在我国,新型干法水泥工艺迅速发展,PC、SP窑窑衬设计及砖形也很复杂。为适应这种情况,郑州中冶耐火材料有限公司研制了一系列新型耐火浇注料取代了传统的耐火材料。实践证明,在结构复杂,窑体变形等部位采用浇注料更适宜。浇注料也适用于冷却机、预热器、分解炉、窑门罩、三次风管以及其它要求隔热的部位。其品种包括耐碱浇注料、高铝和刚玉质浇注料、隔热浇注料、钢纤维增强耐火浇注料等。这些浇注料的应用已取得成功,它的用量在PC窑中已占水泥窑用耐火材料总量的25%~35%。
近年来,我国已有许多预热器窑(SP窑)和预分解窑(PC窑)投入运行。PC和SP窑,尤其是大型PC窑的烧成带、过渡带、冷却带、窑门罩,冷却机喉区和烧嘴的温度都比传统窑的相应区带的温度要高得多。由干较高的工作温度,较快的窑速,生料成分的变化和严重的碱蚀以及复杂的机械结构,大型PC窑的工作条件非常苛刻。
对PC和SP窑来说,复杂的结构和节能方面的要求也使得砖形和窑衬的设计变得复杂。例如:在大型水泥厂的PC窑上,采用的砖型就有100多种。为了使设计简化和标准化,必须避免采用复杂的砖形。因此,应当使用一系列不定形耐火材料。为了适应水泥工业的发展,郑州中冶耐材对水泥窑,特别是对大型PC和SP窑用耐火材料进行了大量的研究开发工作,研制成功了一系列新型耐火材料,包括各种耐火砖和不定形耐火材料。它们已经成功地应用于各种类型的水泥窑上,并取代了传统的耐火材料。
使用证明,在水泥窑的某些部位,特别是那些由干结构复杂或窑体变形而不适于采用砖的部位,采用浇注料比采用砖更适宜。例如,前窑口的衬料是大型PC窑最薄弱的位置之一。此外,衬料必须能承受热震和高温耐磨。如果窑口壳体没有变形,可以采用适宜的耐火砖,相反,如果窑口壳体已经变形就必须采用浇注料。由于大多数窑口壳体多少都有一些变形,因此在窑口部位浇注料要比砖应用得更普遍。为了避免采用特殊形态的砖,具有较好的耐碱性能的浇注料已被普遍用于后窑口。刚玉质浇注料则用于热力强度比较大的部位如烧嘴及前窑口等。
浇注料也适于应用在冷却机、预热器、分解炉、窑门罩和三次凤管中的某些部位。适宜的隔热浇注料则可用于水泥窑的预热器及其它要求隔热的部位。
郑州中冶耐材对水泥窑常用耐火材料进行总结如下:
1、耐碱浇注料
试验表明,碱浇洼料具有优良的耐碱性能比普通粘土或高铝质浇洼料好得多。普通型和低水泥型耐碱浇注料已经成功地在定形砖不适用的预热器顶盖、锥体、三次风管等部位的双层结构衬里中用作工作。低水泥型耐碱浇注料还可用于后窑口、冷却机和窑门罩等部位。
2、高铝和刚玉质浇注料
水泥窑用高铝和刚玉质浇注料包括低水泥和超低水泥浇注料、高强度刚玉质浇注料等。浇注料中采用煅烧矾土和剐玉作为骨料。低水泥和超低水泥型高铝质浇注料可用于前、后窑口、链条带、窑门罩和冷却机侧墙等部位。
3、隔热浇注科
水泥窑用隔热浇注料包括普通型隔热浇洼料、高强型隔热浇注料、普通和低水泥型耐碱隔热浇注料。
普通型隔热型浇注料中采用高铝水泥作为结合剂,采用膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和废轻质砖等作为骨料。普通型隔热浇注料及其预制砌块可在冷却机、预热器、分解炉,窑门罩和三次风管等部位的双层结构衬里中作隔热村;
高强型隔热浇注料采用耐火粘土陶粒、粉煤灰陶粒、页岩陶粒等作为骨料。高强型隔热浇注料及其预制砌块可在传统窑的颈热带和分解带作单层衬里。
耐碱隔热浇注料则采用耐碱轻质骨料。普通型和低水泥型耐碱隔热浇注料可应用于中小型窑中的预热器以及其他一些要求耐碱隔热的部位。
4、钢纤维增强耐火浇注料
加入钢纤维可提高浇注料的抗折强度,并大幅度改善浇注料的抗热震性能、抗冲击性能、抗剥落性和耐磨性能。郑州中冶耐材对钢纤维增强耐火浇洼料进行了大量系统的研究工作,研制出了一系列钢纤维增强耐火浇注料。
钢纤维增强耐火浇注料已经成功地应用于水泥回转窑中的某些部位,特别是PC窑,SP窑和湿法窑的前窑口,以及湿法窑的多筒冷却机弯头和链条带等。应用结果表明,窑衬寿命大大增加。如(Φ4.4/4.15/4.4×180m湿法窑,带推动篦子冷却机),采用JS型钢纤维增强高铝质耐火浇注料取代普通高铝质耐火浇注料寿命衬料由80天左右增加到300~350天;(Φ4×60m,SP窑,4级旋风预热器,推动篦式冷却机)窑口衬料采用JS型钢纤维增强刚玉质耐火浇注料取代普通刚玉质耐火浇注料,衬料寿命由30~50天延长到300--400天。湿法窑(Φ3.6/3.3/3.3×150m)在链条带使用JS型钢纤维增强高铝质耐火浇注料取代普通高铝质耐火浇注料,衬料使用寿命由2~3年延长到5年。
现在钢纤维增强耐火浇注料已在我国水泥回转窑上普遍推广应用,尤其是用在前窑口以及其他一些要求抗热震、抗冲击、耐磨的部位,取得了极其良好的使用效果。