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一、水泥窯用耐火材料的歷史

 

水泥窯用耐火材料的發(fā)展史就是隨著水泥生產(chǎn)工藝的不斷進(jìn)步而在創(chuàng)新中持續(xù)自我提升、自我革命的發(fā)展史，也是水泥和耐火材料互相成就的發(fā)展史。

 

傳統(tǒng)水泥回轉(zhuǎn)窯用耐火材料品種比較單一，最早全窯采用Al2O3含量30%-40%的粘土磚。自二十世紀(jì)三十年代以后，為了提高窯襯壽命，在燒成帶開(kāi)始配用Al2O3≥50%的高鋁磚。隨著窯爐規(guī)模逐漸增大和熟料產(chǎn)量、質(zhì)量的不斷提高，燒成帶用高鋁磚的使用壽命不能滿(mǎn)足要求，1936年在瑞士試用了鎂鋁磚，1938年在意大利首先使用了鎂鉻磚，預(yù)熱帶用粘土磚、分解帶熱端及冷卻帶采用高鋁磚、燒成帶采用鎂鉻磚，這種配套方案基本滿(mǎn)足了傳統(tǒng)水泥窯的使用需求。

 

八十年代初，我國(guó)開(kāi)始引進(jìn)國(guó)外大型預(yù)分解水泥生產(chǎn)成套裝備，隨著水泥回轉(zhuǎn)窯向大型化預(yù)分解窯的方向發(fā)展，傳統(tǒng)的普通鎂鉻磚已不能適應(yīng)，直接結(jié)合鎂鉻磚應(yīng)運(yùn)而生。在八十年代研制成功的適用于水泥回轉(zhuǎn)窯過(guò)渡帶的鎂鋁尖晶石磚，解決了過(guò)渡帶窯襯壽命低于燒成帶內(nèi)襯壽命的一大難題，使其燒成帶和過(guò)渡帶的使用壽命相匹配。實(shí)現(xiàn)了我國(guó)大型預(yù)分解水泥窯配套用耐火材料國(guó)產(chǎn)化。

 

二、水泥窯用耐火材料面對(duì)的挑戰(zhàn)及新產(chǎn)品的探索應(yīng)用

 

我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展迅速，從1985年起年產(chǎn)量及消費(fèi)量均穩(wěn)居世界第一，2020年全國(guó)累計(jì)生產(chǎn)水泥23.77億噸。但是，我國(guó)水泥行業(yè)業(yè)面臨的形勢(shì)也很?chē)?yán)峻，一是熟料產(chǎn)能過(guò)剩，水泥企業(yè)的運(yùn)轉(zhuǎn)率低，2020年，全國(guó)11省市產(chǎn)量絕對(duì)量同比出現(xiàn)下滑，二是國(guó)家對(duì)“兩高”企業(yè)管控越來(lái)越嚴(yán)格，2021年11月15日國(guó)家發(fā)展改革委等5部門(mén)印發(fā)《高耗能行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域能效標(biāo)桿水平和基準(zhǔn)水平（2021年版）》通知，明確要求，水泥熟料單位產(chǎn)品綜合能耗基準(zhǔn)水平是117Kg標(biāo)準(zhǔn)煤，標(biāo)桿水平為100Kg標(biāo)準(zhǔn)煤。依據(jù)能效標(biāo)桿水平和基準(zhǔn)水平，限期分批（一般不超過(guò)3年）實(shí)施改造升級(jí)和淘汰，對(duì)于不能按期改造完畢的項(xiàng)目進(jìn)行淘汰。產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩和“雙碳”背景下出臺(tái)的一系列的管控政策對(duì)水泥窯用耐火材料提出了三個(gè)挑戰(zhàn)：

 

1. 在國(guó)家“雙碳”背景下，對(duì)耐火材料的保溫、節(jié)能、環(huán)保功能提出了更高要求；

 

2. 產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩，因市場(chǎng)需求疲軟導(dǎo)致水泥窯開(kāi)停頻繁，對(duì)窯用耐火材料的穩(wěn)定性及使用壽命是一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)；

 

