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水泥廠耐火澆注料的發(fā)展趨勢(shì)
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水泥廠耐火澆注料的發(fā)展趨勢(shì)
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水泥廠耐火澆注料的應(yīng)用與發(fā)展應(yīng)符合環(huán)保和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，朝產(chǎn)品高耐磨、使用時(shí)間長(zhǎng)（減少用量）、低體密化（減少用量和減輕負(fù)重）、節(jié)能等方向發(fā)展。合理的選用，可以延長(zhǎng)耐火澆注料的使用年限，有效保護(hù)設(shè)備，降低系統(tǒng)的散熱損失，減少系統(tǒng)結(jié)皮堵塞，減少停窯檢修次數(shù)和維修時(shí)間，提高系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率，達(dá)到窯系統(tǒng)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)低能耗的目的。
一、耐火澆注料的發(fā)展趨勢(shì)
1.改善材料的耐磨與熱震穩(wěn)定性，延長(zhǎng)使用壽命
①提高耐磨澆注料耐磨性的措施。一是降低材料的臨界粒度。從原有的8mm降到3mm。二是提高材料基質(zhì)結(jié)合能力。使多級(jí)微粉和超微粉配制形成緊密的堆積，有利于中溫下燒結(jié)趨勢(shì)的產(chǎn)生。三是提高材料的中溫?zé)釕B(tài)抗折強(qiáng)度。高強(qiáng)耐磨澆注料900℃，熱態(tài)抗折≥20MPa。四是選用高硬度耐火原料做骨料，延長(zhǎng)使用壽命。
②提高耐磨澆注料熱震穩(wěn)定性的措施。一是采用復(fù)合骨料和復(fù)合粉料（即復(fù)相技術(shù)）。利用骨料與基質(zhì)熱膨脹系數(shù)的差異，有意在材料中引入微裂紋，可以吸收部分?jǐn)嗔涯埽柚沽鸭y的擴(kuò)展，對(duì)抵抗災(zāi)難性熱震破壞有顯著作用。二是降低材料的熱膨脹率。低溫?zé)桑?200℃以下）時(shí)，在材料中同時(shí)改善抗熱震性和機(jī)械沖擊性是可能的。總之，對(duì)具有較多表面孔隙的耐火材料而言，主要還是避免既有裂紋的長(zhǎng)程擴(kuò)展所引起的深度損傷。
2.降低雜質(zhì)含量，降低Fe2O3含量窯溫的升高，熱負(fù)荷的加劇，對(duì)材料的高溫性能提出更高要求，耐火材料需要選擇優(yōu)質(zhì)高純?cè)稀Ｑ趸�原（RE鄄DOX）的存在，容易發(fā)生Fe3+向Fe2+可逆反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程伴有體積變化，造成耐火材料體積頻繁地膨脹和收縮，終導(dǎo)致剝落損壞，好Fe2O3控制在1.8%以下。
3.降低材料的體密，減輕設(shè)備負(fù)重，減少散熱損失在保證耐磨與熱震穩(wěn)定性的情況下，降低材料的體積密度。體密自2800～3000kg/m3降到2100～2400kg/m3時(shí)，耐磨耐火材料用量減少15%～40%，設(shè)備負(fù)荷也相應(yīng)減輕。體密下降，導(dǎo)熱系數(shù)也隨之降低20%～40%，減少散熱損失8%～50%，從而降低能耗。
4.快速修補(bǔ)技術(shù)在水泥窯高運(yùn)轉(zhuǎn)率的情況下，水泥廠非常希望將停產(chǎn)維護(hù)的時(shí)間降至低。快速修補(bǔ)技術(shù)的開發(fā)，能夠?qū)⒅匦麻_工生產(chǎn)的時(shí)間從72小時(shí)減至30小時(shí)。
二、新產(chǎn)品的應(yīng)用
