新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)是指以懸浮預(yù)熱和窯外預(yù)分解技術(shù)為核心，把現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的新成果廣泛地應(yīng)用于水泥生產(chǎn)的全過程，形成一套具有現(xiàn)代高科技特征和符合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、節(jié)能、環(huán)保以及大型化、自動化的現(xiàn)代水泥生產(chǎn)方法。新型干法水泥生產(chǎn)線主要由預(yù)熱器、分解爐、回轉(zhuǎn)窯、篦冷機(jī)、三次風(fēng)管幾個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，各自區(qū)域有著不同的工作特點(diǎn)和使用環(huán)境，新型干法回轉(zhuǎn)窯由于工藝特性造成堿、硫等揮發(fā)性組份的富集、窯溫提高、窯徑加大、窯速加快、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，造成對耐火材料的化學(xué)侵蝕、高溫破壞、機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力等綜合破碎效應(yīng)比傳統(tǒng)窯要大，再加之當(dāng)前更高的環(huán)保節(jié)能要求，應(yīng)根據(jù)工況特點(diǎn)，各區(qū)域應(yīng)選用不同的耐火材料

1. 預(yù)熱器用耐火材料的選用
   
   預(yù)熱器的作用是利用回轉(zhuǎn)窯及篦冷機(jī)冷卻水泥熟料時(shí)的余熱對水泥生料進(jìn)行預(yù)熱的余熱利用系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)里，預(yù)熱器一般有4-6級，（*高處為一級）已經(jīng)均化配好料的水泥生料進(jìn)入從*高層通過料管逐級進(jìn)入預(yù)熱器完成脫水和預(yù)加熱，三次風(fēng)管將冷卻風(fēng)預(yù)熱引入*后一級預(yù)熱器，物料向下流動，熱風(fēng)向上排出，逐級進(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)對水泥生料的預(yù)熱過程。 充分利用余熱是預(yù)熱器的主要功能，但是預(yù)熱器表面積很大，為了降低能耗，所以必須采用多種隔熱材料與耐火材料組成復(fù)合襯里，達(dá)到降低裝備表面溫度、充分利用余熱的目的。
   
   預(yù)熱器和預(yù)分解爐熱工制度有如下特點(diǎn)：
   
   預(yù)熱器與預(yù)分解窯爐的溫度（主要指設(shè)置在設(shè)備壁面的熱電偶測試出的溫度），從**級預(yù)熱器到第五級預(yù)熱器和預(yù)分解窯爐依次為：不高于450℃、650℃、750℃、900℃、1000℃和1100℃。
   在這樣的煅燒溫度下，煅燒物料基本沒有液相出現(xiàn)，基本上不存在結(jié)塊和燒結(jié)。加之系統(tǒng)的熱工狀態(tài)比較穩(wěn)定，因而預(yù)熱器和分解爐中的耐火材料的配置不需過高的耐火度，無需太高的強(qiáng)度；由于預(yù)熱器和分解爐位于整個(gè)熱氣流的尾端，溫度變化的頻度和幅度較小，因此無需過高的熱震穩(wěn)定性。
   
   由于預(yù)熱器和分解爐均為靜止設(shè)備，可用較大的設(shè)備外殼，容納較多的耐火材料，因此可選用導(dǎo)熱系數(shù)較低的保溫材料，降低設(shè)備外殼溫度，達(dá)到節(jié)能的目的。
   
   由于部分預(yù)熱器和分解爐形狀較復(fù)雜，可選用在成型上較靈活的耐火澆注料。
   
   在800℃～1200℃范圍內(nèi)是堿金屬氧化物發(fā)生冷凝沉積的溫度帶，因此在堿含量較高的原、燃材料下，預(yù)熱器在很大范圍內(nèi)，耐火材料在受到熱侵蝕的同時(shí)，也要經(jīng)受得住堿金屬氧化物的化學(xué)侵蝕。
   
