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水泥廠耐火澆注料的發展趨勢
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水泥廠耐火澆注料的發展趨勢
來源： 發布時間：17-07-24 09:22:24 瀏覽量：
水泥廠耐火澆注料的應用與發展應符合環保和循環經濟的理念，朝產品高耐磨、使用時間長（減少用量）、低體密化（減少用量和減輕負重）、節能等方向發展。合理的選用，可以延長耐火澆注料的使用年限，有效保護設備，降低系統的散熱損失，減少系統結皮堵塞，減少停窯檢修次數和維修時間，提高系統的運轉率，達到窯系統穩產高產低能耗的目的。
一、耐火澆注料的發展趨勢
1.改善材料的耐磨與熱震穩定性，延長使用壽命
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。二是提高材料基質結合能力。使多級微粉和超微粉配制形成緊密的堆積，有利于中溫下燒結趨勢的產生。三是提高材料的中溫熱態抗折強度。高強耐磨澆注料900℃，熱態抗折≥20MPa。四是選用高硬度耐火原料做骨料，延長使用壽命。
②提高耐磨澆注料熱震穩定性的措施。一是采用復合骨料和復合粉料（即復相技術）。利用骨料與基質熱膨脹系數的差異，有意在材料中引入微裂紋，可以吸收部分斷裂能，阻止裂紋的擴展，對抵抗災難性熱震破壞有顯著作用。二是降低材料的熱膨脹率。低溫燒成（1200℃以下）時，在材料中同時改善抗熱震性和機械沖擊性是可能的。總之，對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程擴展所引起的深度損傷。
2.降低雜質含量，降低Fe2O3含量窯溫的升高，熱負荷的加劇，對材料的高溫性能提出更高要求，耐火材料需要選擇優質高純原料。氧化還原（RE鄄DOX）的存在，容易發生Fe3+向Fe2+可逆反應，反應過程伴有體積變化，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，減輕設備負重，減少散熱損失在保證耐磨與熱震穩定性的情況下，降低材料的體積密度。體密自2800～3000kg/m3降到2100～2400kg/m3時，耐磨耐火材料用量減少15%～40%，設備負荷也相應減輕。體密下降，導熱系數也隨之降低20%～40%，減少散熱損失8%～50%，從而降低能耗。
4.快速修補技術在水泥窯高運轉率的情況下，水泥廠非常希望將停產維護的時間降至低。快速修補技術的開發，能夠將重新開工生產的時間從72小時減至30小時。
二、新產品的應用
1.低溫耐磨可塑料的應用純低溫余熱發電溫度低，窯尾余熱溫度≤350℃，窯頭余熱≤600℃。風速快，磨損嚴重。
低溫耐磨可塑料以磷酸鹽為結合劑，以剛玉和莫來石為主要骨料，并配合非氧化物，通過優化基質組成。超微粉和外加劑的合理搭配，使產品具有優異的低溫耐磨性能、抗剝落性能及抗水泥熟料侵蝕的性能。
2.輕質耐堿澆注料的應用新型節能輕質耐堿澆注料是一種中輕質耐堿型的澆注料，它采用天然的清潔環保型原料做骨料，使得產品具有優異的耐堿性能和較好的隔熱效果，可降低旋風預熱器的外壁溫度，減少熱量損失。
①節約資源，降低建設成本。新型輕質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。這既節約了礦產原料資源，也為用戶降低了大量的建設成本。
②降低外壁溫度，減少熱損失，節能降耗。低于0.5W/m·K的導熱系數使得該產品具有良好的保溫性能。通過對一條2000t/d的水泥窯計算，在預熱器的1～4級筒中，直接將新型節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，具體數據如下表。
四、耐火澆注料施工工藝發展目前，耐火澆注料的施工方法在向著省工、省時、省力和機械化、化的方向發展；烘烤技術在向快速乃至免烘烤的方向發展。
1.自流澆注料自流耐火澆注料是一種無需振動，依靠自重和位差即可產生流動，達到脫氣、攤平和密實化的新型不定形耐火材料；適用于砌筑和修補形狀復雜的部位，薄壁襯體和錨固件較密的襯體；能夠大幅度地降低勞動強度，加快施工進度，降低施工費用，保證施工質量。同時又能改善作業環境，減少噪音。
2.濕式噴射料預先將由粗、中、細顆粒耐火原料和結合劑、分散劑組成的混合料與水拌合成可輸送的濕料，由泵送裝置通過硬管或軟管輸送到噴嘴，根據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噴嘴將濕料噴射到施工體的面上。無需支模，施工效率高，達3～9t/h.性能與振動澆注料相當或更好。
3.預制件的應用呈增加的趨勢預制件是將不定形耐火材料定型化的整體耐火材料，可在許多場合代替磚使用。不需在現場攪拌、澆注，只需拼裝組合，使筑襯簡化；在交貨時已經完成了澆注、養護、干燥和烘烤步驟，可節省大量時間，加快設備周轉率和利用率；施工可不受環境或季節條件的限制，而澆注料在某些地方盛夏和隆冬時節無法在自然條件下現場施工；可制成大小不同、形狀各異的預制件，適合制作機壓成型難以實現的大、異型構件；由于預制塊經過了預先烘烤，對烘烤條件沒有苛刻要求。
四、結論