1.低溫耐磨可塑料的應(yīng)用純低溫余熱發(fā)電溫度低，窯尾余熱溫度≤350℃，窯頭余熱≤600℃。風(fēng)速快，磨損嚴(yán)重。
低溫耐磨可塑料以磷酸鹽為結(jié)合劑，以剛玉和莫來(lái)石為主要骨料，并配合非氧化物，通過(guò)優(yōu)化基質(zhì)組成。超微粉和外加劑的合理搭配，使產(chǎn)品具有優(yōu)異的低溫耐磨性能、抗剝落性能及抗水泥熟料侵蝕的性能。
2.輕質(zhì)耐堿澆注料的應(yīng)用新型節(jié)能輕質(zhì)耐堿澆注料是一種中輕質(zhì)耐堿型的澆注料，它采用天然的清潔環(huán)保型原料做骨料，使得產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐堿性能和較好的隔熱效果，可降低旋風(fēng)預(yù)熱器的外壁溫度，減少熱量損失。
①節(jié)約資源，降低建設(shè)成本。新型輕質(zhì)耐堿耐火澆注料容重為1800kg/m3，比普通耐堿料2200kg/m3輕了400kg/m3，材料的使用量將減少18.2%，自身承重將降低400千克力。這既節(jié)約了礦產(chǎn)原料資源，也為用戶降低了大量的建設(shè)成本。
②降低外壁溫度，減少熱損失，節(jié)能降耗。低于0.5W/m·K的導(dǎo)熱系數(shù)使得該產(chǎn)品具有良好的保溫性能。通過(guò)對(duì)一條2000t/d的水泥窯計(jì)算，在預(yù)熱器的1～4級(jí)筒中，直接將新型節(jié)能耐堿耐火澆注料替代普通耐堿澆注料后，能不同程度地降低外壁溫度，具體數(shù)據(jù)如下表。
四、耐火澆注料施工工藝發(fā)展目前，耐火澆注料的施工方法在向著省工、省時(shí)、省力和機(jī)械化、化的方向發(fā)展；烘烤技術(shù)在向快速乃至免烘烤的方向發(fā)展。
1.自流澆注料自流耐火澆注料是一種無(wú)需振動(dòng)，依靠自重和位差即可產(chǎn)生流動(dòng)，達(dá)到脫氣、攤平和密實(shí)化的新型不定形耐火材料；適用于砌筑和修補(bǔ)形狀復(fù)雜的部位，薄壁襯體和錨固件較密的襯體；能夠大幅度地降低勞動(dòng)強(qiáng)度，加快施工進(jìn)度，降低施工費(fèi)用，保證施工質(zhì)量。同時(shí)又能改善作業(yè)環(huán)境，減少噪音。
2.濕式噴射料預(yù)先將由粗、中、細(xì)顆粒耐火原料和結(jié)合劑、分散劑組成的混合料與水拌合成可輸送的濕料，由泵送裝置通過(guò)硬管或軟管輸送到噴嘴，根據(jù)濕料的流變特性和施工要求可在管子靠近噴嘴處加或不加由壓縮空氣輸送的促凝劑，再借助高壓空氣通過(guò)噴嘴將濕料噴射到施工體的面上。無(wú)需支模，施工效率高，達(dá)3～9t/h.性能與振動(dòng)澆注料相當(dāng)或更好。
3.預(yù)制件的應(yīng)用呈增加的趨勢(shì)預(yù)制件是將不定形耐火材料定型化的整體耐火材料，可在許多場(chǎng)合代替磚使用。不需在現(xiàn)場(chǎng)攪拌、澆注，只需拼裝組合，使筑襯簡(jiǎn)化；在交貨時(shí)已經(jīng)完成了澆注、養(yǎng)護(hù)、干燥和烘烤步驟，可節(jié)省大量時(shí)間，加快設(shè)備周轉(zhuǎn)率和利用率；施工可不受環(huán)境或季節(jié)條件的限制，而澆注料在某些地方盛夏和隆冬時(shí)節(jié)無(wú)法在自然條件下現(xiàn)場(chǎng)施工；可制成大小不同、形狀各異的預(yù)制件，適合制作機(jī)壓成型難以實(shí)現(xiàn)的大、異型構(gòu)件；由于預(yù)制塊經(jīng)過(guò)了預(yù)先烘烤，對(duì)烘烤條件沒(méi)有苛刻要求。
四、結(jié)論
