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耐火砖的损坏机理及发展趋势

一、回转窑耐火材料的损坏原因

㈠、概述

最初，人们采用立窑煅烧水泥熟料时，由于窑的规格小，煅烧温度低，仅使用含Al2O3为30～40%单一的一种粘土砖，初期的回转窑在这一经验上进行改进，采用了高铝砖和粘土砖，从六十年代起，由于窑的大型化和强化操作，高温部位窑衬普遍采用碱性砖砌筑，主要品种有：镁铬砖（Px83、B-Z-X、S-65）、尖晶石砖（Ag85、R-S-X、Fg90）和白云石砖（K12105）。

㈡、衬料的作用

防止高温火焰或气流对窑体的直接损伤，保护窑胴体；

防止有害物质（CO、SO2）对窑体的侵蚀；

防止物料、气流对窑体的腐蚀；

降低窑体温度，防止窑体被氧化腐蚀；

具有蓄热、保温的作用；

能够改善挂窑皮性能。

㈢、碱性砖损坏原因

随着工艺装备和电气自动化系统的不断发展和完善，回转窑的8个月或10个月的运行周期定位，主要依据窑内耐火材料的使用周期而定，即以窑内高温区域镁铬砖、尖晶石砖等碱性砖的使用周期而定。

通过水泥窑的运行实践得出的共识是：机械应力、热应力和化学侵蚀是三种最基本的损坏原因，绝大多数情况下它们综合作用于耐火材料，并主要表现为：热—机械综合效应和热—化学综合效应。德国耐火技术公司对使用后的镁铬砖进行了大量的实验研究，并统计了主要损坏原因出现的频率：

机械应力占37%：由于窑体变形和砖的热膨胀作用引起，窑胴体椭圆率ω（%）≤D（m）/10；轮带的最大滑移量ΔU≤D（mm）/200，一般要求为10～15mm。

化学侵蚀占36%：由于熟料硅酸盐、铁酸盐以及碱盐的侵蚀作用引起。

热应力占27%：由于过热和热震作用引起。

随着窑型、操作的不同以及窑衬在窑内位置不一，以上三种因素便起着不同的作用。对上述三种基本损坏因素起决定作用的是：火焰、窑料和窑筒体在运转中变形状态的变化，使衬里承受各种不同的应力。破坏碱性砖的因素如下（共8个）：1、熟料熔体渗入；2、碱盐渗入；3、还原和还原-氧化反应；4、过热；5、热震；6、热疲劳；7、机械应力；8、磨刷。

㈣、窑内配砖的性能要求

1、抗熟料熔体和碱盐侵蚀的能力强；

2、抗热应力和机械应力的显微结构韧性好；

3、抗热负荷和热态磨损的高温稳定性好；

4、挂窑皮性能好；

5、耐火砖的成份符合环保需要。

二、回转窑耐火材料的配置

㈠、窑内配砖的砖型介绍

1966年德国水泥厂协会（VDZ）推荐了用于水泥窑的砖型：

ISO型（π/3型或VDZ-A型）：粘土砖和高铝砖；

VDZ-B型（简称B型）：碱性砖。

最通用的厚度（高度）有180mm，200mm和220mm三种。水泥厂选择楔形度大小不同的两种砖型，只要改变每圈中这两种砖的比例就可通用于该厂不同直径的几台窑上。本厂一线窑Φ4.7×75m耐火砖配比为B322:B622=80:117，二线窑Φ4.0×60m耐火砖配比为B320:B620=53:114，实际上采用的耐火砖配比为X:Xa=53:109。

砖型代号意义：

B322：表示使用于3m直径窑上高度为220mm的B型砖；

B620：表示使用于6m直径窑上高度为200mm的B型砖。

砖型演变的结果：热膨胀性较小的粘土砖和高铝砖的砖型可以稍大，通常取ISO型砖，其楔形面大头宽度固定为103mm，小头宽度则随窑径和砖厚而变；热膨胀性较大的碱性砖，通常取B型砖，其楔形面平均宽度为71.5mm。

㈡、干法窑内耐火材料配置

尖晶石砼:LN-700.68m高耐磨砖：HMS直接结合镁铬砖：DMC-9A方镁石尖晶石砖：EMC-65直接结合镁铬砖抗剥落砖：YRS-70国产砼:G-16（防暴刚玉质GJ-180）1.2m16m13mDMC-9A4m24.38m0.74m1、2000—25000t/d级回转窑（

尖晶石砼:LN-700.68m高耐磨砖：HMS直接结合镁铬砖：DMC-9A方镁石尖晶石砖：EMC-65直接结合镁铬砖抗剥落砖：YRS-70国产砼:G-16

（防暴刚玉质GJ-180）1.2m16m13mDMC-9A4m24.38m0.74m

00.681.8817.8830.8834.8859.2660m

尖晶石砼：LN-700.71m高耐磨砖：HMS