2024年4月4日发(作者：)
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新型干法水泥技术原理与应用讲座（连载十七） 陈全德 崔素萍北京工业大学材料学院 （１０００２２） 第十四讲水泥工业用耐火材料（上） 成、矿物组成。同时应该注意耐火度仅代表耐火材 Ｏ引言 料可以承受的最高温度，并不意味着可以在此温度 耐火材料是窑炉工业的重要材料。随着水泥 下长期使用，因此选用的耐火材料耐火度应该高于 上业悬浮预热和预分解技术的突破，以及设备日趋 使用温度１００℃以 卜。表１是几种主要耐火材料的 大型化，窑的热负荷显著增高，转速加快，碱侵蚀严 耐火度。 重，从而使窑衬寿命及设备运转周期缩短，因此世界 裹１几种主要耐火材料的耐火度 各国开始重视研制发展各种新型优质耐火材料。 耐火材料名称 耐火度 工业窑炉等热工设备对耐火材料的要求主要 ＳＫ ＷＺⅡＫ 包括耐火度高。热膨胀及重烧线变化小。常温耐压 粘土砖 ２６—３４ ｌ５８一ｌ７５ １ ５８Ｏ ｌ ７５Ｏ 强度及高温荷重变形温度高，抗热震性、抗渣性、 高铝砖 ３５～３８ ｌ７７一ｌ８５ ｌ ７７Ｏ＾－ｌ ８５Ｏ 刚玉砖或含铝刚玉砖 ３８～３９ ｌ８５～ｌ ８８ １ ８５Ｏ～ｌ ８８Ｏ 耐磨性及抗震性好，尺寸准确、外形整齐等。在一 镁砖 ３８＿４ｌ １８５－ｌ９６ ｌ ８５Ｏ＿ｌ ９６Ｏ 些特殊场合还需要考虑导热、导电性能。一般情况 ｆＬＩ云石砖 ＞４２ ＞２０ｏ ＞２ ０ｏＯ 下，这些性能可以作为评价耐火材料的标准，但是 镁铬砖 ＞４２ ＞２０ｏ ＞２ ０ｏＯ 耐火材料很难能够完全满足 述所有的要求．而且 由于使用条件的变化，其表现的性能亦有所变化， １．２气孔率、密度、吸水率 因此，在选择或评价耐火材料时，必须注意与使用 （１）气孔率：耐火材料所含的气孑Ｌ，可分为开 条件相适应，进行经济对比。水泥￣Ｌ，Ｊｋ窑、炉系统 口气孑Ｌ、闭口气孔和连通气孔。 使用的耐火材料，需要根据系统各部位的使用条 总体积（包括其中的全部气孔）为Ｖ ，质量为 件，选用不同品种的耐火材料，并注意其合理匹 ｗ ，开口气孔体积为ｖ 闭口气孔体积为ｖ ，连 配。才能取得良好的效果。 通气孔体积为ｖ ，则有关性能表达式如下。 １耐火材料的主要性能指标 真气孔率或称总气孔率（ＰＩ），其为砖块中全部 气孔体积占整块体积（ｖ）的百分率： 耐火材料的品质主要由其化学成分、物理性 Ｐ，－—ｖｉ＋ｖ ２＋ｖ３—×１００％ 能、外形结构等各种特性所决定。通过对耐火材料 性能的检验，可以鉴定原料及生产过程控制，了解其 显气孑Ｌ率或称开口气孔率、假气孔率（ ，其 适用条件及对耐久性的影响，寻求提高质量的途径。 为开口气孑Ｌ（指与大气连通的气孔）的体积与砖块 １．１耐火度 总体积的百分率： 耐火度是表示材料抵抗高温作用而不熔化的 ｖ＋＋ｖ— Ｐ ＝ ｘ １００％ 性能。测定时，将耐火原料或制品按规定方法制成 试锥，与标准试锥一起在规定的条件下进行对比试 闭口气孔率（Ｐｃ）为砖块中闭口气孑Ｌ（彼此隔 验，以同时弯倒的标准高温锥标号来表示该试锥的 离又和大气隔离的封闭气孔）的体积占砖块总体 耐火度。对耐火度的检验方法，中国以冶金工业部 积的百分率： 部颁标准ＹＢ３６８—７５为准，标准锥号以“ＷＺ” Ｐ＝和锥体弯倒温度的１／１０来标号。前苏联用“ⅡＫ”． ｏ号ｘ １００％ 美、英、Ｅｔ等国则用“ＳＫ”标号。 由此可见：Ｐ‘：＝Ｐｌ—Ｐ 决定耐火度的根本因素是耐火材料的化学组 在一般耐火制品中（除熔铸制品和轻质隔热制 选坷始寺匀２ＤＤ６年第３期 ２４
