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1、*1水泥工业用耐火材料选取水泥工业用耐火材料选取*2水泥历史原始水泥可追溯到原始水泥可追溯到5000年前，埃及的金字塔、年前，埃及的金字塔、 古希腊和古罗马时代用石灰掺砂制成的混和沙浆，曾被用于砌筑石块和古希腊和古罗马时代用石灰掺砂制成的混和沙浆，曾被用于砌筑石块和砖块，这种用来做砌筑用的胶凝材料被称为原始水泥。它为现代水泥砖块，这种用来做砌筑用的胶凝材料被称为原始水泥。它为现代水泥的发明奠定了基础。的发明奠定了基础。1824年，英国泥水工年，英国泥水工J阿斯普丁发明了一种把石灰石和粘土混和后阿斯普丁发明了一种把石灰石和粘土混和后加以煅烧来制造水泥的方法，并获得了专利权。这种水泥同英国附近加以
2、煅烧来制造水泥的方法，并获得了专利权。这种水泥同英国附近波特兰小城盛产的石材颜色相近，故称为波特兰水泥。人类最早是利波特兰小城盛产的石材颜色相近，故称为波特兰水泥。人类最早是利用间歇式土窑（后发展成土立窑）煅烧水泥熟料。用间歇式土窑（后发展成土立窑）煅烧水泥熟料。1877年回转窑烧制水泥熟料获得了专利权，继而出现了单筒冷却机、年回转窑烧制水泥熟料获得了专利权，继而出现了单筒冷却机、立式磨及单仓钢球磨等，从而有效地提高了水泥的产量和质量。立式磨及单仓钢球磨等，从而有效地提高了水泥的产量和质量。*3英国一家工厂（1928）工厂遗址*4山西阳泉生产矾土的窑河南也有大量类似的窑工艺落后，污染环境*51
3、905年湿法回转窑出现。年湿法回转窑出现。1910年土立窑得到了改进，实现了立窑机械化年土立窑得到了改进，实现了立窑机械化 连续生产。连续生产。1928年德国的立列波博士和波利休斯公司在对立窑、回转窑综合分析研究后，创造年德国的立列波博士和波利休斯公司在对立窑、回转窑综合分析研究后，创造了带回转炉箅子的回转窑，为了纪念发明者与创造公司，取名为了带回转炉箅子的回转窑，为了纪念发明者与创造公司，取名为“立波尔窑立波尔窑”。1950年，悬浮预热器由德国发明成功并开始应用，大幅度降低了熟料生产的热耗，年，悬浮预热器由德国发明成功并开始应用，大幅度降低了熟料生产的热耗，极大地提高了生产规模。极大地提高了
4、生产规模。20世纪世纪60年代初，日本将德国的悬浮预热器回转窑技术引进后，于年代初，日本将德国的悬浮预热器回转窑技术引进后，于1971年开发了年开发了水泥窑外分解技术，从而揭开了现代水泥工业的新篇章，并且很快在世界范围内出水泥窑外分解技术，从而揭开了现代水泥工业的新篇章，并且很快在世界范围内出现了各具特点的预分解窑，形成了新型干法生产技术。随着原料与均化、生料均化、现了各具特点的预分解窑，形成了新型干法生产技术。随着原料与均化、生料均化、高功能破碎和粉磨，环境保护技术和高功能破碎和粉磨，环境保护技术和X射线荧光分析等在线检测方法的配套发展，射线荧光分析等在线检测方法的配套发展，加上电子计算机和
5、自动化控制仪表等技术的广泛应用，使新型干法水泥生产的熟料加上电子计算机和自动化控制仪表等技术的广泛应用，使新型干法水泥生产的熟料质量明显提高，能耗明显下降，生产规模不断扩大。质量明显提高，能耗明显下降，生产规模不断扩大。 *6世界水泥工业的发展趋势1、大型化：单机产量已达、大型化：单机产量已达11000t/d；2、自动化：采用计算机及集散控制技术，大大提高了控制管理能力，提、自动化：采用计算机及集散控制技术，大大提高了控制管理能力，提高了生产效率；高了生产效率；3、高效节能化：到目前为止，世界先进水泥工业企业单位产量电耗最低、高效节能化：到目前为止，世界先进水泥工业企业单位产量电耗最低可达可达