   在預(yù)熱器，因?yàn)楹袎A硫氣體的煙氣從預(yù)熱器中排除，所以要考慮堿硫氣體對耐火材料的侵蝕，由于水泥生料從常溫可以逐步達(dá)到800℃左右，相對溫度較低，所以選用耐火材料時(shí)主要考慮物料的沖刷磨損作用和侵蝕作用即可，為了降低熱損耗，窯襯結(jié)構(gòu)按兩層材料配置，外層為導(dǎo)熱系數(shù)低，強(qiáng)度也較低的保溫材料，工作面為有一定強(qiáng)度且能夠較好抵抗堿性物質(zhì)侵蝕的耐火材料。
   
   一般情況下，預(yù)熱器先在殼體上粘貼一層硅酸鈣板進(jìn)行保溫處理，然后采用高強(qiáng)耐堿磚和高強(qiáng)耐堿澆注料進(jìn)行砌筑。高強(qiáng)耐堿磚一般用于預(yù)熱器旋風(fēng)筒和錐體上半部，預(yù)熱器中的下料管、風(fēng)管、錐體下半部和旋風(fēng)筒頂部采用高強(qiáng)耐堿澆注料進(jìn)行砌筑。 隨著近年來回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)量提高，預(yù)熱器從單系列發(fā)展到雙系列，從*早的四級預(yù)熱，增加到六級預(yù)熱，對于一、二級預(yù)熱器，可采用黏土質(zhì)耐堿耐火材料，以降低成本和提高保溫效果；對三級以下的預(yù)熱器，應(yīng)考慮耐火度為1100℃以上的耐堿耐火材料。在5級預(yù)熱器的溫度逐漸增高，設(shè)有5、6級預(yù)熱器的預(yù)熱系統(tǒng)，已經(jīng)設(shè)計(jì)采用耐高溫的抗剝落高鋁磚和高鋁質(zhì)低水泥澆注料進(jìn)行砌筑。對于耐火材料強(qiáng)度的要求，取決于氣流的速度，氣流速度較高處，應(yīng)根據(jù)用戶的設(shè)計(jì)和工況條件進(jìn)行耐火材料配置。
   

   2.分解爐耐火材料的選用
   
   水泥窯尾的高溫?zé)煔馔ㄟ^窯尾煙室進(jìn)入分解爐，已經(jīng)經(jīng)過預(yù)熱的大部分水泥生料從預(yù)熱器進(jìn)入分解爐（剩余一部分直接從5級預(yù)熱器下料管進(jìn)入下料溜槽），水泥生料中的大部分碳酸鈣在這里產(chǎn)生初步分解，生成氧化鈣和二氧化碳，溫度逐步上升到1000-1200℃左右。同預(yù)熱器一樣，分解爐同樣要考慮熱損耗的問題所以需要粘貼硅酸鈣板進(jìn)行保溫處理，與預(yù)熱器不同的是分解爐溫度有所提高，
   所以早期的干法回轉(zhuǎn)窯出于成本考慮，大多選用高強(qiáng)耐堿磚作為窯襯，但是近年來水泥企業(yè)為了提高產(chǎn)量，使分解爐的溫度得到提高，達(dá)到1200℃以上，同時(shí)隨著水泥窯大型化趨勢，分解爐的高度和直徑也在不斷增加，高強(qiáng)耐堿磚由于荷重軟化溫度較低，長期使用會產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，同時(shí)高強(qiáng)耐堿磚在高溫狀況下的磨損性能已經(jīng)不能滿足使用要求，所以，當(dāng)前分解爐大多采用抗剝落高鋁磚作為窯襯。在縮口處和鵝頸管位置采用高鋁質(zhì)澆注料進(jìn)行澆注施工。
   