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品外）开口气孔及连通气孔占总气孔体积的绝对多 能造成最紧密的堆积；成型压力不足，没有使颗粒 数。闭口气孑Ｌ体积很少，并且难以直接测定。因 结合达到最紧密的程度：干燥期间水分逸散时或烧 此，制品的气孔率指标，常用开口气孔率（即显气 制期间颗粒发生变化，体积收缩时，没有产生相应 孔率）表示。 的紧凑聚集等。 （２）体积密度：体积密度（ｄ。Ｊ为砖块的干燥质 一般耐火材料的体积密度和显气孔率列于表２。 量（Ｗ）与总体积（包括砖实体和全部气孔）之比： 表２一般耐火材料的体积密度和显气孔率 ｄｈ－ｗ（ｇ／ｃｍ－￣） 耐火材料名称 体积密度，ｇ・ｅｍ 显气孔率，％ 普通粘土砖 １．８０～２．００ ３０．０－２４，０ （３）密度：密度（ 为砖块的干燥质量与其 致密粘土砖 ２．０５－２．２Ｏ ２０．Ｏ一１６．０ 真体积（总体积与其全部气孔体积之差）的比值， 超致密粘土砖 ２．２５－２．３０ １５．０一ｌ０．０ 即单位无气孔实体的质量： 硅砖 １．８０～ｌ，９５ ２２．０一ｌ９．０ 镁砖 ２．６０～２，７０ ２４，０￣２２．０ ｄｏ－Ｆ 由表２可见。一般耐火材料的气孔率均为２０％ （４）相对密度：相对密度为耐火材料单位体积 ～３０％。一般说来，降低气孔率对于提高产品质量、 质量与４℃水的单位体积匝量之比。相对密度无量纲。 增大机械强度、减少与熔渣及腐蚀性气体的接触表 相对密度是不包括气孔在内的单位耐火材料的 面面积、延长使用寿命是有好处的。但保持一定的 质量（即真体积的材料质量）与４￣１２水的单位体积质 显气孔率对于水泥窑煅烧带形成窑皮及缓冲热膨胀 量之比。由于４￣Ｃ水的密度为０．９９９７２ｌｇ／ｃｍ ，故相对 应力又有一定好处。因此，在耐火材料生产及使用 密度与密度值基本相同，只不过前者单位为ｇ／ｃｍ，， 中必须根据具体情况综合权衡。 后者无量纲 １．３常温耐压强度 假密度（ 亦称视密度，是仅包括闭口气孔 耐火材料在使用过程中，很少由于常温下的静 在内的单位体积耐火材料质量与４￣Ｃ水的单位体积 负荷而遭致破损，测定常温耐压的极限强度可以了 质量之比： 解生产工艺操作情况，它同气孑Ｌ率等其他性能指标 一ｄ．－ 起，可以用来综合判断制品质量，为一般最常用 的检验项目。影响常温耐压强度的因素有化学成 相对体积密度（ｄ ）为包括全部气孔在内的单位 分、成型方法、烧成温度、孔隙率、保存情况等。 体积耐火材料质量与４￣１２水的单位体积质量之比。 对于耐火材料的机械强度．也有的国家检验抗 由于假密度较密度容易测定，故常以此代用． 折和抗张强度。根据试验结果，耐压强度值约为抗 但通常数值较相对密度稍低。 折强度值的２—３倍，为抗张强度值的５～ｌ０倍。 （５）吸水率：吸水率为全部开ｆ－ｉ气孔（包括连通 １．４高温结构强度 气孑Ｌ）吸收水的质量（ｗ）与其干质量之比的百分率： 测定高温结构强度的目的是为了检验耐火材料 ｓ＝ ×１００％ 在温度和压力同时作用下的抵抗能力。根据测定时 温度和压力的变化有高温荷重变形温度（或称荷重 （６）密度、体积密度和气孔率之间的关系可由 软化点）和高温机械强度两种检验方法。前者固定 卜推导如下： 压力（０．２ＭＰａ），不断升高温度，测定试样发生一 Ｐ ；［・一妾］× ｏ０％ 定变形量和倒塌时的温度；后者固定测定温度，观 察所能承受的最大压力。也有固定温度和压力，试 ［ 一鲁］×ｌ０。％ 验材料的蠕变性能。 检验结果一般用以下几个指标表示： 鲁］×ｌｏ。％ （１）试样自膨胀最大点被压缩０．３ ｍｍ时的相 Ｐ 应温度。称为试样的软化开始温度或０．６％变形温 除电熔法生产的制品以外，其他所有的耐火材 度（Ｔ ）。 料都有气孔 其主要原因在于颗粒配合不适当，不 （２）试样自膨胀最大点被压缩２ｍｍ时的相应 ２５谴 寺 兰 堡兰塑
