高鋁質(zhì)低水泥用量耐火澆注料在水泥窯上的應(yīng)用

一、前言

一些新型干法水泥廠，由于高效新型冷卻機(jī)的采用，窯頭加強(qiáng)密封以及多風(fēng)道噴煤嘴的采用，使回轉(zhuǎn)窯的前窯口、窯門罩、冷卻機(jī)熱端、噴煤管等部位的溫度升高，不僅導(dǎo)致窯口胴體因受高溫而變型，使這一部位原用的粘土磚、高鋁磚、傳統(tǒng)耐火澆注料都不能滿足使用要求，就是性能好的定形磚也難以砌好，容易引起掉落，使用壽命僅為30-100天，嚴(yán)重影響了窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率，成為急需解決的一個(gè)突出的問(wèn)題。同時(shí)，窯門罩、冷卻機(jī)熱端也由于溫度的升高，所用耐火襯里材料，一般要求最高使用溫度達(dá)1500℃以上的高鋁質(zhì)耐火澆注料匹配使用。但是，高鋁質(zhì)耐火澆注料又往往不能承受這些煙氣中有害成分堿、氯、硫的侵蝕。因此，這些部位所用的澆注料既要耐高溫有抗堿侵蝕。

二、高鋁質(zhì)低水泥用量耐火澆注料的性能特點(diǎn)

眾所周知，傳統(tǒng)耐火澆注料的組成和制備都較簡(jiǎn)單，它是由耐火集料和高鋁水泥配置而成的。在制備過(guò)程中，細(xì)集料部分的顆粒級(jí)配沒(méi)有進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。水泥顆粒也較粗（比表面積一般為3000cm2/g左右），水泥的加入量一般為15-25%，施工用水量為10-15%，這樣制備的傳統(tǒng)耐火澆注料，加水拌合夠，水泥顆粒在水中呈絮凝狀態(tài)存在，不能均勻分散。加之，水泥用量多，顆粒又粗，使水泥不能得到完全水化，最終導(dǎo)致澆注料的性能不好。具體表現(xiàn)在，在中溫下，由于失水和二次CA、CA2化[1]，硬化體總孔隙增多，結(jié)構(gòu)疏松，使中溫下強(qiáng)度大幅度下降；在高溫下，由于水泥用量多，帶入的雜志CaO含量相應(yīng)增多。致使高溫下形成低熔相多，影響了高溫性能的提高。

低水泥耐火澆注料正是為了克服傳統(tǒng)耐火澆注料所存在的弊端，采用降低水泥用量，超微粉技術(shù)，正確設(shè)計(jì)集料的推集，并選用高效表面活性外加劑等綜合技術(shù)措施制備而成的，“七·五”和“六·五”期間我們研制的“高鋁質(zhì)低水泥用量耐火澆注料”和“剛玉質(zhì)高強(qiáng)度耐火澆注料”的技術(shù)性能，可以看出低水泥耐火澆注料與傳統(tǒng)耐火澆注料相比，具有以下特點(diǎn)。

1、水泥用量低，澆注料中含鈣量?jī)H為傳統(tǒng)耐火澆注料的1/4-1/3。因此，減少了低水泥澆注料中低熔相的數(shù)量，從而使高溫性能能明顯改善；

2、施工用水量低，一般為澆注料重量的6-7%，因此具有高的致密度和低的氣孔率；

3、不僅具有較高的常溫固化強(qiáng)度，而且經(jīng)中溫和高溫處理后的強(qiáng)度不發(fā)生下降，強(qiáng)度絕對(duì)值為傳統(tǒng)耐火澆注料的3-5倍；

4、在高溫下具有良好的體積穩(wěn)定性，雖為不燒耐火材料，但經(jīng)干燥和煅燒后，體積收縮小。

三、高鋁質(zhì)低水泥用量耐火澆注料在水泥窯上的應(yīng)用

（一）“GJ-180高強(qiáng)度耐火澆注料”的應(yīng)用

“GJ-180高強(qiáng)度耐火澆注料”是基于電熔白剛玉為集料‘以純鋁酸鈣水泥為結(jié)合劑配制而成的。這種澆注料的最高使用溫度達(dá)到1800℃，1400℃下的熱態(tài)抗折強(qiáng)度達(dá)7.4MPa，在高溫下也具有較好的耐磨損性能。它適于新型干法水泥窯的前窯口，三風(fēng)道噴煤咀等部位使用，。

（二）“GJ-18S澆注料”的應(yīng)用

該牌號(hào)澆注料也是以電熔白剛玉為骨料，它屬低水泥用量耐火澆注料，該澆注料具有很高的機(jī)械強(qiáng)度和抗沖刷、耐磨蝕性能，最高使用溫度為1600℃，由其性能決定，這種澆注料適宜于1000-1400℃，沖擊磨蝕嚴(yán)重的大型水泥窯窯口，多筒冷卻機(jī)彎頭等部位使用。

（三）“LC-160澆注料”的應(yīng)用

這種澆注料也屬低水泥耐火澆注料，是基于高鋁燒礬土熟料為集料，以純鋁酸鈣水泥為結(jié)合劑制備成的。這種澆注料的用途基本與“GJ-18澆注料”相同。但是，由于該澆注料的集料是燒礬土熟料，因此，起耐磨損性能較“GJ-18S澆注料”差。它適宜于中小型干法水泥窯窯口、冷卻機(jī)彎頭部位適用。

（四）“GJ-15B（或GJ-15A）澆注料”的應(yīng)用

這種澆注料按其特性和化學(xué)成份應(yīng)稱為“耐堿高鋁質(zhì)低水泥耐火澆注料”，它是通過(guò)基質(zhì)成分的調(diào)整和控制制備成的，既具備高的機(jī)械強(qiáng)度，有具備耐堿侵蝕，最高使用溫度達(dá)1500℃度的優(yōu)良性能的高鋁質(zhì)耐火澆注料。它適宜于水泥生產(chǎn)所用原、燃料中含堿、硫、氯高的一些大型干法水泥窯的窯門罩冷卻機(jī)熱端、噴煤管后部以及中小型窯窯口，多筒冷卻機(jī)彎頭等部位使用。

四、結(jié)束語(yǔ)

近幾年來(lái)，通過(guò)對(duì)“GJ-180高強(qiáng)度耐火澆注料”和“高鋁質(zhì)低水泥用量耐火澆注料”在大、中型水泥窯上不同部位的使用實(shí)踐，我們認(rèn)為“GJ-180高強(qiáng)度耐火澆注料”適用于操作溫度經(jīng)常達(dá)1400℃以上的高溫?zé)g嚴(yán)重的部位，如大型干法窯的窯口，三風(fēng)道煤咀等部位宜選用“高鋁質(zhì)低水泥用量耐火澆注料”。