   經(jīng)過分解爐后，水泥生料已經(jīng)完成部分預(yù)分解過程，再通過料管進(jìn)入窯尾煙室，通過下料斜坡進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯。窯尾煙室是回轉(zhuǎn)窯與分解爐、預(yù)熱器進(jìn)行銜接的獨(dú)立密封結(jié)構(gòu)，在這里物料從這里進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)產(chǎn)生的煙氣在這里匯聚，溫度相對較高，物料沖刷嚴(yán)重，這里的溫度點(diǎn)剛好處于煙氣中低熔點(diǎn)硫氯堿鹽的冷凝溫度范圍（800-1100℃）附近，煙氣中低熔點(diǎn)硫氯堿鹽很容易冷凝，在堿含量達(dá)到一定數(shù)量并逐步富集，并和水泥生料中的小顆粒及細(xì)粉共同附著于窯襯耐火材料上形成結(jié)皮，堵塞下料管、煙室和煙管。水泥生產(chǎn)過程中，一旦形成結(jié)皮，就會造成回轉(zhuǎn)窯物料堵塞而停產(chǎn)，
   
   所以形成結(jié)皮時(shí)必須用人工或機(jī)械方式進(jìn)行清除，在清除結(jié)皮過程中，如果結(jié)皮粘結(jié)的非常牢固，會很容易導(dǎo)致耐火材料一同剝落。為了解決這個(gè)問題，就需要在容易形成結(jié)皮的窯尾煙室和附屬的下料管，煙管采用抗結(jié)皮澆注料進(jìn)行砌筑。抗結(jié)皮澆注料是采用在澆注料中添加一定量的碳化硅而防止結(jié)皮的，碳化硅具有硬度高，浸潤角小、抗侵蝕能力強(qiáng)的特點(diǎn)，各類硫氯堿鹽及其共生物很難向內(nèi)部滲透而粘掛，就算出現(xiàn)了粘掛窯皮現(xiàn)象，也很容易被清理。

   3.回轉(zhuǎn)窯各窯段耐火材料損壞機(jī)理及合理配套選材

   回轉(zhuǎn)窯是水泥生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，長期運(yùn)行中，耐火材料與回轉(zhuǎn)窯殼體之間有一定的滑動或滑動趨勢，產(chǎn)生一定的摩擦，所以耐火磚必須具有必要的強(qiáng)度，抵抗摩擦帶來的損害?；剞D(zhuǎn)窯的機(jī)械特點(diǎn)及對耐火材料的強(qiáng)度要求。從軸向看，回轉(zhuǎn)窯不是絕對的剛性體，由于回轉(zhuǎn)窯筒體在支撐點(diǎn)之間的撓度，隨著回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)，出現(xiàn)與旋轉(zhuǎn)同步的周期性彎曲，由于三組拖輪的回轉(zhuǎn)窯采用了非靜定結(jié)構(gòu)，當(dāng)各個(gè)拖輪組因溫度差異有不同的膨脹量時(shí)，將使窯筒體的同軸度出現(xiàn)偏差，產(chǎn)生較大的附加荷載。當(dāng)回轉(zhuǎn)窯突然停電時(shí)（在暴雨條件下更為嚴(yán)重），造成窯筒體因上下受熱不均出現(xiàn)較大的彎曲變形，使窯內(nèi)的耐火磚承受較大的擠壓應(yīng)力。這些附加應(yīng)力將通過窯筒體*終作用在窯襯上。由于回轉(zhuǎn)窯自身存在1%左右的傾斜度，所以回轉(zhuǎn)窯耐火磚之間還要長期承受窯尾到窯口的徑向擠壓應(yīng)力的破壞和熱膨脹應(yīng)力。

   綜上所述，水泥回轉(zhuǎn)窯沿軸向分布，可區(qū)分為以下各個(gè)熱工帶

   a喂料帶 位于回轉(zhuǎn)窯的尾部，約1.5～2.0m

   b預(yù)熱帶 也稱分解帶。

   c后過渡帶 也稱過渡帶

   d燒成帶

   e冷卻帶

   f窯口

   根據(jù)以上分區(qū)，整個(gè)回轉(zhuǎn)窯的耐火材料配置可按以下思路配置。

   3.1窯尾喂料帶到預(yù)熱帶耐火材料的選用

   窯尾到預(yù)熱帶的長度約占全窯的1/4到1/3， 在這一區(qū)域，入窯的水泥生料溫度快速上升，窯氣中的硫、氯等揮發(fā)性成分使回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料生成一定的低熔物并參與磚內(nèi)反應(yīng)，生成長石、白榴石、鉀霞石等膨脹性礦物、*大膨脹率可達(dá)45%，容易使磚產(chǎn)生炸裂，所以炸裂是此處窯襯損壞的主要原因。因此，該部位所用耐火材料除應(yīng)該具有合適的耐火度、強(qiáng)度外，還應(yīng)該具有優(yōu)良的抗侵蝕性。