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温度，称为试样的４％变形温度（Ｔ：）。 （直至试样受热面破坏一半为止），作为热震稳定性 （３）有的试样（如硅质制品），毫无变形预兆， 的量度。 或刚开始变形，或者开始变形后一直停滞不变．但 影响热震稳定性的因素有：热膨胀率、相变、 当加热至某一温度时，突然溃裂，致使无法测出各 热容和导热率、弹性模量、机械强度，制品形状和 种变形温度。此种试样的高温结构强度急剧失去时 大小、热流性质、加热和冷却速度以及材料本身的 的温度，称为溃裂温度。 烧成结构等许多方面。 （４）有的试样（如镁质制品），当加热至某一温 １＿７抗侵蚀性 度时突然破碎，致使无法测｝｝Ｉ各种变形温度。此种 耐火材料在高温下对于炉渣侵蚀作用的抵抗能 试样破碎时的温度，称为破碎温度。 力，称为抗侵蚀性。炉渣对耐火材料的侵蚀作用包 耐火材料荷重软化温度的高低，主要取决于其 括炉渣和熔融物料对耐火材料产生的腐蚀和磨蚀， 中化学、矿物组成，也就是取决于存在的结晶相及 料粉和窑炉气中的烟尘飞溅于耐火材料之上产生的 其构造和形状、结晶相与玻璃相相对含最以及玻璃 侵蚀、冲刷或相互作用等。这些作用十分复杂，不 相在一定温度下的粘度。另外耐火粗颗粒的存在也 仅有化学反应，而且有机械磨损和物理化学侵蚀， 有一定影响 这些都是在使用过程中耐火材料损毁的重要原因。 耐火材料中低熔物或熔剂量增加会降低荷重变 影响抗渣性的主要因素有耐火材料和熔渣的化 形温度，如粘土砖中加人Ｎａ Ｏ，硅砖中加人 学性质、致密度和整体性以及作用温度等。 Ａｌ：Ｏ，，镁砖中加人ＣａＯ和ＳｉＯ２，即产生此影响 １．８热传导性 因此，耐火材料生产要求采用纯度较高的原料保’证 耐火材料是结晶体、玻璃质和空气的不均匀混 较高的荷重变形温度。但是在某些情况下，可以通 合体。比一般单纯物质的热传导性复杂，在较低温 过加人能够改善结晶结构或调整低熔点液相的氧化 度下，热传导主要是靠颗粒间的彼此接触，而在较 物，例如在镁砖中加人Ａｌ：Ｏ，使之形成尖晶石结 高温度则主要依靠穿过孔隙的直接辐射。由于一般 合，或加人ＳｉＯ 使之形成镁橄榄石结合，提高荷 耐火材料孔隙细小，故孔隙中气体对流传热很小。 重软化温度。 热传导性对使用时计算炉内热量经砌体往外散 １．５高温体积稳定性——重烧线变化，亦称残存收 失有很重要的意义，对于热稳定性也有重要影响。 缩或膨胀 对于那些要求绝热的轻质耐火材料和要求导热良好 耐火材料在长期的高温受热过程中，物相将继 的隔焰加热炉更为重要。 续变化，产生重结晶和烧结现象，随之引起体积的 热传导性对于热稳定性的影响，可由以下关系 收缩或膨胀，即所谓重烧线变化。收缩过大将引起 看出： 裂缝，使温度急变，抵抗性和抗渣性降低；膨胀过 甚，将引起窑炉肿胀，甚至崩裂造成倒塌。 ０ ＝一： ｃ。 ＿Ｌｔ（、 ｍ２ｍ－／，ｈ）ｎ】 影响高温体积稳定性的因素．主要是由于烧成 式中： ——温度传导系数（ｍ ）； 不足，原料粒子问互相反应未完全．