一些新型干法水泥厂,由于高效新型冷却机的采用,窑头加强密封以及多风道喷煤嘴的采用,使回转窑的前窑口、窑门罩、冷却机热端、喷煤管等部位的温度升高,不仅导致窑口胴体因受高温而变型,使这一部位原用的粘土砖、高铝砖、传统耐火浇注料都不能满足使用要求,就是性能好的定形砖也难以砌好,容易引起掉落,使用寿命仅为30-100天,严重影响了窑的运转率,成为急需解决的一个突出的问题。同时,窑门罩、冷却机热端也由于温度的升高,所用耐火衬里材料,一般要求最高使用温度达1500℃以上的高铝质耐火浇注料匹配使用。但是,高铝质耐火浇注料又往往不能承受这些烟气中有害成分碱、氯、硫的侵蚀。因此,这些部位所用的浇注料既要耐高温有抗碱侵蚀。
二、高铝质低水泥用量耐火浇注料的性能特点
众所周知,传统耐火浇注料的组成和制备都较简单,它是由耐火集料和高铝水泥配置而成的。在制备过程中,细集料部分的颗粒级配没有进行精心设计。水泥颗粒也较粗(比表面积一般为3000cm2/g左右),水泥的加入量一般为15-25%,施工用水量为10-15%,这样制备的传统耐火浇注料,加水拌合够,水泥颗粒在水中呈絮凝状态存在,不能均匀分散。加之,水泥用量多,颗粒又粗,使水泥不能得到完全水化,最终导致浇注料的性能不好。具体表现在,在中温下,由于失水和二次CA、CA2化[1],硬化体总孔隙增多,结构疏松,使中温下强度大幅度下降;在高温下,由于水泥用量多,带入的杂志CaO含量相应增多。致使高温下形成低熔相多,影响了高温性能的提高。
低水泥耐火浇注料正是为了克服传统耐火浇注料所存在的弊端,采用降低水泥用量,超微粉技术,正确设计集料的推集,并选用高效表面活性外加剂等综合技术措施制备而成的,“七·五”和“六·五”期间我们研制的“高铝质低水泥用量耐火浇注料”和“刚玉质高强度耐火浇注料”的技术性能,可以看出低水泥耐火浇注料与传统耐火浇注料相比,具有以下特点。
1、水泥用量低,浇注料中含钙量仅为传统耐火浇注料的1/4-1/3。因此,减少了低水泥浇注料中低熔相的数量,从而使高温性能能明显改善;
2、施工用水量低,一般为浇注料重量的6-7%,因此具有高的致密度和低的气孔率;
3、不仅具有较高的常温固化强度,而且经中温和高温处理后的强度不发生下降,强度绝对值为传统耐火浇注料的3-5倍;
4、在高温下具有良好的体积稳定性,虽为不烧耐火材料,但经干燥和煅烧后,体积收缩小。
三、高铝质低水泥用量耐火浇注料在水泥窑上的应用
(一)“GJ-180高强度耐火浇注料”的应用
“GJ-180高强度耐火浇注料”是基于电熔白刚玉为集料‘以纯铝酸钙水泥为结合剂配制而成的。这种浇注料的最高使用温度达到1800℃,1400℃下的热态抗折强度达7.4MPa,在高温下也具有较好的耐磨损性能。它适于新型干法水泥窑的前窑口,三风道喷煤咀等部位使用,。
(二)“GJ-18S浇注料”的应用
该牌号浇注料也是以电熔白刚玉为骨料,它属低水泥用量耐火浇注料,该浇注料具有很高的机械强度和抗冲刷、耐磨蚀性能,最高使用温度为1600℃,由其性能决定,这种浇注料适宜于1000-1400℃,冲击磨蚀严重的大型水泥窑窑口,多筒冷却机弯头等部位使用。
(三)“LC-160浇注料”的应用
这种浇注料也属低水泥耐火浇注料,是基于高铝烧矾土熟料为集料,以纯铝酸钙水泥为结合剂制备成的。这种浇注料的用途基本与“GJ-18浇注料”相同。但是,由于该浇注料的集料是烧矾土熟料,因此,起耐磨损性能较“GJ-18S浇注料”差。它适宜于中小型干法水泥窑窑口、冷却机弯头部位适用。
(四)“GJ-15B(或GJ-15A)浇注料”的应用
这种浇注料按其特性和化学成份应称为“耐碱高铝质低水泥耐火浇注料”,它是通过基质成分的调整和控制制备成的,既具备高的机械强度,有具备耐碱侵蚀,最高使用温度达1500℃度的优良性能的高铝质耐火浇注料。它适宜于水泥生产所用原、燃料中含碱、硫、氯高的一些大型干法水泥窑的窑门罩冷却机热端、喷煤管后部以及中小型窑窑口,多筒冷却机弯头等部位使用。
四、结束语
近几年来,通过对“GJ-180高强度耐火浇注料”和“高铝质低水泥用量耐火浇注料”在大、中型水泥窑上不同部位的使用实践,我们认为“GJ-180高强度耐火浇注料”适用于操作温度经常达1400℃以上的高温烧蚀严重的部位,如大型干法窑的窑口,三风道煤咀等部位宜选用“高铝质低水泥用量耐火浇注料”。