新型干法水泥窑用耐火材料的现状与发展.pdf

2010年10月

第44卷第5期383~386

新型干法水泥窑用耐火材料的现状与发展

袁林王杰曾
瑞泰科技股份有限公司北京100024

摘要回顾了我国水泥工业的发展,讨论了新型干法水泥窑的方向,介绍了目前大型水泥回转窑实际使用的
耐火材料,阐述了耐火材料合理配置及使用技术,展望了水泥工业用耐火材料的前景。
关键词新型干法水泥窑,现状,发展

1水泥工业的发展和方向焚烧炉烟气中残余的二噁英,避免了环境污染。
中国水泥工业增长很快。1978年,全国生产水目前,我国主要采用填埋、堆肥和焚烧3种方法
泥仅0.65亿,t到1990年增长到2.1亿,t2000年又处理垃圾,其中,填埋、堆肥需大量占地,还污染周边
增长到6.0亿,t2005年增至10.7亿,t到2009年水环境。焚烧需要大量使用进口设备,造价极高,即便
泥又增至16.3亿。t据统计,2009年底,全国共有新如此,还是难以烧尽二噁英。所以,水泥制造-垃圾焚
烧联合工艺既解决了城市垃圾处理的问题又减少了
型干法水泥生产线1113条,熟料产能9.6亿,t占水,
泥总量的76.9%。水泥生产的成本,降低了水泥制造的能耗,为水泥工
2009年,水泥的投资额高达1700亿元,相当于业的可持续发展找到了出路,为我国水泥工业还有进
一步的发展创造了条件。
十五期间的水泥投资总额,接近于十一五前三
*
年的水泥投资总和。至2009年底,全国已有1113条0
新型干法水泥生产线,年设计熟料产能9.5859亿,t2水泥工业用耐火材料
其中,日产!5000t的生产线设计水泥熟料产能占总2.1碱性耐火材料
新型干法水泥熟料产能的45.27%,新型干法水泥产2.1.1镁铬砖
量占水泥总产量的76.9%。镁铬砖是一种传统耐火材料。镁质耐火材料中,

目前,新型干法水泥的生产能力严重过剩,水泥Cr2O3能够促进直接结合和形成镁铬尖晶石,对提高
企业之间的竞争日趋激烈,开辟新的增长途径迫在眉耐火材料的高温性能、抗热震性、抗侵蚀性和挂窑皮
睫。新型干法水泥煅烧技术的两个重要的方向是使性具有重要作用。但是,在高温、氧化性气氛和碱性
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用替代燃料和焚烧生活垃圾。20世纪90年代以来,环境下,Cr会转变为剧毒、致癌的Cr,对生态环境
发达国家就开始大规模使用替代燃料,其使用方式是造成极大危害。
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将废料切碎,均匀加入分解炉中。1995年,德国水泥为了减少镁铬砖中Cr产生的公害,首先是使用
工业使用燃料的比例约为煤52%、褐煤36%、重油低Cr2O3含量的镁铬砖,其次是减少镁铬砖的使用。
10%、天然气2%,也使用废轮胎、废橡胶、废塑料和低表1示出了低铬镁铬砖与再结合镁铬砖的性能对比。
品位石油焦等替代燃料。水泥厂使用替代燃料减少低铬镁铬砖用高铁镁砂和铬铁矿制作。高温下,高铁
了购买燃料的开支,也减少了资源消耗,给水泥厂带镁砂中Fe2O3溶于方镁石;冷却过程中,MgO∀Fe2O3
来一笔额外收入,同时也改善了环境。这一技术的继从方镁石晶体中析出,形成散布于方镁石中小麻点状
续发展,就是建立水泥制造-焚烧垃圾联合处理工艺。镁铁尖晶石。图1是典型低铬镁铬砖中高铁镁砂的
例如,日本将水泥窑和垃圾焚烧炉并联,在一座独立扫描电子显微镜的背散射电子图像,其中的小亮点代
的焚烧炉中焚烧垃圾,将焚烧垃圾产生的烟气送入水表原子序数较高的镁铁尖晶石。从图1可知,镁铁尖
泥窑的窑尾,并利用焚烧垃圾产生的废渣作混合材
*袁林:男,1962年生,教授级高级工程师。
料:一方面,利用焚烧垃圾产生的热能生产水泥,降低
Emai:[e-mail]
了水泥制造的热耗;另一方面,利用水泥窑分解垃圾收稿日期:2010-02-03编辑:周丽红

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耐火材料/NAIHUOCAILIAO2010年第44卷

晶石的粒径在1~3m,又被方镁石晶体严实包裹。铬砖中Cr容易转变成K2CrO4挥发,致使镁铬砖较快
所以,氧化铁对耐火材料高温性能的影响较小。换句蚀损。所以,如果仅仅在窑内9.5~16m蚀损严重处
话说,低铬镁铬砖的工艺要点是用镁铁尖晶石替换一使用镁铬砖,在其他部位都使用无铬碱性砖,则既不
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部分镁铬尖晶石,通过限制Fe2O3的有害作用,发挥影响窑衬的寿命,又减少了残砖的Cr污染。

Fe2O3和Cr2O3的有益作用。2.1.2镁钙砖
表1低铬镁铬砖与再结合镁铬砖的性能对比镁钙系耐火材料具有良好的耐高温性、优异的挂
项目低铬镁铬砖直接结合镁铬砖
窑皮性和抵抗水泥熟料化学侵蚀的能力,但其易水
体积