在以后的较高 ——热传导系数（Ｗ／ｍ・ｋ）； 温度下工作时产生新的变化。这种变化可分为两 ——材料的体积密度（ｋｇ／ｍｓ）； 类，即烧圃及结晶转化。烧同程度加深，引起残存 ｃ——热容最（ｋＪ／ｋｇ・ｋ）。 收缩；结晶转化则能引起砖块的收缩或膨胀。 南上式可知．愈大。受到加热或冷却的砖内温 １．６热震稳定性——温度急变抵抗性 差就愈小。内部产生的应力也小，耐温度急变抵抗 在间歇作业的窑炉等热：Ｉ 设备中，由于温度的 的性能就好 骤然变化，或者在连续操作的设备中温度的波动． 影响热传导性的主要因素有矿物成分、孔隙 均可使耐火材料发生裂纹、破碎或剥落。耐火材料 率、温度及晶格缺陷、杂质等。 对于急冷急热的温度变动的抵抗性能，称为抗震稳 １．９热膨胀系数 定性或温度急变抵抗性。 热膨胀指制品在加热过程中发生的长度变化， 我国对热震稳定性的检验方法，是以试样在试 其表示方法分为线膨胀率和线膨胀系数。线膨胀率 验条件下，经受１ １００￣Ｃ至冷水的急冷急热次数 指由室温升至试验温度时试样长度的相对变化百分 甸２ｏ０垒 第三 ２６
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率。平均线膨胀系数指由窄温升至试验温度时，平 均每升高１℃，试样长度的相对变化率。热膨胀系 数对镶砌时确定砌缝大小有重要意义，对热稳定性 亦有直接影响。热膨胀系数愈大，则在砖块受热后 内部引起的应力愈大，温度急剧改变时易遭损坏。 １．１０耐磨性 砖．由于在窑内碱性气氛下，稳定的３价铬转化为 氧化能力极强的６价铬，污染水源，导致人体的伤 害，因此环保部门已发出停止生产和使用的建议。 鉴于以上状况，２０世纪９０年代以来。耐火材料工 业通过技术创新，已推出许多使用及环保性能兼备 的第二代、第三代新型产品如镁铝尖晶石砖、镁铁 耐磨性指耐火材料抵抗固体摩擦的性能。例如 尖晶石砖、高温硅酸钙板、抗结皮ＳｉＣ浇注料等， 水泥回转窑内的衬料，受到生料、熟料的摩擦和气 以满足生态环境材料型水泥工业新的需求。 流中粉尘的冲刷均会产生磨损，影响使用寿命。影 ２．１粘土砖 响耐磨性的因素除了砖块的密度和强度外，也与其 粘土砖为氧化铝含量３０％～４０％的硅酸铝质耐 组织结构有关，颗粒问结合紧密坚固可增强耐磨性。 火制品，其矿物组成为莫来石（３Ａｌ￣Ｏ，・２ＳｉＯｚ）２０％ １．１１电传导・ｌ生 ～５０％．玻璃相２５％一６０％和方石英及石英（最高可 耐火材料的电传导性大小不同。一般来说低温 达３０％）。普通粘土砖按Ａｌ ０ 含量可分为：一等 时都是电的不良导体．温度升高例如在１ ０００℃以 （大于４０％），二等（大于３５％），三等（大于３０％）； 上，砖块内部液相逐渐生成，电传导性也显著增 相应的耐火度不低于１７３０℃、１６７０℃和１６１０℃； 加 对一般耐火材料，电传导性不做测试，但用于 荷重软化温度均在１２５０℃～１４５０ｏＣ：热稳定性较 电炉衬砖和绝缘材料时则有其重要意义。再结晶的 好，一般使用在回转窑的干燥带、预热带、分解带及 碳化硅砖和铬砖的电传导性较其他制品高。 冷却机内。近年来。许多国家研制了特种粘土砖，以 １．１２制品形状和尺寸的准确度 使其在保持抗碱侵蚀的前提下，提高耐火温度。 除＿『各种性能影响到耐火材料的品质外，制品 ２．２高铝砖 形状和尺寸的准确度也与耐火材料的使用寿命有 高铝砖为氧化铝含量在４８％以上的硅酸铝耐 关 由于耐火材料砌筑时，对砖缝都有一定要求， 火制品，矿物组成为刚玉（ —Ａ１ ０３、莫来石和玻 如制品形状不规则．