   所以，在距過渡帶較近一段，我們推薦使用耐壓強(qiáng)度高、耐磨性能好的硅莫耐磨磚。硅莫耐磨磚是以特級高鋁礬土熟料和碳化硅為原料，經(jīng)高壓成型，高溫?zé)Y(jié)制而成，產(chǎn)品具有常溫耐壓強(qiáng)度高，高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，熱震穩(wěn)定性好、抗侵蝕能力強(qiáng)，在使用過程中工作面上能夠不斷生成保護(hù)層，耐磨性好，抗剝落性能強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)。

   在接近窯尾部分或小型回轉(zhuǎn)窯上，從用戶成本角度，我們也可以推薦使用耐壓強(qiáng)度高、抗剝落性能好的抗剝落高鋁磚。抗剝落高鋁磚在窯尾部分的使用周期一般都在2年以上。

   在回轉(zhuǎn)窯的尾部約1m位置，由于處于回轉(zhuǎn)窯末端，耐火磚需要固定，所以只能用澆注料進(jìn)行砌筑，一般可選用窯口專用澆注料或鋼纖維耐磨澆注料。

2.   3.2過渡帶耐火材料的選用
   
   過渡帶環(huán)境溫度較高，入窯后的物料進(jìn)行充分加熱，但未能達(dá)到燒成狀態(tài)，受燒成帶影響，過渡帶處于熱工不穩(wěn)定狀態(tài)。由于過渡帶溫度波動大，熟料內(nèi)部液相量少、液相粘度不夠，造成窯皮時(shí)長時(shí)消，粘掛不牢，使襯磚長期裸露在高溫環(huán)境之中，直接經(jīng)受高溫熟料的沖擊和磨損，與水泥熟料中熔體、硅酸鹽低熔物、窯氣中K2O、SO2、KCl等組分對高溫裸露襯磚的滲透、化學(xué)侵蝕，在溫度梯度和侵蝕層濃度梯度的作用下，襯磚變質(zhì)層出現(xiàn)致密化，發(fā)生結(jié)構(gòu)層變化，當(dāng)窯內(nèi)溫度場發(fā)生變化時(shí)，在熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力作用下，變質(zhì)結(jié)構(gòu)層極易發(fā)生開裂、脫落。往復(fù)循環(huán)下去，襯磚壽命受到嚴(yán)重影響，是新型干法窯的薄弱環(huán)節(jié)。
   
   同時(shí)，由于過渡帶溫度場容易受噴煤管及燃料變化的影響而不斷的變化，耐火材料在反復(fù)的溫場變化時(shí)，容易出現(xiàn)熱疲勞現(xiàn)象，一般材料承受不了由于溫度場變化引起的急冷急熱，導(dǎo)致了過渡帶襯磚出現(xiàn)損壞。所以，水泥回轉(zhuǎn)窯過渡帶對耐火材料，不僅要有較高的強(qiáng)度以抵御機(jī)械應(yīng)力，較強(qiáng)的抗熱震穩(wěn)定性以防止熱疲勞損害，還要有良好的高溫性能和抗侵蝕性。
   鎂鋁尖晶石磚因與水泥熟料的主成分都屬于堿性材料，所以具有優(yōu)異的抗侵蝕性能，由于添加了鎂鋁尖晶石，可以獲得熱震穩(wěn)定性，所以一直被奧鎂、雷法等國外企業(yè)推薦應(yīng)用于水泥回轉(zhuǎn)窯過渡帶。由于我國耐火材料起步較晚，相關(guān)技術(shù)發(fā)展較為緩慢，直到進(jìn)入21世紀(jì)，才逐步被我國耐火材料企業(yè)進(jìn)行模仿生產(chǎn)，但是，普通的尖晶石磚由于生產(chǎn)原料、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)等因素制約，在水泥回轉(zhuǎn)窯過渡帶的使用壽命一般都在3-4個(gè)月，*長時(shí)間不超過6個(gè)月，過渡帶窯襯一年需更換幾次，水泥回轉(zhuǎn)窯用鎂鋁尖晶石磚的市場始終被進(jìn)口產(chǎn)品壟斷。
   