未來(lái)市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)使得水泥用耐火材料越來(lái)越高度專業(yè)化，耐火材料供應(yīng)商將成為水泥生產(chǎn)商的戰(zhàn)略合作伙伴，只有了解客戶需求，擁有很強(qiáng)的研發(fā)能力，通過(guò)進(jìn)行耐火內(nèi)襯的相關(guān)研究，能夠提供好的服務(wù)和可行的解決方案，在水泥窯出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)決定用何種耐火材料，并找出適合窯生產(chǎn)的好產(chǎn)品，耐材供應(yīng)商才能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中生存下來(lái)。
一、耐火澆注料的發(fā)展趨勢(shì)
1.改善材料的耐磨與熱震穩(wěn)定性，延長(zhǎng)使用壽命
①提高耐磨澆注料耐磨性的措施。一是降低材料的臨界粒度。從原有的8mm降到3mm。二是提高材料基質(zhì)結(jié)合能力。使多級(jí)微粉和超微粉配制形成緊密的堆積，有利于中溫下燒結(jié)趨勢(shì)的產(chǎn)生。三是提高材料的中溫?zé)釕B(tài)抗折強(qiáng)度。高強(qiáng)耐磨澆注料900℃，熱態(tài)抗折≥20MPa。四是選用高硬度耐火原料做骨料，延長(zhǎng)使用壽命。
②提高耐磨澆注料熱震穩(wěn)定性的措施。一是采用復(fù)合骨料和復(fù)合粉料（即復(fù)相技術(shù)）。利用骨料與基質(zhì)熱膨脹系數(shù)的差異，有意在材料中引入微裂紋，可以吸收部分?jǐn)嗔涯埽柚沽鸭y的擴(kuò)展，對(duì)抵抗災(zāi)難性熱震破壞有顯著作用。二是降低材料的熱膨脹率。低溫?zé)桑?200℃以下）時(shí)，在材料中同時(shí)改善抗熱震性和機(jī)械沖擊性是可能的。總之，對(duì)具有較多表面孔隙的耐火材料而言，主要還是避免既有裂紋的長(zhǎng)程擴(kuò)展所引起的深度損傷。
2.降低雜質(zhì)含量，降低Fe2O3含量窯溫的升高，熱負(fù)荷的加劇，對(duì)材料的高溫性能提出更高要求，耐火材料需要選擇優(yōu)質(zhì)高純?cè)稀Ｑ趸�原（RE鄄DOX）的存在，容易發(fā)生Fe3+向Fe2+可逆反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程伴有體積變化，造成耐火材料體積頻繁地膨脹和收縮，終導(dǎo)致剝落損壞，好Fe2O3控制在1.8%以下。
3.降低材料的體密，減輕設(shè)備負(fù)重，減少散熱損失在保證耐磨與熱震穩(wěn)定性的情況下，降低材料的體積密度。體密自2800～3000kg/m3降到2100～2400kg/m3時(shí)，耐磨耐火材料用量減少15%～40%，設(shè)備負(fù)荷也相應(yīng)減輕。體密下降，導(dǎo)熱系數(shù)也隨之降低20%～40%，減少散熱損失8%～50%，從而降低能耗。
4.快速修補(bǔ)技術(shù)在水泥窯高運(yùn)轉(zhuǎn)率的情況下，水泥廠非常希望將停產(chǎn)維護(hù)的時(shí)間降至低。快速修補(bǔ)技術(shù)的開發(fā)，能夠?qū)⒅匦麻_工生產(chǎn)的時(shí)間從72小時(shí)減至30小時(shí)。
二、新產(chǎn)品的應(yīng)用
1.低溫耐磨可塑料的應(yīng)用純低溫余熱發(fā)電溫度低，窯尾余熱溫度≤350℃，窯頭余熱≤600℃。風(fēng)速快，磨損嚴(yán)重。
低溫耐磨可塑料以磷酸鹽為結(jié)合劑，以剛玉和莫來(lái)石為主要骨料，并配合非氧化物，通過(guò)優(yōu)化基質(zhì)組成。超微粉和外加劑的合理搭配，使產(chǎn)品具有優(yōu)異的低溫耐磨性能、抗剝落性能及抗水泥熟料侵蝕的性能。
2.輕質(zhì)耐堿澆注料的應(yīng)用新型節(jié)能輕質(zhì)耐堿澆注料是一種中輕質(zhì)耐堿型的澆注料，它采用天然的清潔環(huán)保型原料做骨料，使得產(chǎn)品具有優(yōu)異的耐堿性能和較好的隔熱效果，可降低旋風(fēng)預(yù)熱器的外壁溫度，減少熱量損失。
