耐火磚硅莫紅磚

近年來，我國水泥工業(yè)迅猛發(fā)展，大量固體廢棄物被用作原料、燃料，致使耐火材料所承受的熱應(yīng)力、機械應(yīng)力和化學侵蝕大幅度增加，導致水泥窯用耐火襯里的使用周期縮短，耐材消耗增加，大大影響了水泥生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益。針對這一狀況，某公司研究開發(fā)一種具有莫來石品質(zhì)的高性能耐火材料，以替代鎂鉻磚、尖晶石磚等傳統(tǒng)耐材。

莫來石是AL2O3-SiO2二元系中常壓下穩(wěn)定存在的二元化合物，具有膨脹均勻、熱振穩(wěn)定性好、荷重軟化點高、高溫蠕變值小、硬度大、抗化學腐蝕性強等特點。天然的莫來石資源十分稀少，不能滿足工業(yè)化大生產(chǎn)需求，采用電熔法生產(chǎn)莫來石因成本過高，企業(yè)難以承受。為此，公司科研人員經(jīng)過無數(shù)次化配方和科學試驗，終以精選特種礬土、碳化硅、電熔白剛玉、紅柱石等主要原料，經(jīng)高壓成形、高溫燒成等制造工藝，成功制造出主晶相為莫來石的硅莫紅磚。經(jīng)檢測，硅莫紅磚的化學成分已十分接近莫來石的化學結(jié)構(gòu)，并同時具備了莫來石的良理化特性。

耐火磚硅莫紅磚性能異

耐磨性能突出。硅莫紅磚耐磨系數(shù)為8.2cc，正常使用壽命可達12-24個月，實現(xiàn)了3年2次大修的目標。安徽海螺、遼寧金剛、浙江常山、漳平紅獅、江蘇金峰等一批企業(yè)5000t/d回轉(zhuǎn)窯使用了硅莫紅磚，1年后停窯檢修發(fā)現(xiàn)，硅莫紅磚整體性依然完好，窯體28-35mm處磚厚平均在160-180mm。

導熱系數(shù)低。經(jīng)測試，硅莫紅磚導熱系數(shù)1.7W/m.k，而鎂鉻磚、鎂鋁尖晶石磚導熱系數(shù)則≥2.7 W/m.k。低導熱大大降低了回轉(zhuǎn)窯筒體溫度，可有效防止回轉(zhuǎn)窯筒體和托輪瓦受熱膨脹。

配置適應(yīng)性強。耐火材料傳統(tǒng)配置通常是在窯口、前過渡帶、后過渡帶、分解帶分別配置尖晶石磚、鎂鉻磚和抗剝落磚等不同性能的耐材。而硅莫紅磚則可全覆蓋燒成帶以外各工藝帶。此外，硅莫紅磚還可根據(jù)用戶要求使用在三次風管彎頭等特殊部位上，以有效抗拒三次風管內(nèi)大量粉塵的強烈沖刷和氯堿煙氣的侵蝕，使用壽命可達3年以上。

體積密度小。經(jīng)測試，硅莫紅磚體積密度為每平方米2.65g左右，而鎂鉻磚為每平方米3.05-3.10g，尖晶石磚為每平方米2.95-3.0g。由于體積密度小、自重輕、且不結(jié)窯皮，從而大大降低了窯筒體、中部托輪和動力系統(tǒng)的負荷，確保窯系統(tǒng)正常運行。

熱振穩(wěn)定性高。回轉(zhuǎn)窯過渡帶特別是輪帶附近，溫度變化頻繁，機械應(yīng)力較大，傳統(tǒng)耐材由于熱振穩(wěn)定性差，導致其在輪帶附近的使用壽命甚至比燒成帶還要短。硅莫紅磚具有良好的熱振穩(wěn)定性，經(jīng)測試，其熱振穩(wěn)定性1100攝氏度，水冷可達15次，因而特別適用于輪帶附近的過渡帶，有效延長使用周期。

抗侵蝕能力強。硅莫紅磚的莫來石晶相和顯微結(jié)構(gòu)對窯料有較強的適應(yīng)性。硅莫紅磚采用高純原料，減弱了界面的反應(yīng)強度。較高的致密度顯著抑止有害物質(zhì)滲入造成的變質(zhì)破壞，從而延長磚襯的使用壽命。

符合環(huán)保要求。鎂鉻磚耐火性能良好，但遇高溫分解出的鉻離子卻對環(huán)境為有害。早在上世紀70年代初，美、德、日等發(fā)達已停止使用含鉻耐材，全部使用硅莫紅磚，這從根本上消除了鉻離子污染源，符合行業(yè)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護的要求。

效益顯著

不久前，海螺建安公司兩位通過對水泥窯用各種耐材的性能和使用效果進行深入分析后，充分肯定了硅莫紅磚在海螺集團的應(yīng)用效果。

這兩位還專門對使用硅莫紅磚后使用的經(jīng)濟效益進行了測算：提高產(chǎn)量和降低耐火磚檢修成本。5000t/d回轉(zhuǎn)窯使用硅莫紅磚，可實現(xiàn)窯襯3年2次大檢的目標，與一年一次大修相比，每年可節(jié)約窯襯檢修直接成本50萬元以上。因窯運轉(zhuǎn)率高，所帶來的熟料產(chǎn)量和余熱發(fā)電量的增加，每年可多實現(xiàn)利潤70萬元。

節(jié)能效果明顯。硅莫紅磚較小的導熱系數(shù)使得窯筒體外壁溫度維持在320攝氏度左右，較小的熱損降低了熟料生產(chǎn)的單位成本。經(jīng)設(shè)計部門測算，5000t/d窯的前后過渡帶使用硅莫紅磚與尖晶石相比，每天可節(jié)約標煤2077.2kg，按此計算，每臺窯每年至少節(jié)約標煤600多噸;硅莫紅磚較輕的自重及不結(jié)窯皮的特性進一步降低窯體重量（按20米計）約200噸，每年節(jié)電也十分可觀。

便于調(diào)配儲存及降低管理費用。鎂鉻磚、尖晶石磚等堿性耐材不易久存，尤其是在多雨季節(jié)，堿性耐材易吸濕導致內(nèi)部晶相轉(zhuǎn)化，造成磚體粉化水化，輕則影響使用，重則失去使用價值。與之相比，硅莫紅磚具有性能穩(wěn)定、保管簡便等點，且不存在吸濕水化問題。此外，由于全窯配置耐火磚品種減少，有利于降低管理成本；硅莫紅磚制造周期較短，供貨及時，也有利于企業(yè)合理備磚，減少備品量，節(jié)約周轉(zhuǎn)資金。