新型干法水泥窯耐火材料使用部位較多，其中靜止設(shè)備的材料約占總量的70％～80％。不同規(guī)格的水泥窯及系統(tǒng)的不同使用部位，對耐火材料都有不同的要求，設(shè)計配套時必須選用與其相適應(yīng)的品種；同時各生產(chǎn)廠家所用的原燃材料品質(zhì)、設(shè)備狀況、操作控制習(xí)慣等方面的差異，客觀上對耐火材料的要求也略有不同。本文主要闡述不定形耐火材料在水泥窯上的配置狀況。

   1.回轉(zhuǎn)窯

   回轉(zhuǎn)窯用耐火澆注料，尤其是前窯口的耐火材料在使用過程中，除了要承受1400℃以上高溫外，還要受到機械應(yīng)力、熱應(yīng)力和化學(xué)侵蝕的破壞，因此前窯口耐火澆注料的使用壽命對整條水泥生產(chǎn)線的運轉(zhuǎn)周期有著至關(guān)重要的影響。

   ①回轉(zhuǎn)窯作為動態(tài)設(shè)備，在運行使用過程中，前窯口的耐火澆注料承受著兩種機械應(yīng)力：一是窯的徑向剪切應(yīng)力，二是沿窯筒體方向的軸向擠壓應(yīng)力。徑向剪切應(yīng)力主要來源于回轉(zhuǎn)窯運行中產(chǎn)生的機械變形，隨著窯徑加大，窯速加快，前窯口周期性的受壓和松壓作用加劇，耐火澆注料承受的徑向剪切應(yīng)力的破壞也更大。前窯口的軸向擠壓應(yīng)力產(chǎn)生的主要原因是因窯筒體與水平線成3.5％～4％的傾斜，窯內(nèi)物料在窯運轉(zhuǎn)時從窯尾向窯頭方向運動，前窯口澆注料在運動物料的推力，及窯內(nèi)耐火磚的軸向分力的共同作用下，有往窯頭方向移動的趨勢。在這兩種機械應(yīng)力的作用下，對前窯口澆注料要求有足夠的機械強度。

   ②數(shù)據(jù)表明，回轉(zhuǎn)窯運行過程中前窯口熟料出口溫度達到1400℃，入窯二次空氣溫度達1200℃，在窯體運轉(zhuǎn)過程中，窯皮時掛時落，溫度變化頻繁，由此產(chǎn)生的熱應(yīng)力是前窯口澆注料損壞的主要原因之一。隨著水泥工業(yè)大型化的發(fā)展趨勢，窯徑也不斷增大，窯口的出料量也在增加，這不僅使機械應(yīng)力變大，窯內(nèi)的熱力強度也要大幅度提高，澆注料單位面積所受的熱負荷也相應(yīng)增大，熱應(yīng)力的破壞作用更加明顯。在這種情況下，前窯口澆注料應(yīng)該具有更好的熱震穩(wěn)定性。

   ③化學(xué)侵蝕是水泥窯用耐火材料損壞的主要原因之一，由于每個地區(qū)的石灰石品位，采用燃料的品質(zhì)不同，窯內(nèi)堿、氯、硫等有害成分的含量也不一樣，生礦石和原燃料中的有害成分在高溫下?lián)]發(fā)，這些堿性氣體隨著生料一起進入窯內(nèi)，在窯內(nèi)1350℃～1450℃環(huán)境溫度下，窯料中的有害成分和堿性氣體與前窯口澆注料產(chǎn)生強烈的化學(xué)侵蝕作用，形成膨脹性礦物使其開裂剝落，發(fā)生“堿裂”破壞。因此，前窯口澆注料應(yīng)該具有良好的耐堿性。

   綜上所述，前窯口澆注料在高溫環(huán)境下應(yīng)該具備足夠的耐火度、機械強度、熱震穩(wěn)定性和耐堿性。前窯口澆注料在水泥窯用耐火材料中一直是關(guān)鍵，隨著水泥工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，水泥窯的規(guī)模逐漸增大，前窯口澆注料也經(jīng)歷了高鋁質(zhì)、剛玉質(zhì)、莫玉石質(zhì)耐火澆注料的發(fā)展。我公司的HR-PA80DT剛玉-莫來石窯口專用澆注料，最早使用在2001年投建的浙江桐星集團水泥有限公司2500t/d水泥生產(chǎn)線上，使用周期8～10個月以上，后來廣泛推薦使用于2500t/d、5000t/d以上規(guī)模的新型干法水泥生產(chǎn)線。根據(jù)新型干法水泥生產(chǎn)線的實際工況，對前窯口耐火材料提出了新的標準，我們研發(fā)了HR-75MDT剛玉-莫來石窯口專用澆注料，使用周期達到10～12個月，滿足了客戶的使用要求；對于5000t/d水泥生產(chǎn)線設(shè)備的建設(shè)，耐火材料的發(fā)展又是一個新的挑戰(zhàn)。針對5000t/d水泥生產(chǎn)線的具體工況，我們又研發(fā)了HR-75MDTF剛玉-莫來石鋼纖維高強窯口專用澆注料，在兼顧HR-PA80DT、HR-75MDT性能的基礎(chǔ)上，提高了材料的機械強度和熱震穩(wěn)定性。