①節(jié)約資源，降低建設(shè)成本。新型輕質(zhì)耐堿耐火澆注料容重為1800kg/m3，比普通耐堿料2200kg/m3輕了400kg/m3，材料的使用量將減少18.2%，自身承重將降低400千克力。這既節(jié)約了礦產(chǎn)原料資源，也為用戶降低了大量的建設(shè)成本。
②降低外壁溫度，減少熱損失，節(jié)能降耗。低于0.5W/m·K的導(dǎo)熱系數(shù)使得該產(chǎn)品具有良好的保溫性能。通過(guò)對(duì)一條2000t/d的水泥窯計(jì)算，在預(yù)熱器的1～4級(jí)筒中，直接將新型節(jié)能耐堿耐火澆注料替代普通耐堿澆注料后，能不同程度地降低外壁溫度，具體數(shù)據(jù)如下表。
四、耐火澆注料施工工藝發(fā)展目前，耐火澆注料的施工方法在向著省工、省時(shí)、省力和機(jī)械化、化的方向發(fā)展；烘烤技術(shù)在向快速乃至免烘烤的方向發(fā)展。
1.自流澆注料自流耐火澆注料是一種無(wú)需振動(dòng)，依靠自重和位差即可產(chǎn)生流動(dòng)，達(dá)到脫氣、攤平和密實(shí)化的新型不定形耐火材料；適用于砌筑和修補(bǔ)形狀復(fù)雜的部位，薄壁襯體和錨固件較密的襯體；能夠大幅度地降低勞動(dòng)強(qiáng)度，加快施工進(jìn)度，降低施工費(fèi)用，保證施工質(zhì)量。同時(shí)又能改善作業(yè)環(huán)境，減少噪音。
2.濕式噴射料預(yù)先將由粗、中、細(xì)顆粒耐火原料和結(jié)合劑、分散劑組成的混合料與水拌合成可輸送的濕料，由泵送裝置通過(guò)硬管或軟管輸送到噴嘴，根據(jù)濕料的流變特性和施工要求可在管子靠近噴嘴處加或不加由壓縮空氣輸送的促凝劑，再借助高壓空氣通過(guò)噴嘴將濕料噴射到施工體的面上。無(wú)需支模，施工效率高，達(dá)3～9t/h.性能與振動(dòng)澆注料相當(dāng)或更好。
3.預(yù)制件的應(yīng)用呈增加的趨勢(shì)預(yù)制件是將不定形耐火材料定型化的整體耐火材料，可在許多場(chǎng)合代替磚使用。不需在現(xiàn)場(chǎng)攪拌、澆注，只需拼裝組合，使筑襯簡(jiǎn)化；在交貨時(shí)已經(jīng)完成了澆注、養(yǎng)護(hù)、干燥和烘烤步驟，可節(jié)省大量時(shí)間，加快設(shè)備周轉(zhuǎn)率和利用率；施工可不受環(huán)境或季節(jié)條件的限制，而澆注料在某些地方盛夏和隆冬時(shí)節(jié)無(wú)法在自然條件下現(xiàn)場(chǎng)施工；可制成大小不同、形狀各異的預(yù)制件，適合制作機(jī)壓成型難以實(shí)現(xiàn)的大、異型構(gòu)件；由于預(yù)制塊經(jīng)過(guò)了預(yù)先烘烤，對(duì)烘烤條件沒(méi)有苛刻要求。
四、結(jié)論
未來(lái)市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)使得水泥用耐火材料越來(lái)越高度專業(yè)化，耐火材料供應(yīng)商將成為水泥生產(chǎn)商的戰(zhàn)略合作伙伴，只有了解客戶需求，擁有很強(qiáng)的研發(fā)能力，通過(guò)進(jìn)行耐火內(nèi)襯的相關(guān)研究，能夠提供好的服務(wù)和可行的解決方案，在水泥窯出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)決定用何種耐火材料，并找出適合窯生產(chǎn)的好產(chǎn)品，耐材供應(yīng)商才能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中生存下來(lái)。
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