硅莫紅磚基本信息

大型水泥回旋窯用新型耐火材料簡介
水泥工業(yè)發(fā)展主要表現(xiàn)在旋窯生產(chǎn)越來越大型化，水泥日產(chǎn)量不斷提高，窯的轉(zhuǎn)速加快，窯徑加大，對耐火材料的要求越來越高，要求耐火材料具有較好抵抗機械應力破壞的能力。前一階段，我們國內(nèi)回旋窯在燒成帶、過渡帶采用了鎂磚系列、尖晶石磚系列；在預熱帶采用了抗剝落、高強耐堿磚系列，基本能滿足回旋窯運行的要求，同時也反映出以上材料的一些不足：用于過渡帶的尖晶石磚系列由于它的導熱系數(shù)大，窯筒體外壁溫度較高，極易受熱膨脹，致使窯中部托輪承受壓力較大，托輪瓦溫度升高，影響設(shè)備的正常運行；用于預熱帶的抗剝落磚體積密度大，增加了窯筒體負荷，對動力裝置影響較大；用于預熱器、三次風管的高強耐堿磚體積密度大，保溫性能差，達不到保護裝置、節(jié)約能源的要求。為使各段耐火材料在整條窯上同步使用，延長耐火材料的使用壽命，我廠做了大量工作。針對2500T/D、5000T/D及以上旋窯用耐火材料，我們作了詳細的技術(shù)分析，同時借鑒國內(nèi)外先進的技術(shù)和理論依據(jù)，對水泥回旋窯用耐火材料進行綜合的技術(shù)開發(fā)和耐材配套使用的研究，開發(fā)出了更具技術(shù)優(yōu)勢的替代產(chǎn)品：硅莫紅磚，在窯口、前后過渡帶全面替代進口尖晶石磚、抗剝落磚。對整條水泥旋窯耐火材料的合理使用積累了豐富的經(jīng)驗。經(jīng)過近幾年來用戶的廣泛使用，已達到整條旋窯耐火材料同步使用的理想效果。

產(chǎn)品特點
我公司專利產(chǎn)品硅莫紅磚系列，精選特級礬土、碳化硅、電熔白剛玉、紅柱石等高壓成型，高溫隧道窯天然氣燒成。主要應用于2500T/D、5000T/D及以上水泥回旋窯的前后窯口、前后過渡帶、預熱帶，替代尖晶石磚和抗剝落磚等耐火材料，具抗壓耐磨、機械強度高、不剝落、使用周期長、節(jié)能降耗等優(yōu)點。以卓越的質(zhì)量和良好的信譽，樹立了"硅莫紅"品牌。