未來市場的發展趨勢使得水泥用耐火材料越來越高度專業化，耐火材料供應商將成為水泥生產商的戰略合作伙伴，只有了解客戶需求，擁有很強的研發能力，通過進行耐火內襯的相關研究，能夠提供好的服務和可行的解決方案，在水泥窯出現問題時決定用何種耐火材料，并找出適合窯生產的好產品，耐材供應商才能在市場競爭中生存下來。
一、耐火澆注料的發展趨勢
1.改善材料的耐磨與熱震穩定性，延長使用壽命
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。二是提高材料基質結合能力。使多級微粉和超微粉配制形成緊密的堆積，有利于中溫下燒結趨勢的產生。三是提高材料的中溫熱態抗折強度。高強耐磨澆注料900℃，熱態抗折≥20MPa。四是選用高硬度耐火原料做骨料，延長使用壽命。
②提高耐磨澆注料熱震穩定性的措施。一是采用復合骨料和復合粉料（即復相技術）。利用骨料與基質熱膨脹系數的差異，有意在材料中引入微裂紋，可以吸收部分斷裂能，阻止裂紋的擴展，對抵抗災難性熱震破壞有顯著作用。二是降低材料的熱膨脹率。低溫燒成（1200℃以下）時，在材料中同時改善抗熱震性和機械沖擊性是可能的。總之，對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程擴展所引起的深度損傷。
2.降低雜質含量，降低Fe2O3含量窯溫的升高，熱負荷的加劇，對材料的高溫性能提出更高要求，耐火材料需要選擇優質高純原料。氧化還原（RE鄄DOX）的存在，容易發生Fe3+向Fe2+可逆反應，反應過程伴有體積變化，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，減輕設備負重，減少散熱損失在保證耐磨與熱震穩定性的情況下，降低材料的體積密度。體密自2800～3000kg/m3降到2100～2400kg/m3時，耐磨耐火材料用量減少15%～40%，設備負荷也相應減輕。體密下降，導熱系數也隨之降低20%～40%，減少散熱損失8%～50%，從而降低能耗。
4.快速修補技術在水泥窯高運轉率的情況下，水泥廠非常希望將停產維護的時間降至低。快速修補技術的開發，能夠將重新開工生產的時間從72小時減至30小時。
二、新產品的應用
1.低溫耐磨可塑料的應用純低溫余熱發電溫度低，窯尾余熱溫度≤350℃，窯頭余熱≤600℃。風速快，磨損嚴重。
低溫耐磨可塑料以磷酸鹽為結合劑，以剛玉和莫來石為主要骨料，并配合非氧化物，通過優化基質組成。超微粉和外加劑的合理搭配，使產品具有優異的低溫耐磨性能、抗剝落性能及抗水泥熟料侵蝕的性能。
2.輕質耐堿澆注料的應用新型節能輕質耐堿澆注料是一種中輕質耐堿型的澆注料，它采用天然的清潔環保型原料做骨料，使得產品具有優異的耐堿性能和較好的隔熱效果，可降低旋風預熱器的外壁溫度，減少熱量損失。
①節約資源，降低建設成本。新型輕質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。這既節約了礦產原料資源，也為用戶降低了大量的建設成本。
②降低外壁溫度，減少熱損失，節能降耗。低于0.5W/m·K的導熱系數使得該產品具有良好的保溫性能。通過對一條2000t/d的水泥窯計算，在預熱器的1～4級筒中，直接將新型節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，具體數據如下表。
四、耐火澆注料施工工藝發展目前，耐火澆注料的施工方法在向著省工、省時、省力和機械化、化的方向發展；烘烤技術在向快速乃至免烘烤的方向發展。
1.自流澆注料自流耐火澆注料是一種無需振動，依靠自重和位差即可產生流動，達到脫氣、攤平和密實化的新型不定形耐火材料；適用于砌筑和修補形狀復雜的部位，薄壁襯體和錨固件較密的襯體；能夠大幅度地降低勞動強度，加快施工進度，降低施工費用，保證施工質量。同時又能改善作業環境，減少噪音。
2.濕式噴射料預先將由粗、中、細顆粒耐火原料和結合劑、分散劑組成的混合料與水拌合成可輸送的濕料，由泵送裝置通過硬管或軟管輸送到噴嘴，根據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噴嘴將濕料噴射到施工體的面上。無需支模，施工效率高，達3～9t/h.性能與振動澆注料相當或更好。
3.預制件的應用呈增加的趨勢預制件是將不定形耐火材料定型化的整體耐火材料，可在許多場合代替磚使用。不需在現場攪拌、澆注，只需拼裝組合，使筑襯簡化；在交貨時已經完成了澆注、養護、干燥和烘烤步驟，可節省大量時間，加快設備周轉率和利用率；施工可不受環境或季節條件的限制，而澆注料在某些地方盛夏和隆冬時節無法在自然條件下現場施工；可制成大小不同、形狀各異的預制件，適合制作機壓成型難以實現的大、異型構件；由于預制塊經過了預先烘烤，對烘烤條件沒有苛刻要求。
四、結論
未來市場的發展趨勢使得水泥用耐火材料越來越高度專業化，耐火材料供應商將成為水泥生產商的戰略合作伙伴，只有了解客戶需求，擁有很強的研發能力，通過進行耐火內襯的相關研究，能夠提供好的服務和可行的解決方案，在水泥窯出現問題時決定用何種耐火材料，并找出適合窯生產的好產品，耐材供應商才能在市場競爭中生存下來。
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