料配套設(shè)計(jì)選擇空間。為了深化耐火材料品種的研究，中國(guó)建材研究院還進(jìn)行了一系列應(yīng)用基礎(chǔ)現(xiàn)論的研究工作如：水泥熟料對(duì)堿性耐火材料侵蝕機(jī)理的研究，水泥窯料結(jié)皮、起塊機(jī)理及熟料成份設(shè)計(jì)的研究，堿對(duì)水泥生產(chǎn)及性影響的研究，高堿熟料對(duì)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)耐火材料損毀機(jī)理的研究，含鋯高鋁磚的水泥窯中抗結(jié)皮機(jī)理的研究等。以上課題的研究對(duì)耐火材料新品種研制和提高性能的研究起到了很重要的指導(dǎo)作用，同時(shí)也培養(yǎng)了具有深厚理論基礎(chǔ)和耐火材料生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的科研隊(duì)伍。