尺寸不准确，则很难达到规定 璃相，其含量取决于Ａ１ ｏ４ ＳｉＯ 比值和杂质的种类 要求。并且南于砖缝处密度小，强度低，易于被熔 及数量。按Ａｌ：０３含量（或Ａ１：Ｏｄ ｓｊ０２比值）划分等 渣熔解；尺寸不准确也易于造成砖体损坏脱落。故 级，我国高铝砖分为三级：ＬＺ一６５含Ａｌ２０ ６５％ 砖缝处一般是耐火材料最易受损害的地方。因此． ７０％，耐火度１ ７９０％；ＬＺ一５５含Ａｌ２０３５５％一６５％，耐 耐火材料生产、运输、保管和使用时，都要对制品 火度１ ７７０￣Ｃ；ＬＺ一４８含Ａ１２Ｏ３４８％～５５％，耐火度 形状和尺寸的准确度给以足够的重视。 １ ７５０％。可用于回转窑过渡带后部、冷却带及冷 却机内。近年来，许多国家研制了刚玉砖、耐热震 ２水泥工业常用的耐火材料及发展 高铝砖及高强高铝砖等新品种，主要目标在于降低 水泥ｊ二业常用的耐火材料有粘土质、高铝质、 显气孔率，提高抗液相熟料侵蚀、碱盐侵蚀和耐磨 镁质、镁铝质、镁铬质以及耐碱、隔热耐火材料等 蚀能力。 种类。２０世纪９０年代以来，随着新型干法水泥技术 ２．３磷酸盐结合离铝质窑衬砖 的发展及环境保护的日益严格要求，对预分解窑全 磷酸盐结合高铝质窑衬砖包括两种产品．一种 窑系统的浇注料及其锚固件、耐火砖、隔热保温材 是磷酸盐结合高铝质砖（简称磷酸盐砖），牌号为 料都提出许多新的要求．由此也推动了耐火材料＿Ｔ Ｐ；另一种是磷酸铝结合高铝质耐磨砖（简称耐磨 业的技术创新。例如：窑径增大使窑内衬料单位热 砖），牌号为ＰＡ，由中国建筑材料科学研究院研制。 负荷增加；窑速增快，使窑内衬料热震应力增大； 磷酸盐砖是以浓度４２．５％～５０％的磷酸溶液作 高质量熟料硅酸盐矿物增多，煅烧温度增高，窑内 为结合剂，集料是采用经回转窑１ ６ｏ０℃以上煅烧 衬料易受过热损坏和熔融；二次燃料及Ｔ业废料的 的矾土熟料。在砖的使用过程中，磷酸与砖而烧矾 应用．不仅使燃料化学成分易于波动，并且它们的 土细粉和耐火粘土相反应．最终形成以方石英型正 碱、硫、氯有害成分及低熔点的重金属，都会增大 磷酸铝为主的结合剂 耐磨砖是以 ｒ＿、【 磷酸、工业 耐火材料的化学侵蚀及应力；原来使用较多的镁铬 氢氧化铝配成磷酸铝溶液作为结合剂，其摩尔比为 ２７ 娣寺匀２００６－ｆ－￣３期
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Ａｌ：０ ：Ｐ２０ ＝ｌ：３．２。采用的集料与磷酸盐砖相同。在 （ＭｇＯ・Ａ１：０，）结合的高热震稳定性的镁铝砖作为发 砖的使用过程中，同磷酸盐砖一样形成方石英型正 展的方向。改善镁砖质量，在工艺方面要“精料精 磷酸铝为主的结合剂。两种砖虽然都是使用同样集 配，高压高温”，提高原料纯度和提高砖的致密度。 料，机压成型，经５００￣Ｃ２Ｅ右热处理所得的化学结 在储存运输方面，应特别注意防潮，以免受潮后容 合耐火制品，使用中最终形成的结合剂也一样。但 易破裂。 是，由于其制作Ｔ艺不尽相同。而显示了各具特色 ２．５聚磷酸钠结合镁砖 的性能。例如，磷酸盐砖在集料的颗粒组成中。采 聚磷酸钠结合镁砖是一种化学结合镁砖。其 用了相当大量的５—１０ｍｍ的烧矾土。砖的显气孔 组成是以高钙合成镁砂作集料，聚磷酸钠作粘合 率较大，经同样温度处理后，砖的弹性模量较耐磨 剂，纸浆废液作水化抑制剂。将部分菱镁矿先经 砖低得多，热震稳定性良好。