   隨著節(jié)能降耗綠色發(fā)展理念的推廣，鎂鋁尖晶石磚導(dǎo)熱系數(shù)較高（350℃,4.0w/m.k）的缺陷越來越明顯，同時(shí)隨著我國耐火材料行業(yè)的大膽嘗試和實(shí)踐應(yīng)用，我國水泥行業(yè)逐漸采用了相對導(dǎo)熱率低的硅莫磚（350℃,2.5w/m.k）代替了鎂鋁尖晶石磚，并且得到了較好的效果。
   
   硅莫磚是我國研發(fā)的一種具有中國特色的耐火材料，但很遺憾，在國外市場還沒有得到認(rèn)可和推廣。硅莫磚是以高鋁礬土熟料為基礎(chǔ)，添加碳化硅制作的一種新型耐火材料 ，因制品含有碳化硅，且在高溫?zé)Y(jié)過程中生成有較多的原位莫來石，所以叫硅莫磚，有些同類產(chǎn)品因含有紅柱石，所以叫硅莫紅磚，這兩類產(chǎn)品的差別不大，都具有良好的高溫體積穩(wěn)定性，較好的熱震穩(wěn)定性與抗侵蝕性以及較高的耐磨性能，特別是，與鎂鋁尖晶石磚相比，硅莫磚的導(dǎo)熱系數(shù)相對較低，同等條件下使用硅莫磚部位的筒體溫度相對較低，所以，在日益重視節(jié)能環(huán)保的社會發(fā)展趨勢下，硅莫磚越來越多地應(yīng)用在了水泥回轉(zhuǎn)窯。硅莫磚在水泥回轉(zhuǎn)窯的使用位置大多集中在窯尾，經(jīng)過實(shí)踐，4000t/d及以下水泥回轉(zhuǎn)窯過渡帶目前大多采用了硅莫磚進(jìn)行砌筑，5000t/d回轉(zhuǎn)窯過渡帶因工況復(fù)雜， 雖有部分采用，但未完全推廣。
   
   一般情況下，我們通常將過渡帶分為兩段，上過渡帶和下過渡帶，一般稱接近預(yù)熱帶的部分稱為上過渡帶，接近燒成帶的地方為下過渡帶。在上過渡帶一般采用1650硅莫磚（硅莫紅磚）即可，下過渡帶因?yàn)闇囟容^高，所以只能采用鎂鋁尖晶石磚或1680硅莫磚（硅莫紅磚），由于該區(qū)域溫度較高，過渡帶用耐火材料的使用壽命一般在12個(gè)月左右。
   
   硅莫磚與鎂鋁尖晶石磚相比較具有導(dǎo)熱系數(shù)低，熱震穩(wěn)定性好、性價(jià)比高的優(yōu)勢；鎂鋁尖晶石磚與硅莫磚相比較具有抗侵蝕性能更強(qiáng)的優(yōu)勢和導(dǎo)熱率高的劣勢，在系統(tǒng)處理垃圾水泥回轉(zhuǎn)窯上，鎂鋁尖晶石磚的抗堿硫侵蝕效果更好，所以在大型回轉(zhuǎn)窯，從安全系數(shù)考慮，仍大多采用鎂鋁尖晶石磚進(jìn)行砌筑。整體上，硅莫磚因性價(jià)比優(yōu)勢，在國內(nèi)有替代鎂鋁尖晶石磚在水泥回轉(zhuǎn)窯應(yīng)用的趨勢。

