我國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“六五”攻關(guān)建立了我國預(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”。針對新型干法水泥窯所必須的配套品種和當(dāng)時我國所能達(dá)到的條件，結(jié)合對引進(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
　　通過以上品種的研究工作，于1984年與天津水泥設(shè)計院協(xié)作承擔(dān)了江西水泥廠國產(chǎn)第一臺2000噸/日，預(yù)分解窯用耐火材料的制作、供應(yīng)、應(yīng)用開發(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“六五”攻關(guān)為我國解決新型干法水泥窯用耐火材料的研制、設(shè)計、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，為此該項目榮獲了“國家科技進(jìn)步二等獎”。江西水泥廠國產(chǎn)第一臺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，隔熱材料沒有采用硅酸鈣板等），但是它卻表明我國新型干法水泥窯用配套耐火材料從無到有，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　　　　　　　　　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，通過“七五”攻關(guān)我國預(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，在國家建材局大力支持下，通過技術(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?！捌呶濉逼陂g以新疆水泥廠、魯南水泥廠、雙陽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，使得我國預(yù)分解水泥窯配套耐火材料又達(dá)到一個新的水平。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)科技成果為國內(nèi)新建的預(yù)分解水泥窯解決了窯襯材料的自給問題，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、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。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年的時間，這與國家建材局的支持是分不開的，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，國家對屬于基礎(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)耐火材料國家科技攻關(guān)的承擔(dān)主體，跟蹤國際新型干法水泥窯耐火材料新的動態(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 堿性磚無鉻化：完成了用于燒成帶的低鉻鎂鉻磚和無鉻堿性磚
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)計選擇空間。為了深化耐火材料品種的研究，中國建材研究院還進(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)計的研究，堿對水泥生產(chǎn)及性影響的研究，高堿熟料對回轉(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)用實踐經(jīng)驗的科研隊伍。