新型干法水泥窑三次风闸板用耐火材料

现代新型干法水泥生产线，系统设备已不断趋于大型化，水泥日均生产量也在逐渐增大，随着国家对水泥行业环保和能源利用率等要求的提高，水泥行业的发展必然需要相配套的耐火材料。现今水泥窑用耐火材料的使用周期相对来说都比较短，而耐火材料又直接关系到水泥生产的连续性与稳定性。水泥生产系统中的回转窑窑口、三次风管和三次风闸板、喷煤管、篦冷机喉部和矮墙等几个关键部位都是耐火材料损坏较为严重的地方，因此对这几个关键部位用耐火材料的研究就显得尤为重要。 

三次风闸板是水泥窑系统关键控件之一，位于三次风管中。三次风管连接着水泥窑和分解炉，三次风可使分解炉中的煤粉燃烧，而三次风闸板所起到的作用就是控制三次风的单位时间内的通风量，通风量的多少又直接影响分解炉的分解效率以及水泥窑的通风量，进而影响水泥的质量和生产效率。因此，三次风闸板寿命的长短很大程度上决定着整个水泥窑系统能否正常运行。现阶段三次风闸板用耐火材料主要为耐磨浇注料，其多为高铝质制品，主要原料为铝矾土和碳化硅，使用温度可到1600℃以上，并且在近年来，浇注料预制件已经在三次风闸板得到了较为优异的使用效果。 

三次风闸板所处的工作温度在1000℃左右，较高温度的三次风风速可达20m/s以上，并且在高速运动的三次风中含有大量硬度较大的熟料和碱尘。综合分析三次风闸板的使用环境可知，在工作时，三次风风温会发生频繁的变化，最大变化值可达200℃，温度的频繁变化致使三次风闸板用耐火材料承受着较大的热应力，因此其热震损坏较为严重。其次，三次风中的碱尘又会对三次风闸板造成较为严重的碱侵蚀，并加速浇注料制品发生“碱裂”。制品基质一定程度的蚀损使得基质成分发生变化，导致骨料剥落，加速了三次风闸板的损坏速率。高速运动的水泥熟料也会对三次风闸板造成一定程度的冲击以及磨损损坏。上述各损坏机理的共同作用，使得现今三次风闸板损坏较为频繁，使用寿命较短。三次风闸板一旦损坏，则水泥窑会无法正常工作，只能停窑进行处理，由此造成的频繁停窑不仅影响了水泥生产的连续性，造成水泥产量和质量的严重的下降，而且也加速了其他部位耐火材料的损坏速率，这两方面的共同作用，给水泥企业造成了较大的经济损失。所以，如何改善三次风闸板的寿命是现今耐火材料研究的热点之一。图1为三次风闸板实际损坏情况，从三次风闸板实际损坏情况可以看出，其主要损坏机理为热震损坏和碱侵蚀损坏，其次是磨损损坏，实际使用时由于前两者的损坏较早，因此还未达到磨损损坏程度耐火浇注料就以及发生脱落，因此，三次风闸用耐火浇注料的研究应在保证一定强度的基础上，着重提高浇注料的热震性能和抗碱性能。 

此外，由于水泥窑的大型化，三次风管管径也随之增大，因此现有三次风闸板用耐火材料自身的重量也很大，自重过大不仅造成三次风闸调节开度的难度，而且在其耐火材料损坏的过程中由于自重过大的原因，也在一定程度上加大了浇注料的剥落速度。因此对三次风闸板用耐火材料要求是热震稳定性好、耐磨性能优异、抗侵蚀能力强，并且在保证上述性能的前提下应尽量减轻自重。 

综合分析三次风闸板的使用现状得到，三次风闸板需要热震稳定性、抗碱性能和耐磨性能都能达到较优值，其中热震稳定性和抗碱性能是三次风闸板所需的主要性能，在保证一定强度等性能的前提下应该尽量降低三次风闸板浇注料的自重。