3. 水泥企業(yè)積極開(kāi)展智能化改造，耐火材料企業(yè)怎么從產(chǎn)品的施工及生產(chǎn)運(yùn)行檢測(cè)方面提高綜合服務(wù)能力以滿(mǎn)足用戶(hù)智能化升級(jí)的需要；

 

面對(duì)新的發(fā)展形勢(shì)，為積極貫徹落實(shí)國(guó)家節(jié)能降碳及創(chuàng)新發(fā)展的理念，中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)提出了水泥工業(yè)應(yīng)大力發(fā)展“第二代新型干法水泥技術(shù)”，耐火材料作為水泥燒成過(guò)程中不可或缺的內(nèi)襯材料，是第二代新型干法水泥技術(shù)重要的支撐條件。為滿(mǎn)足第二代干法水泥技術(shù)的要求，耐火材料應(yīng)具有節(jié)能降耗、綠色環(huán)保、長(zhǎng)壽高效、安全穩(wěn)定等多種功能。各耐火材料研究單位和耐火材料生產(chǎn)廠(chǎng)家做了大量研發(fā)推廣工作，研發(fā)了不同種類(lèi)的效果穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、低導(dǎo)熱復(fù)合磚，開(kāi)發(fā)出了各類(lèi)新型耐火材料產(chǎn)品。在進(jìn)一步提高耐火材料節(jié)能效果和適應(yīng)頻繁協(xié)同停窯方面取得了較好效果。

 

面對(duì)耐火材料日新月異的創(chuàng)新發(fā)展，尤其是新型耐火材料的不斷面世，作為水泥企業(yè)，在耐火材料的管理使用上要從三個(gè)方面加大力度：

 

一是要有統(tǒng)一的耐火材料管理理念，更加注重新型耐火性材料的性能和使用條件，將耐火材料的使用管理作為水泥窯工藝管理的重要環(huán)節(jié)，回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)質(zhì)量的管理和耐火材料的使用要一體化管理，避免造成耐火材料的非正常損壞，

 

二是使用的原燃材料要保持穩(wěn)定，盡量控制有害成分，防止結(jié)皮、副窯皮的產(chǎn)生；

 

三是處理危廢垃圾的生產(chǎn)線(xiàn)要與耐火材料生產(chǎn)廠(chǎng)家及時(shí)溝通，在耐火材料的配置方案上及時(shí)調(diào)整。

 

同時(shí)，耐火材料生產(chǎn)廠(chǎng)家也要加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，形成科學(xué)溫度梯度，將不同種類(lèi)材料限定在其許用溫度和強(qiáng)度范圍內(nèi)，在高溫高負(fù)荷的使用條件下，各種材料能夠發(fā)揮所長(zhǎng)，絕熱材料能夠得到更好的保護(hù)，整體性能更加安全穩(wěn)定。

 

總之，對(duì)于新型耐火材料的使用，水泥生產(chǎn)企業(yè)和耐火材料研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)要同心同力，只有這樣，新產(chǎn)品、新技術(shù)才能順利使用，效果才能充分發(fā)揮。

 

三、窯用耐火材料的發(fā)展趨勢(shì)

 

隨著中國(guó)工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展與國(guó)家十四五規(guī)劃實(shí)施方案的落地，耐火材料工業(yè)必然為迎合工業(yè)發(fā)展需求而不斷的創(chuàng)新；同時(shí)，國(guó)家對(duì)碳達(dá)峰、碳中和的高度重視，對(duì)“兩高”企業(yè)的嚴(yán)格管控，下游企業(yè)節(jié)能降耗、智能制造的改革，必將使優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、低碳、長(zhǎng)壽、高效等新型耐火材料的需求不斷的增加，也迫使耐火材料企業(yè)不斷向高端產(chǎn)品及高精尖工藝的方向研究發(fā)展，所以耐火材料企業(yè)需要不斷提高企業(yè)的綜合實(shí)力，更重要的是提高研發(fā)創(chuàng)新能力，持續(xù)不斷的開(kāi)發(fā)低耗能、高壽命的新型耐火材料產(chǎn)品，提高綜合服務(wù)能力以滿(mǎn)足新工業(yè)時(shí)代下水泥用戶(hù)的需求。

 

來(lái)源：洛陽(yáng)中聯(lián)水泥有限公司  何紀(jì)綱