技術(shù)性能

硅莫紅磚在5000T/D大型水泥窯上的應用
水泥回旋窯生產(chǎn)大型化、高日產(chǎn)的發(fā)展趨勢，對耐火磚的熱震穩(wěn)定性、抗機械應力、抗化學侵蝕的要求越來越高。我公司在總結(jié)近二十年的回旋窯用耐火磚制造經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，借鑒國內(nèi)外先進的技術(shù)和理論數(shù)據(jù)，研發(fā)出硅莫紅磚系列（發(fā)明專利 專利號：200610097276）。該產(chǎn)品具高強度、高荷軟、高耐火度、抗侵蝕、低導熱、熱震穩(wěn)定性好等特點。被廣泛應用于2500T/D、5000T/D及以上回旋窯的前后窯口、前后過渡帶及預熱帶，運行周期長達一年以上，運行期間筒體表面溫度下降60-80℃，節(jié)能降耗，且有效地保護了筒體，改善了水泥生產(chǎn)機械設(shè)備的工作環(huán)境，對提高大型水泥回旋窯的運轉(zhuǎn)率起到十分積極的作用，達到了全窯耐火材料同步使用的效果。
主要用戶：海螺集團、亞泰集團、華新集團、中材集團、中國建材、華潤集團、河南天瑞、遼源金剛、梅州塔牌、浙江紅獅、江蘇金峰、江蘇青獅、國投海南、四川星船城、臺泥集團等。
硅莫紅磚高強度、低導熱、高耐火度、高荷重軟化溫度、抗侵蝕、熱震穩(wěn)定性好的優(yōu)異性能使其在大型干法水泥旋窯窯筒體中能滿足除燒成帶及窯口、窯尾澆注料以外的所有部位。這是回轉(zhuǎn)窯固有的機械特點及各熱工帶特性決定的：由窯筒體橢圓變形傳遞到窯內(nèi)襯耐火磚上的機械應力要求耐火磚較高的抗壓抗折強度；預熱帶是回轉(zhuǎn)窯傳動系統(tǒng)集中的部位，熱侵蝕與化學侵蝕的加劇，要求耐火材料有較低的導熱系數(shù)及抵抗堿沉積的能力；安全帶溫度較高，使用的耐火材料的耐火度和高溫荷重軟化溫度也相應提高；后過渡帶，此區(qū)間內(nèi)物料溫度較低，副窯皮強度及與回轉(zhuǎn)窯壁結(jié)合強度均較低，經(jīng)常出現(xiàn)不穩(wěn)定的窯皮大片脫落現(xiàn)象，成為回轉(zhuǎn)窯大蛋核心。耐火材料不但時以裸露狀態(tài)暴露在高溫氣流中，承受較大的熱負荷和較大范圍的溫度變化，也不時以裸露狀態(tài)承受已經(jīng)具有一定強度的熟料顆粒的沖刷。耐火材料配制應考慮較高的高耐火度、較高的高溫強度、較好的熱震穩(wěn)定性。前過渡帶，有熟料顆粒的強烈沖刷，溫度波動幅度、頻率遠高于其他區(qū)域。此區(qū)域耐火材料要具備高耐火度、高荷重軟化溫度外，特別強調(diào)熱震穩(wěn)定性。
2.大型水泥窯前后過渡帶所使用的耐火材料原設(shè)計為進口鎂鉻磚或尖晶石磚，預熱帶為抗剝落磚，他們雖然能滿足一定的使用要求，但也反映出一定的不足之處：
（1）使用周期短：由于前過渡帶特別是輪帶附近，溫度變化頻繁，窯皮不易掛牢，時掛時掉，尖晶石磚由于自身性能（高溫抗壓抗折強度差、熱震穩(wěn)定性差）等原因受熟料的化學侵蝕嚴重，磚本身的物理磨損也比較厲害，表面顆粒疏松、易碎，極易出現(xiàn)磚面爆頭，達不到使用周期。頻繁停窯檢修造成磚面進一步剝落受損，如此惡性循環(huán)，大大降低了窯的運轉(zhuǎn)率，影響產(chǎn)量的年度目標的達成；