6、60kwh/t.ck，煤耗最低可达，煤耗最低可达80kg/t.ck；4、环保生态化：新型干法水泥企业采用先进收尘设备，严格控制粉尘排、环保生态化：新型干法水泥企业采用先进收尘设备，严格控制粉尘排放与噪声污染，环境优美，资源也得到了充分利用。放与噪声污染，环境优美，资源也得到了充分利用。*7我国水泥发展最早的水泥厂天津启新洋灰公司最早的水泥厂天津启新洋灰公司周学熙周学熙的天津启新洋灰公司建于一九六年。的天津启新洋灰公司建于一九六年。广州的士敏土厂，民族资本家代表广州的士敏土厂，民族资本家代表湖北水泥厂，建于一九七年。清末光绪湖北水泥厂，建于一九七年。清末光绪3333年创建的大冶湖北水泥厂，年创建
7、的大冶湖北水泥厂，是中国近代水泥工业最早的两家水泥厂之一。（华新前身）是中国近代水泥工业最早的两家水泥厂之一。（华新前身）湖广总督的张之洞在洋务运动中出示招商，通过官督商办的形式创建的。湖广总督的张之洞在洋务运动中出示招商，通过官督商办的形式创建的。*8水泥窑用耐火材料1、立窑（、立窑（Shaft kiln)土立窑和机立窑土立窑和机立窑2、回转窑、回转窑(cement rotary kiln)又分为湿法和干法又分为湿法和干法生产设备：也用来生产石灰、镁砂、焦宝石等耐火原料或工业矿物 也用来生产或处理原料，比如矾土、白云石、氧化铝煅烧、生石灰、铁矿石烧结等*9立窑结构1、钢壳、钢壳2、保温隔热层
8、、保温隔热层3、耐火窑衬、耐火窑衬*10机立窑用耐火材料项目部位内层中层外层窑壳与保温层之间喇叭口预热带磷酸盐结合高铝砖轻质粘土砖硅酸钙板膨胀蛭石膨胀珍珠岩硅藻土砖硅酸铝纤维烧成带特种高铝砖磷酸盐结合高铝砖轻质粘土砖筒体磷酸盐结合高铝砖粘土砖矿渣棉冷却带磷酸盐砖硅藻土砖浙江长兴，河南新密*11回转窑1、湿法窑、湿法窑A、窑内带有链条的长窑，一般、窑内带有链条的长窑，一般长度大于长度大于100米米B、带料浆蒸发机窑、带料浆蒸发机窑C、带余热锅炉窑、带余热锅炉窑用途：水泥生产，化工、冶金用途：水泥生产，化工、冶金等行业等行业A、中空干法窑、中空干法窑B、带预热锅炉窑、带预热锅炉窑C、立波尔窑、立波
9、尔窑(lepol)D、悬浮预热器窑、悬浮预热器窑(新型干法窑）新型干法窑）SPNSP用途：水泥，石灰，矾土，氢氧化用途：水泥，石灰，矾土，氢氧化铝，碳素等铝，碳素等2、干法窑*12冷却带煅烧带过渡带固相反应带预分解窑没有干燥预热带窑口*13铜陵海螺万吨线掠影铜陵海螺万吨线掠影*14回转窑用耐火材料损坏原因：损坏原因：1、温度因素、温度因素不同位置温度差异显著，材料也应该，比不同位置温度差异显著，材料也应该，比如窑口和窑尾温度差异五六百度如窑口和窑尾温度差异五六百度2、化学侵蚀、化学侵蚀碱含量高，必须耐碱侵蚀碱含量高，必须耐碱侵蚀3、机械磨损、机械磨损熟料对内衬的磨损熟料对内衬的磨损*15回转窑
10、用耐火材料主要品种有：主要品种有：碱性耐火材料碱性耐火材料铝硅系耐火材料铝硅系耐火材料隔热耐火材料隔热耐火材料不定形耐火材料（浇注料）不定形耐火材料（浇注料）*16部位品种备注烧成带中心部位直接结合镁铬砖普通镁铬砖荷软大于1700过渡带尖晶石砖硅莫砖卸料口碳化硅砖，尖晶石砖，直接结合镁铬砖浇注料窑口温度较低的用优质高铝砖，磷酸盐高铝砖，窑门罩高铝砖，粘土隔热砖，硅酸钙板隔热砖使用温度1250，硅酸钙板8001000烧嘴外侧及冷端下半侧刚玉质浇注料冷却带耐碱砖，浇注料8001200所有范围*17其它冷却机：磷酸盐结合高铝砖，磷酸盐结合高铝砖，预热器：工作层：耐碱砖，耐碱浇注料，工作层：耐碱砖，耐
11、碱浇注料，隔热层：隔热砖，硅藻土砖，硅酸钙板隔热层：隔热砖，硅藻土砖，硅酸钙板风管：工作层：耐碱砖，耐碱浇注料，工作层：耐碱砖，耐碱浇注料，隔热层：隔热砖，硅藻土砖，硅酸钙板隔热层：隔热砖，硅藻土砖，硅酸钙板*18工作状况，从窑头方向看窑内衬材料安装示意图*19*20水泥窑用耐火材料发展趋势1、长寿、长寿2、环保、环保欧洲大陆：欧洲大陆：完全无铬化或低铬化完全无铬化或低铬化日本：日本：61座回转窑，座回转窑，90采用无铬砖，采用无铬砖，10采用含铬采用含铬砖砖美国，美国，1992年，含铬砖和无铬砖比例为年，含铬砖和无铬砖比例为92：8；1996年为年为40：60经济利益和法规经济利益和法规欧洲