而耐磨砖采用的矾土 １０００ｑＣ轻烧成镁粉，然后以菱镁矿、轻烧镁粉、白 集料为＜５ ｎｌｎｌ的颗粒，并直接采用磷酸铝溶液作为 云石为原料，经配料、粉磨、压球及回转窑烧结而 成型结合剂，压制也较密实，所以显示出更高的强 成。聚磷酸钠为白色玻璃状碎屑，组成为 度和耐磨性能，但热震稳定性则较差。因此，磷酸 Ｐ２０５６９．３３％，Ｎａ２０ ３２．５４％，Ｎａ２Ｏ／Ｉ）２０ １．０７４（摩 盐砖适于在回转窑的过渡带、窑口及其他易掉砖的 尔比），平均聚合度为ｌ３，纸浆废液比重１．２５～ 部位使用。目前，除少数小型窑仍有使用外。大中 １．３０ｇ／ｅｒａ 。其百分配比为高钙镁砂：聚磷酸钠：纸浆 型预分解窑没有采用。 废液：水： ｌ ００：３：０．７～１．０：３．０～３．５，配料后经湿碾、加 ２．４镁砖 压成型及１５０～２００￣１２干燥后即为成品。 镁砖是氧化镁含量不少于９１％，氧化钙不大 聚磷酸钠结合镁砖兼具常温固化及热固化性 于３．０％，以方镁石（ＭｇＯ）为主要矿物的碱性耐火 能，常温强度及ｌ ４５０ ｏＣ下抗压强度均较高，荷重 制品。镁砖的特性，可从砖体由含钙、镁、铁的硅 软化点在ｌ ７００ ｃｃ以上，热膨胀系数及弹性模量较 酸盐作为方镁石晶体的胶结剂来考虑。其导热率 国产普通镁铬砖高，热震稳定性亦较普通镁铬砖 好；热膨胀率大；抵抗碱性熔渣性能好、抵抗酸性 好，耐水泥熟料侵蚀性亦较好。 熔渣性能差：荷重变形温度因方镁石晶粒四周为低 ２．６白云石砖 熔点的硅酸盐胶结物，表现为开始点不高，而坍塌 白云石砖的新产品含有ｌ％一３％的ＺｒＯ２颗粒， 温度与开始点相差不大；耐火度高于２ ０００ ｏＣ，但 气孑Ｌ率低。具有较好的挂窑皮及抗硫、氯等有害物 对实际使用没有意义；热震稳定性差是使用中毁坏 侵蚀能力。但砖体内的游离氧化钙易于吸水。使砖 的主要原因。 体受潮，因此在储存、运输过程中必须采取相应措 镁砖的相组成为方镁石８０％一９０％．铁酸镁 施加以保护。 （ＭｇＯ－Ｆｅ：ｏ３）、镁橄榄石（２ＭｇＯ－ＳｉＯ＝）和钙镁橄榄 ２＿７镁锆砖 石（Ｃａ０・ＭｇＯ－Ｓｉ０９共约８％～２０％。含镁、钙、铁 镁锆砖耐火度较高，１ ６６０￣Ｃ以下方可被熟料侵 等硅酸盐玻璃体约３％～５％。这些硅酸盐相可能有 蚀，同时氧化锆颗粒四周形成微裂纹。可吸收外 硅酸三钙（３Ｃａ０－Ｓｉ０２）、镁蔷薇辉石（３ＣａＯ－ＭｇＯ・ 力，具有较大的抗断裂强度，抗ＳＯ，、ＣＯ２、Ｒ 、 ２ＳｉＯ２）、钙镁橄榄石、镁橄榄石、硅酸二钙ｆ２Ｃａ０－ ｃｌ一蒸汽侵蚀和抗熟料侵蚀，具有较高的抗压强度 ＳｉＯ：）等。如果从镁砖性质要求来考虑，这些硅酸 和抗氧化还原作用，但导热系数较尖晶石砖高，成 盐作为方镁石的胶结剂，如硅酸三钙，虽荷重变形 本亦较高。 温度和抗渣性均好，但烧结性很差。烧成困难。没 ２．８普通镁铬砖 有实际意义；镁蔷薇辉石的烧结性差。荷重变形温 镁铬砖含ＭｇＯ５５％～８０％，Ｃｒ２０３≥８％（一般 度低，耐压强度小，无可取之处；钙镁橄榄石虽能 ８％～２０％），主要矿物为方镁石和铬尖晶石。硅酸盐 促进烧结，常温耐压强度也高．但荷重变形温度很 相为镁橄榄石和钙镁橄榄石。如果Ｃｒ＝Ｏ，含量高达 低，属有害矿物；硅酸二钙的荷重变形温度高。但 １８％－３０％，ＭｇＯ含量２５％一５５￣７０，则称为铬镁砖。 烧结性差，强度低，而且在低温有相变化，容易发 普通镁铬砖对碱性渣的抵抗能力强，抗酸性渣 生崩散，也不应选做胶结剂。因此，必须以镁橄榄 的能力比镁砖好，荷重软化点高，高温下体积稳定 石结合的高荷重变形性能的镁砖及以镁铝尖晶石 性好，在ｌ ５００￣Ｃ时的重烧线收缩小。这种砖系２Ｏ 国Ｉ才蓝 寺匀２００６￣３期 ２８