（2）影響設(shè)備的運行：過渡帶特別是輪帶附近的過渡帶內(nèi)，溫度變化頻繁，窯皮不易掛牢，時掛時掉，如果使用鎂鋁尖晶石磚，由于該磚掛不住也掛不好窯皮，使得該磚導熱系數(shù)大（≥2.7W/m·K）、熱震穩(wěn)定性差的缺點暴露無遺。直接后果是窯筒體外壁溫度較高（大約在350℃左右，高溫時能達400℃），極易受熱膨脹，致使窯中部托輪承受壓力較大，托輪瓦溫度升高變形，影響設(shè)備的正常運行；
（3）節(jié)能效果不理想：鎂鉻磚或尖晶石磚導熱系數(shù)大（≥2.7W/m·K），使得窯筒體外壁溫度較高（一般在350℃以上），增加了熟料的單位成本。
（4）不利于節(jié)約成本：由于鎂鉻磚或尖晶石磚比重較大（2.9-3.0g/cm3），相比較硅莫紅磚要重10%（1.35t/m）。既不利于減輕設(shè)備自重以保護窯筒體，達到保護設(shè)備的目的，又增加了成本支出。
（5）不利于儲存及降低管理費用：鎂磚、尖晶石磚均屬于堿性材料，在南方地區(qū)極易吸濕，內(nèi)部晶想轉(zhuǎn)化，造成磚的粉化、水化，輕則影響使用，重則失去使用價值，給倉儲管理帶來很大的壓力；且鎂磚、尖晶石磚制造周期長、合理備磚難度大，占用較多的資金。
3.大型水泥窯分別使用的耐火材料傳統(tǒng)設(shè)計為抗剝落磚。抗剝落磚具有熱震穩(wěn)定性高，使用周期長的特點，在窯內(nèi)預熱帶可以使用2年以上。但近年來原材料價格猛增，特別是抗剝落磚主要組成成分鎬英砂，近年來鎬英砂原料價格猛漲，而抗剝落磚銷售價格并沒有同步上漲，生產(chǎn)廠家為了保證抗剝落磚的低價銷售和指標檢測合格，不得不大量使用鎬英砂回料甚至廢料，就不能保證抗剝落磚的真實性能，此磚也就達不到熱震穩(wěn)定性和抗剝落性能要求。有的廠家在使用玻璃廠廢鎬質(zhì)磚生產(chǎn)的抗剝落磚后，與燒成時所形成的灰份、溶渣、蒸氣等堿性物料反應，產(chǎn)生嚴重的侵蝕，改變了磚的晶相結(jié)構(gòu)，使用壽命大打折扣。現(xiàn)在抗剝落磚使用壽命一般僅在一年以上，完全達不到設(shè)計要求。極端情況下甚至出現(xiàn)酸性氣體腐蝕窯筒體的現(xiàn)象。而硅莫紅磚屬于中性耐火材料，也就不會出現(xiàn)腐蝕窯筒體現(xiàn)象，在使用周期上完全滿足甚至超過設(shè)計要求。
我公司從國內(nèi)開始新建5000T/D大型水泥回旋窯，就長期跟蹤這些廠家耐火材料的配套使用情況，根據(jù)我公司長期給水泥生產(chǎn)廠家配套耐火材料的經(jīng)驗，結(jié)合水泥生產(chǎn)廠家反饋的寶貴意見，一致認為窯內(nèi)原配磚方案存在以下缺點:
1.窯內(nèi)用磚品種比較多，顯得雜亂，增加了平時耐火磚的管理，也增加了管理成本；
2.窯內(nèi)磚使用壽命達不到同步效果，窯口和前過渡帶一般只有十個月甚至更短的使用壽命。窯口磚、鎂鉻磚、尖晶石磚和抗剝落磚的檢修間隔時間一般在4-6個月，這樣，整窯耐火磚檢修頻率為2-3次左右/年，增加了檢修時間和工人工作強度，并且增加了熟料成本，不利于市場競爭。