3.   3.3水泥回轉(zhuǎn)窯用節(jié)能降耗方案
   
   在水泥行業(yè)，水泥熟料的燒結(jié)生產(chǎn)過程消耗的能源幾乎占到整個(gè)水泥生產(chǎn)過程中能源消耗總量的80%以上，回轉(zhuǎn)窯作為關(guān)鍵的燒成設(shè)備，其能源消耗又占了整個(gè)燒成系統(tǒng)能源消耗總量的80%，回轉(zhuǎn)窯的窯殼筒體材質(zhì)為鋼材，受運(yùn)行特性制約無法使用隔熱材料進(jìn)行隔熱保溫，導(dǎo)致了大量熱量從窯內(nèi)通過筒體向大氣散發(fā)，嚴(yán)重影響了水泥生產(chǎn)過程中的整體熱利用效率。為了防止回轉(zhuǎn)窯筒體受過高溫度影響損壞、保證設(shè)備安全運(yùn)行，回轉(zhuǎn)窯襯磚用到二分之一左右時(shí)候就要重新更換，耐火磚的實(shí)際利用率僅為40-50%，造成大量的資源浪費(fèi)。
   
   實(shí)際上由于水泥熟料的導(dǎo)熱率較低（1000℃,1.2w/m.k）左右 ，燒成帶在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠粘掛窯皮，燒成帶筒體溫度反而不高，回轉(zhuǎn)窯筒體溫度較高的部位在過渡帶。降低水泥回轉(zhuǎn)窯的筒體溫度，特別是降低過渡帶筒體溫度，不僅可以降低水泥行業(yè)生產(chǎn)成本，節(jié)約燃料還可以提高耐火磚的利用率、促進(jìn)我國寶貴的耐火材料資源的可持續(xù)發(fā)展，具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會意義。

4.   3.4燒成帶耐火材料的選用
   
   水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶是水泥完成硅酸鹽晶相轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵區(qū)域。在窯內(nèi)燒成帶，熟料的燒結(jié)溫度為1300℃～1450℃，而火焰溫度高達(dá)1800℃～2000℃，向四周發(fā)出大量的輻射能，火焰長期的舔舐作用會使任何耐火磚都迅速分解損毀。為了抵御高溫，需要粘掛一層窯皮來保護(hù)襯磚。所謂窯皮是指水泥生料在燒成帶和過渡帶的耐火磚表面上，通過粘附和化合而形成一層具有強(qiáng)度的物料層。 當(dāng)耐火磚表面出現(xiàn)極少數(shù)的液相時(shí)（俗稱出汗），生料就會在高溫狀態(tài)下黏結(jié)在耐火磚表面，形成窯皮的初始層。生料中的某些元素，還會向耐火磚表面微觀滲透到一定深度，隨著窯的轉(zhuǎn)動，耐火磚在這一初始窯皮的基礎(chǔ)上，逐漸一層層形成較厚的，較為穩(wěn)定的窯皮。它可以有效抗磨、隔熱、阻滯熱侵蝕和化學(xué)侵蝕。因此耐火磚與水泥生料適當(dāng)反應(yīng)形成窯皮的能力，稱掛窯皮能力。這是針對回轉(zhuǎn)窯燒成帶和過渡帶耐火材料提出的術(shù)語和概念。
   
   燒成帶耐火材料除了高溫，水泥熟料熔體及煤灰中硅酸鹽低熔物的滲入、過熱、熱震及熱疲勞的影響和機(jī)械應(yīng)力的影響也是造成水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶襯磚損壞的主要因素，熟料和燃料中硅酸鹽低熔物加劇了化學(xué)侵蝕的速度；窯皮不穩(wěn)定或運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，頻繁的開停窯造成襯磚內(nèi)出現(xiàn)頻繁的熱應(yīng)力。當(dāng)耐火磚受到的壓力、拉力、扭曲力、剪切力等交替變化的綜合機(jī)械應(yīng)力，超過了磚的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí)，磚就會開裂損壞。所以，選用優(yōu)良耐火材料，掛好窯皮并保護(hù)好窯皮以及原料預(yù)均化、使用符合要求的燃料減緩化學(xué)侵蝕是延長回轉(zhuǎn)窯燒成帶使用周期的關(guān)鍵因素。
   鎂鉻磚初始掛窯皮比較容易，所以早期在水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶得到長期使用，但由于鎂鉻磚中的部分鉻離子遇水會從Cr3+轉(zhuǎn)變?yōu)閯《竞椭掳┑腃r6+，污染環(huán)境，所以2012年我國開始實(shí)施水泥中鉻離子含量不得大于10ppm的水泥新標(biāo)準(zhǔn)后，各類鎂鉻磚就很快退出了水泥行業(yè)市場，被各類無鉻耐火制品替代。
   