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世纪７０年代的早期产品，随后逐步被直接结合镁 产品。它是采用特殊弹性制造技术和二价铁尖晶石 铬砖所取代。 制成。由于砖的表面生成一层粘性很高的铁钙和铁 ２．９直接结合镁铬砖 铝钙化合物，易于窑皮的粘挂，兼备白云石砖及镁 在窑温１７００ｏＣ以上的大型窑内，普通镁铬砖 铬砖优良的挂窑皮功能。同时，耐火度较高，抗氧 已难胜任，直接结合镁铬砖就是为了适应水泥生产 化还原功能强，在窑内烧成带、过渡带广泛采用。 大型化而发展起来的一种优质镁铬质耐火材料。如 ２．１２耐碱砖 前所述，普通镁铬砖的主要矿物方镁石和镁尖晶石 耐碱砖是一种新型耐碱的黏土质（或半硅质） 四周为硅酸盐基质，呈硅酸盐型结合，而硅酸盐基 耐火材料。 质恰是碱性砖中熔点最低而最易受侵蚀的部分。直 在水泥回转窑生产中。来自原、燃料中的钾、 接结合镁铬砖的主要矿物方镁石和尖晶石则多呈直 钠、硫、氯等有害成分，在高温带形成硫酸盐和氯 接结合。虽然也有少量硅酸盐相基质，但直接结合 化物随窑气后逸，除对烧成带、过渡带的碱性窑衬 率高．因此，大大改善了砖体的高温性能。 侵蚀损害外，到窑尾烟室、分解炉、预热器等处由 直接结合镁铬砖是以优质菱镁矿石和铬铁矿石 于温度降低而凝结富集，可渗人普通黏土砖内，与 为原料，先烧制成轻烧镁砂，按一定级配高压成 砖体产生化学反应，生成钾霞石（ＫＡＳｚ）、白榴石 球，在１ ９００℃高温下烧制成重烧镁砂，再配入一 （ＫＡＳ４）和正长石（ＫＡＳ６）等膨胀性矿物，使黏土砖 定比例的铬铁矿石，加压成型，经１ ７５０～１ ８５０ｃｃ 开裂剥落，形成“碱裂”破坏。此外，由于出窑熟 隧道窑煅烧而成。经１ ７５０—１ ８００￣Ｃ烧成者为高温 料温度高，碱从熟料内继续挥发，对篦冷机热端、 直接结合镁铬砖。经１８００～１８５０ｃｃ烧成者为超高温 窑头烟室及窑门罩的黏土砖侵蚀，形成“碱裂”。 直接结合镁铬砖。其生产的关键一是需要高纯原 ２０世纪６０年代曾一度成为大型悬浮预热窑发展的 料，二是要求高压成型，三是要求高温煅烧。该砖 障碍。为此，德国首先研制成功Ａｌ Ｏ，含量２５％～ 于２０世纪８０年代由中国洛阳耐火材料厂及中国建 ２８％的耐碱粘土砖，使窑气中的碱在砖面上凝集后 筑材料科学研究院研制成功。但是，９０年代以来， 迅速与砖面发生化学反应，形成一层高黏度的釉面 由于铬污染问题。国内外环保部门已提出限制生产 层．封闭了碱向砖体内部继续侵蚀的孔道．从而防 和使用。目前，直接结合镁铬砖也正在被许多新型 止了“碱裂”。同时，在窑气中含氯较多时，可适 产品（例如：镁铝尖晶石砖等）所替代。 当提高砖中ＳｉＯ 含量，增大砖面与氯碱结合挂粘 ２．１０镁铝尖晶石砖 的能力，制成耐氯碱侵蚀的耐碱粘土砖：为适应预 镁铝尖晶石砖是为了改善镁砖的热震稳定性。 分解窑二次风管中带熟料粉尘的高速气流对衬里的 在配料中加人氧化铝而生成的以镁铝尖晶石 冲刷，亦可制成高强度的耐碱粘土砖：为满足窑体 （ＭｇＯ・ＡＩ ０ 为主要矿物的镁质砖。 隔热要求，还可制成轻质耐碱粘土砖（如德国牌号 ２０世纪７０年代末期，随着新型干法水泥生产 Ｏｒｙｌｅｘ砖，日本牌号ＧＩＡＳｉｌ砖）等。这些耐碱砖广 的发展，在生产直接结合镁铬砖之后，叉向高级镁 泛用于悬浮预热窑及预分解窑系统。