示意圖

經(jīng)過幾年的積極探索、大膽嘗試，用戶的廣泛使用和及時的意見反饋，我公司 對整條水泥回旋窯耐火材料同步使用的效果，既便于對耐火材料的管理，又降低生產(chǎn)成本和管理成本，并因此而實現(xiàn)企業(yè)效益的最大化，生產(chǎn)成本的最低化。

為了降低生產(chǎn)成本，提高 經(jīng)濟效益，提高科學管理水平，公司主管層提出"回轉(zhuǎn)窯齡期"的概念，亦即以回轉(zhuǎn)窯窯襯的安全使用壽命為標志，所有回轉(zhuǎn)窯的運轉(zhuǎn)周期即齡期為1年。圍繞這個目標，我們通過總結(jié)業(yè)已取得的經(jīng)驗，在耐火材料品種的選擇及窯內(nèi)工藝帶的準確劃分等做了細致和全面分析、判斷和預測，以使回轉(zhuǎn)窯的運轉(zhuǎn)狀況達到我們預期的目標。對旋窯耐火材料進行了成功的優(yōu)化配置：

耐火材料傳統(tǒng)配置示意圖

硅莫紅磚配置示意圖

這一配制具有以下優(yōu)點：
1.使用周期長：硅莫紅磚熱震穩(wěn)定性好、高溫下抗折抗壓強度高的優(yōu)點能有效抵抗熱應力、機械應力（在二檔輪帶位置表現(xiàn)特別明顯）、化學侵蝕的破壞。優(yōu)異耐磨性及機械強度大幅度延長了窯磚的使用周期，從而減少檢修次數(shù)，提高窯的運轉(zhuǎn)率，使產(chǎn)量的提高成為現(xiàn)實；
2.有利于設(shè)備的保護：硅莫紅磚導熱系數(shù)小（1.7W/m·K），使得窯筒體外壁溫度較低（大約在320℃左右），窯中部托輪的承受壓力受筒體溫度變化的影響較小，托輪瓦溫度較低，筒體變化小，有利于設(shè)備的正常運行
3.節(jié)能效果明顯：硅莫紅磚較小的導熱系數(shù)（1.7W/m·K）使得窯筒體外壁維持在320℃左右，較小的熱損降低了熟料的單位成本，經(jīng)權(quán)威部門測算，5000T/D窯的前、后過渡帶使用硅莫紅磚與尖晶石磚相比較，每天可以節(jié)約標準煤2077.2Kg/天。硅莫紅磚有利于煅燒劣質(zhì)煤的特點，在煤源緊張、煤價飛漲的今天，顯得尤為重要。
4.便于調(diào)配儲存及降低管理費用：硅莫紅磚則具有性能穩(wěn)定、保管簡便、供貨響應及時等優(yōu)點。且不存在吸濕水化的問題，倉儲保管非常簡便。硅莫紅磚制造周期較短的特點也有利于合理備磚，減少備品量，節(jié)約資金。全窯只用兩種磚，較少的磚種也有利于降低管理成本。

燒成帶與過渡帶結(jié)合部位（前過渡帶）
國內(nèi)回旋窯在燒成帶、過渡帶普遍采用鎂磚系列、鎂鋁尖晶石系列。實際使用中也暴露出一些問題：過渡帶特別是輪帶附近，溫度變化頻繁，窯皮不易掛牢，時掛時掉；襯磚導熱系數(shù)大，熱震穩(wěn)定性差，使得窯筒體外壁溫度較高，極易受熱膨脹，致使窯中部托輪承受壓力較大，托輪瓦溫度升高，影響設(shè)備的正常運行；在輪帶附近的使用壽命甚至比燒成帶的使用壽命還短。針對這一特殊窯況，我公司聯(lián)合有關(guān)科研院所,開發(fā)了硅莫紅磚。該磚的導熱系數(shù)低，故采用硅莫紅磚的窯筒體外壁溫度要比采用其他襯磚平均降低40℃左右；硅莫紅磚采用高純原材料，經(jīng)科學配方，具有高溫強度高、耐磨性能好、熱震穩(wěn)定性高等特性，特別適合使用于輪帶附近及過渡帶，使用周期長；硅莫紅磚的成分和結(jié)構(gòu)對窯料有廣泛的適應性，顯著地抑止了滲入變質(zhì)破壞作用，有效防止因窯料粘附磚面或滲入磚內(nèi)而在磚體表層形成副窯皮,因而杜絕磚體隨著副窯皮脫落而剝離情況的發(fā)生。硅莫紅磚既有高鋁質(zhì)材料荷重軟化溫度高、耐磨性能好的優(yōu)點。磚內(nèi)溫度梯度平穩(wěn)，極為有效地延長了該磚襯的使用壽命，而且該部位筒體溫度也明顯降低，節(jié)約了煤炭,且對保護動力裝置極為有利，降低了單位熟料的成本。