   目前市場上出現(xiàn)并適用于水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶的無鉻產(chǎn)品有：白云石磚，鎂鋯磚，鎂鐵尖晶石磚，鎂鋁尖晶石磚由于不容易粘掛窯皮，不適用于燒成帶。
   
   白云石磚（鎂鈣磚）屬于堿性耐火材料，主要成分為氧化鈣和氧化鎂，由于磚內(nèi)均勻分布著大量游離的CaO，極易與熟料中的C2S反應(yīng)生成C3S，所以白云石磚極易掛窯皮，且磚與窯皮粘結(jié)緊密、堅(jiān)固，但該產(chǎn)品存在受潮后極易水化粉化，不容易儲存保管，對施工和使用要求較高的致命缺陷，無論在哪個(gè)環(huán)節(jié)出了疏忽，就會釀成大的問題，所以在市場上選用的企業(yè)極少。
   鎂鋯磚是在鎂磚中加入少量的（2%）鋯氧化物，能通過CaO+ZrO2生成高熔點(diǎn)的CaZrO3，提高耐火磚與生料的結(jié)合能力，提高窯皮的穩(wěn)定性。同時(shí)ZrO2還能大大提高耐火磚的熱震穩(wěn)定性和高溫強(qiáng)度。目前因價(jià)格因素限制了它的應(yīng)用。
   
   鎂鐵尖晶石磚*早出現(xiàn)在國外，*初是奧美公司以歐洲阿爾卑斯山產(chǎn)高鐵鎂砂加上鐵鋁尖晶石生產(chǎn)的，由于中國出產(chǎn)的鎂砂鐵含量較低，所以一直沒有此類產(chǎn)品，在國內(nèi)耐火材料行業(yè)生產(chǎn)出鐵鋁尖晶石后，在國內(nèi)出現(xiàn)了以鎂砂加尖晶石原料生產(chǎn)的鎂鐵尖晶石磚。鎂鐵尖晶石磚在目前市場上是水泥窯燒成帶應(yīng)用*多的無鉻堿性制品。

5.   3.5冷卻帶耐火材料的選用
   
   為了減少鐵鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣（Ｃ3ＡＦ、Ｃ４ＡＦ）含量，以促使水泥熟料的晶相轉(zhuǎn)化，提高水泥強(qiáng)度，保證水泥質(zhì)量，水泥熟料高溫煅燒后，必須快速進(jìn)入篦冷機(jī)（篦冷機(jī)）進(jìn)行快速進(jìn)行降溫，所以，水泥熟料在燒成帶完成燒結(jié)后，就要迅速冷卻經(jīng)過冷卻帶和窯口部位排出，根據(jù)各企業(yè)噴煤管和火焰長度變化差異，有的企業(yè)把冷卻帶和窯口都稱為窯口區(qū)域。
   在大型干法窯生產(chǎn)中，冷卻帶窯襯是大型回轉(zhuǎn)窯中*薄弱窯襯之一，在冷卻帶，雖然環(huán)境溫度沒有高溫帶高，也沒有煙氣腐蝕，但受生產(chǎn)工藝限制，水泥回轉(zhuǎn)窯冷卻帶都很短，回轉(zhuǎn)窯窯口處離窯熟料溫度高達(dá)1400℃，入窯二次風(fēng)溫度達(dá)1200℃，窯口幾乎是完全裸露在1700℃高溫火焰的輻射之下。
   