12、有严格的环保标准，甚至对于水泥中的含铬量都做了限定。*21中国大量使用镁铬砖大量使用镁铬砖;大中型水泥窑部分采用无铬砖，且部分为进口产品。比如奥大中型水泥窑部分采用无铬砖，且部分为进口产品。比如奥镁（镁（RHI），雷法（），雷法（Refratechnik)，沃尔发，沃尔发(Wolfram)，美，美农农(Mino)，品川，品川(Shinagawa)，黑崎，黑崎(Korosaki-Harima)等等原因：原因：（1）环保法规不完善；）环保法规不完善；（2）成本问题，镁铬砖挂窑皮性能好，抗水泥孰料侵蚀性）成本问题，镁铬砖挂窑皮性能好，抗水泥孰料侵蚀性能优异。能优异。（3）使用习惯。）使用习惯。*22
13、替代产品碱性产品白云石砖白云石砖镁砖镁砖镁尖晶石砖镁尖晶石砖镁铁尖晶石砖镁铁尖晶石砖镁钙锆砖镁钙锆砖增锆白云石砖增锆白云石砖水泥窑中实现无铬化是完全可能的！水泥窑中实现无铬化是完全可能的！*23水泥窑用烧成带耐火材料设计理念高耐渗透性，高耐熔型，高耐热冲击性，及优良的抗氧化还高耐渗透性，高耐熔型，高耐热冲击性，及优良的抗氧化还原性和弹性结构原性和弹性结构 。（雷法，奥镁）。（雷法，奥镁）研发路线：研发路线：雷法：雷法：镁尖晶石砖镁尖晶石砖奥镁：镁尖晶石砖、镁铁尖晶石砖、奥镁：镁尖晶石砖、镁铁尖晶石砖、水泥回转窑热负荷很高。水泥回转窑热负荷很高。砖承受的热应力很大砖承受的热应力很大*24*25雷
14、法水泥窑用耐火材料指标MAGPURE93原料REFRAMAG85氧化镁-尖晶石氧化镁-尖晶石MAGNUM氧化镁-氧化锆REFRAMAG90氧化镁-铁尖晶石 PERILEX 83氧化镁-铬铁矿PERILEX 80氧化镁-铬铁矿性能成分，%8489MgO8993MgO8589MgO9094MgO8185MgO8084MgO容重，g/cm32.802.952.802.952.802.952.802.952.903.052.903.05显气孔率，%171917191719182017191719冷破碎强度N/mm2455050505550耐火度tate 17001700 17001700 170017
15、00 16501700 16001700 15501700 塞格维424242424242线性热膨胀400C800C1200C 0.40.91.4 0.41.01.50.40.91.50.40.91.50.41.11.70.41.11.7热震稳定性900C/空气 1001001001008080导热系数300C700C1000C 3.92.92.74.13.12.9 4.63.32.83.73.02.64.03.02.83.52.82.6使用部位遭受严重的碱侵蚀和氧化还原侵蚀的烧成带以及上下过渡带，无铬。窖皮部位的中间烧成带和上过渡带，无铬。水泥熟料和氧化还原侵蚀的极高的热负荷部位的下过渡带。推荐用于石灰，白云石和氧化镁窖，无铬。工况苛刻的烧成带和上过度带部位，窖皮性能好，无铬。窖皮性能好的烧成带和上过渡带工况苛刻的部位，无铬。正常工况烧成带及上下过渡带的部位，低铬矿石含量。高耐渗透性，高耐熔高耐渗透性，高耐熔型，高耐热冲击性，型，高耐热冲击性，及优良的抗氧化换原及优良的抗氧化换原性和弹性结构性和弹性结构 *26一些新问题：碱、硫含量高；碱、硫含量高；工业废弃物成为燃料；工业废弃物成为燃料；水泥回转窑被用来处理城市垃圾，无污泥等，耐火材料所面水泥回转窑被用来处理城市垃圾，无污泥等，耐火材料所面临的的条件更苛刻。临的的条件更苛刻。
