硅莫红砖在水泥窑用上的应用

　　近年来，我国水泥工业迅猛发展，大量固体废弃物被用作原料、燃料，致使耐火材料所承受的热应力、机械应力和化学侵蚀大幅度增加，导致水泥窑用耐火衬里的使用周期缩短，耐材消耗增加，大大影响了水泥生产企业的经济效益。针对这一状况，某公司研究开发一种具有莫来石品质的高性能耐火材料，以替代镁铬砖、尖晶石砖等传统耐材。

　　莫来石是AL₂O₃-SiO₂二元系中常压下唯一稳定存在的二元化合物，具有膨胀均匀、热振稳定性好、荷重软化点高、高温蠕变值小、硬度大、抗化学腐蚀性强等特点。天然的莫来石资源十分稀少，不能满足工业化大生产需求，采用电熔法生产莫来石因成本过高，企业难以承受。为此，公司科研人员经过无数次优化配方和科学试验，最终以精选特级矾土、碳化硅、电熔白刚玉、红柱石等主要原料，经高压成形、高温烧成等制造工艺，成功制造出主晶相为莫来石的硅莫红砖。经检测，硅莫红砖的化学成分已十分接近莫来石的化学结构，并同时具备了莫来石的优良理化特性。

　　性能优异

　　耐磨性能突出。硅莫红砖耐磨系数为8.2cc，正常使用寿命可达12-24个月，实现了3年2次大修的目标。安徽海螺、辽宁金刚、浙江常山、漳平红狮、江苏金峰等一批企业5000t/d回转窑使用了硅莫红砖，1年后停窑检修发现，硅莫红砖整体性依然完好，窑体28-35mm处砖厚平均在160-180mm。

　　导热系数低。经测试，硅莫红砖导热系数1.7W/m.k，而镁铬砖、镁铝尖晶石砖导热系数则≥2.7 W/m.k。低导热大大降低了回转窑筒体温度，可有效防止回转窑筒体和托轮瓦受热膨胀。

　　配置适应性强。耐火材料传统配置通常是在窑口、前过渡带、后过渡带、分解带分别配置尖晶石砖、镁铬砖和抗剥落砖等不同性能的耐材。而硅莫红砖则可全覆盖烧成带以外各工艺带。此外，硅莫红砖还可根据用户要求使用在三次风管弯头等特殊部位上，以有效抗拒三次风管内大量粉尘的强烈冲刷和氯碱烟气的侵蚀，使用寿命可达3年以上。

　　体积密度小。经测试，硅莫红砖体积密度为每平方米2.65g左右，而镁铬砖为每平方米3.05-3.10g，尖晶石砖为每平方米2.95-3.0g。由于体积密度小、自重轻、且不结窑皮，从而大大降低了窑筒体、中部托轮和动力系统的负荷，确保窑系统正常运行。

　　热振稳定性高。回转窑过渡带特别是轮带附近，温度变化频繁，机械应力较大，传统耐材由于热振稳定性差，导致其在轮带附近的使用寿命甚至比烧成带还要短。硅莫红砖具有良好的热振稳定性，经测试，其热振稳定性1100摄氏度，水冷可达15次，因而特别适用于轮带附近的过渡带，有效延长使用周期。

　　抗侵蚀能力强。硅莫红砖的莫来石晶相和显微结构对窑料有较强的适应性。硅莫红砖采用高纯原料，减弱了界面的反应强度。较高的致密度显著抑止有害物质渗入造成的变质破坏，从而延长砖衬的使用寿命。

　　符合环保要求。镁铬砖耐火性能良好，但遇高温分解出的铬离子却对环境极为有害。早在上世纪70年代初，美、德、日等发达已停止使用含铬耐材，全部使用硅莫红砖，这从根本上消除了铬离子污染源，符合行业可持续发展和环境保护的要求。

　　效益显著

　　不久前，海螺建安公司两位专家通过对水泥窑用各种耐材的性能和使用效果进行深入分析后，充分肯定了硅莫红砖在海螺集团的应用效果。

　　这两位专家还专门对使用硅莫红砖后使用的经济效益进行了测算：提高产量和降低耐火砖检修成本。5000t/d回转窑使用硅莫红砖，可实现窑衬3年2次大检的目标，与一年一次大修相比，每年可节约窑衬检修直接成本50万元以上。因窑运转率高，所带来的熟料产量和余热发电量的增加，每年可多实现利润70万元。

　　节能效果明显。硅莫红砖较小的导热系数使得窑筒体外壁温度维持在320摄氏度左右，较小的热损降低了熟料生产的单位成本。经设计部门测算，5000t/d窑的前后过渡带使用硅莫红砖与尖晶石相比，每天可节约标煤2077.2kg，按此计算，每台窑每年至少节约标煤600多吨;硅莫红较轻的自重及不结窑皮的特性进一步降低窑体重量（按20米计）约200吨，每年节电也十分可观。

　　便于调配储存及降低管理费用。镁铬砖、尖晶石砖等碱性耐材不易久存，尤其是在多雨季节，碱性耐材极易吸湿导致内部晶相转化，造成砖体粉化水化，轻则影响使用，重则失去使用价值。与之相比，硅莫红砖具有性能稳定、保管简便等优点，且不存在吸湿水化问题。此外，由于全窑配置耐火砖品种减少，有利于降低管理成本；硅莫红制造周期较短，供货及时，也有利于企业合理备砖，减少备品量，节约周转资金。