   隨著窯的大型化、產(chǎn)量增加，單位時(shí)間內(nèi)通過的熟料量增加，窯口部位沒有窯皮保護(hù)，已離燒成帶的熟料和大塊窯皮的溫度降低，水泥熟料冷卻結(jié)晶形成熔塊顆粒后，在回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，在約1400℃高溫的顆粒較大、強(qiáng)度很高的熟料的磨損和沖刷下，窯口材料容易磨損。
   
   由于回轉(zhuǎn)窯的一檔輪帶區(qū)域正好也在這個(gè)位置，機(jī)械應(yīng)力和軸向應(yīng)力也會對耐火材料產(chǎn)生擠壓，所以窯口*前端必須用澆注料整體澆筑，以對耐火磚進(jìn)行固定。
   
   二次風(fēng)溫度的大幅度提高、窯體的斜度和轉(zhuǎn)速的加快、窯口沒有穩(wěn)定的窯皮，要求襯磚必須有很好的高溫體積穩(wěn)定性，以消除由于熱應(yīng)力產(chǎn)生的損壞，同時(shí)要有很高的熱態(tài)、冷態(tài)強(qiáng)度和耐磨性能，才能滿足冷卻帶使用要求。
   
   目前，水泥回轉(zhuǎn)窯冷卻帶，除了窯口0-0.6米位置 ，剩余部分都采用了耐火磚進(jìn)行砌筑，且大多采用鎂鋁尖晶石磚和硅莫磚進(jìn)行砌筑。相比較而言，鎂鋁尖晶石磚比硅莫磚的抗侵蝕能力要好，但導(dǎo)熱率較高，硅莫磚的導(dǎo)熱率較低，但抗堿侵蝕能力不如鎂鋁尖晶石磚，所以，在該區(qū)域，如果用戶的原料中的堿硫成分不高，用硅莫磚即可，如果經(jīng)常出現(xiàn)堿硫成分過高引起的剝落現(xiàn)象，就只能用鎂鋁尖晶石磚，這些需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合實(shí)際情況辯證選擇。

6.   3.6窯口耐火材料的選用
   
   水泥熟料冷卻后通過窯口排往篦冷機(jī)，窯筒體與水平線成3.5%～4%的傾斜，窯內(nèi)物料在窯運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)從窯尾向窯頭方向運(yùn)動，在運(yùn)動物料的推力，及窯內(nèi)耐火磚的軸向應(yīng)力的共同作用下，有往窯頭方向移動的趨勢，造成窯口的軸向擠壓應(yīng)力非常大，為了防止整體耐火磚產(chǎn)生位移，所以窯口部位只能采用澆注料進(jìn)行整體施工，所以這里指的窯口僅指出料端0-1米位置，又稱前窯口。
   
   回轉(zhuǎn)窯作為動態(tài)設(shè)備，在運(yùn)行使用過程中，前窯口的耐火澆注料承受著兩種機(jī)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(yùn)行中產(chǎn)生的機(jī)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。
   
   回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行過程中，前窯口熟料出口溫度達(dá)到1400℃，入窯二次空氣溫度達(dá)1200℃，在窯體運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，窯皮時(shí)掛時(shí)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。隨著水泥窯大型化，窯徑不斷增大，窯口的出料量也在增加，這不僅使機(jī)械應(yīng)力變大，窯內(nèi)的熱力強(qiáng)度也要大幅度提高，澆注料單位面積所受的熱負(fù)荷也相應(yīng)增加，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。
   
   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(jī)械強(qiáng)度、熱震穩(wěn)定性和耐磨性，針對窯口薄弱的特性多采用具有優(yōu)越抗熱震性能、抗沖擊性能和耐磨性能的窯口專用澆注料，窯口專用澆注料采用先進(jìn)的工藝配方，以優(yōu)質(zhì)剛玉、碳化硅、進(jìn)口紅柱石和添加劑制成，具有體積穩(wěn)定性好，抗熱震、抗侵蝕、耐磨損性能好的優(yōu)點(diǎn)，在正常操作情況下，窯口專用澆注料的壽命可達(dá)到12個(gè)月以上。