水泥窯耐火磚性能對掛窯皮的影響

　　高溫條件下，水泥熟料和耐火材料互相作用，形成窯皮是一個復雜的現象。從耐火材料的角度看，這一問題涉及耐火材料的“發汗”、掛窯皮時耐火材料受到的損傷以及水泥熟料耐火材料反應產物的熱態和冷態物理化學性質等眾多問題。

　　第一，耐火材料的化學礦物組成、氣孔率和組織結構的牢固性決定熟料組分是否容易進入磚體，以及和耐火材料反應后產生何種物質。由此，決定耐火材料是否容易“發汗”，是否容易被熟料液相潤濕，是否容易粘接水泥熟料顆粒形成窯皮。

　　第二，耐火材料受到高溫的作用和熟料的侵蝕，耐火材料表面的化學成分、物相組成、物理性能都發生了改變。例如，鎂鐵尖晶石磚、鐵鋁尖晶石磚含有大量的助燒Fe2O3。如果不能迅速形成窯皮，磚中Fe2O3將與熟料反應，形成C4AF和c2F，致使耐火磚熱端的體積密度增高、顯氣孔率降低、熱膨脹系數增大，從而易于受熱震損害。

　　第三，水泥熟料耐火材料反應產物的物理性能。

　　C2S-MgO·(Fe，Cr)2O3系統的熔點比C2S- MgO·(Fe，Al)2O3。系統高200℃左右。由此推知，鎂鉻磚的耐燒蝕性要比鎂鋁尖晶石磚、鎂鐵尖晶石磚、鐵鋁尖晶石磚好得多。

　　第四，水泥熟料與白云石磚的反應產物是C3S。與鎂鉻、鎂鋁耐火材料的反應產物都有C2S。C2S具有相變和粉化的可能。在Cr、Al、Fe三種元素中，只有Cr能穩定β-C2S。所以，白云石磚的掛窯皮性最好，鎂鉻磚次之，鎂鋁磚的掛窯皮性最差。

　　常見堿性磚的掛窯皮性

　　窯皮的維護

　　1.掛上窯皮

　　一般情況下，掛窯皮需要較長的時間(1～3d)。掛窯皮的過程中，要求窯皮逐漸增厚，速率不要過快，以免掛上疏松的窯皮。

　　掛窯皮時，要求窯體規整完好，橢圓度正常，窯運行穩定，盡量減少開停窯的次數。

　　掛窯皮時，要求生料、煤粉的成分穩定適當，與所處窯溫適應，火焰位置與溫度場保持穩定，以形成數量和黏度適當、穩定的熔體。

　　掛窯皮時，要求窯料和襯磚互相適應，有利于窯料黏附磚面并適度滲入磚內，使窯皮穩定存在于磚體之上。

　　開始掛窯皮時，喂料為正常的65%～70%，窯速適當減慢。當窯料接近燒成帶后，適當加大風、煤，使耐火磚表面“發汗”，但不得“燒流”。窯料到達燒成帶后，要確保燒熟，但不能燒大火，還要控制結粒較小而均勻。熟料大的似核桃，小的似花生米，小顆粒占80%以上，翻滾靈活。以后逐步加大喂料，至第9班時完全揮發正常。

　　如果按照正常操作不能掛上窯皮，就要尋找問題的原因，采取針對性措施加以解決。從耐火材料來看，掛窯皮的溫度區間的下限是耐火磚的“發汗”溫度，溫度上限是窯皮的“燒流”溫度。從水泥熟料來看，掛窯皮溫度區間的下限是開始結粒溫度，溫度上限是窯料結粒明顯粗大的溫度。兩個區問的交集(彼此重合部分)就是掛窯皮溫度范圍。

　　一般情況下，掛不上窯皮的原因都是掛窯皮溫度范圍過窄或者該溫度范圍不存在。所以，若耐火材料的發汗溫度過高，制磚時就要添加有利于熟料黏附的物質。例如，磷酸鹽磚依靠添加黏土獲得類似于黏土磚的掛窯皮性。如果是熟料結粒溫度過低，就要提高鋁率或硅率。例如，由磷酸鹽磚改用鎂磚時，提高熟料的鋁率解決了掛窯皮的問題。如果問題已經出現，既不能更換耐火材料，也來不及調整熟料率值，就需要改變操作。例如，必要時可以采用鼓風強制冷卻窯體的方法，通過逐步增加冷卻風量，掛上窯皮。如果采取措施及時，掛上窯皮后，仍可獲得較長使用壽命。

　　2.維護窯皮

　　掛好窯皮只是長期安全運轉的第一步，更重要的是保護好窯皮，為優質、高產、長期安全運轉創造條件。維護窯皮的措施是：

　　①穩定熱工制度，保持快轉率在85%以上;

　　②控制火焰形狀，不使其刷窯皮;

　　③避免燒大火、燒頂火，嚴禁燒流或跑黃料，保證熟料結粒細小均勻，5～20mm的小顆粒占80%以上，翻滾靈活，進冷卻機微有灰塵揚起;

　　④發現窯皮不好，要及時補掛。