用量达３０％～ 铝尖晶石砖的方向发展。９０年代中期以后，由于 ４０％。 对直接结合镁铬砖产品限制的呼声日益增高，赋予 ２０世纪９０年代以来．为适应大型预分解窑的 了镁铝尖晶石砖新的发展动力。９０年代在研发成 需要碱性砖进一步提高了耐火度、耐化学侵蚀性 功第二代尖晶石镁砖后，又研发出第三代产品。其 能；进一步降低氧化铁含量至１，５％；在不动没 技术特点是采用大的一次晶格尺寸氧化镁，降低了 备部位有被浇注料代替之势。 氧化铁含量；采用新技术制造高弹性砖；采用尖晶石 ２．１３隔热材料 封闭结构，阻止熟料中氧化钙等成分进入砖内等。 隔热材料是以轻质耐火材料制成的隔热制品， 由于采取以上技术措施．增强了镁铝尖晶石砖的抗 其品种以高温硅钙板为主，还有轻质煅烧砖、耐火 化学侵蚀性。提高了耐火度和弹性，使之可适用于 隔热混凝土、隔热板材及陶瓷耐火纤维制品等。它 窑内过渡带、烧成带和碱性物料带。 们都具有多孔结构、质轻、导热系数小、保温Ｉ生能 ２．１１镁铁尖晶石砖 好等特性。广泛应用于回转窑预烧带及预热器、冷 镁铁尖晶石砖是２Ｏ世纪９Ｏ年代末期研发的新 却机系统，以降低机体表面温度和散热损失。由于 ２９ 翩 寺匀２００６￣ｇ ３期
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注意豪西蒙：新目标是河南水泥 中国水泥成为外资并购的盛宴 王凤君 ２１世纪经济报道（５１０６０１ 在中幽市场蛰伏７年之久的ｆＪ±界第二大水泥企 的基本情况已经心中有底。 业豪西蒙开始大举发力。 在河南参观期间，李建军还与河南省常务副省 继Ｌ月宣布将通过定向增发控股中国第二大水 长史济春当面交换了意见。会见的当日下午，省建 泥企业华新水泥后，其与河南省圈资委关于进入河 设投资公司书记胡智勇就与李建军代表双方签订了 南同力集团的淡判也已几成定局。 合作意向书，以加快推进双方的合作进程。 一个显著的事实是，目前处于行业低谷的中 国水泥业已经成为外资的盛宴。 “一个又一个国内 整合河南水泥业 大公司被外资控制，最终导致中国水泥业完全被外 河南同力集团刚刚组建不久。为何河南建投却 资掌控。”中围数字水泥网执行总裁刘作毅警告说。 要将其卖予他人？ 豪西蒙入河南几成定局 中国水泥协会副秘书长庄春来告诉记者，河南 建投虽然是一个投资经验丰富、资金实力较雄厚的 ４月２５日，一位知情人士向记者透露，经过１ 公司． “但是这家公司以往的投资大多集中在高速 年的接触．瑞土豪西蒙（Ｈｏｌｃｉｍ）公司与河南同力 公路、汽车、金融、网络等领域，对于水泥业基本 水泥洽谈合作之事。 “目前已经进入到评估阶段”。 是一个外行”。作为一个投资型公司，其生存准则 而另一位熟知内情的人士则称， “此事基本上已经 是哪里赚钱就往哪里去，但是目前中国水泥行业普 定下来了 ” 遍不景气．因此河南建投急于退Ｈｊ也就不足为奇了。 “我们对此事不想发表任何评论。”对于出让 事实ｊ一，引进资金和技术实力雄厚的豪西蒙．， 河南同力水泥股份一事．记者联系卜的几位河南省 对于河南省政府来说，也许还有更深一层的用意， 囝资委相关人员均态度异常谨慎。 那就是，借外力来整合河南省的水泥企业。 豪西蒙集团是世界第二火水泥制造商，产能 目前河南水泥总产能位居全困第六位，但省内 达１．４亿ｔ，生产基地遍布世界７０多个国家和地 水泥企业多达２６０多家，其中绝大多数是中小企 区。而河南同力水泥集团则是２００４年在河南省政 业。年产量超过１００万ｔ的寥寥无几。此外，河南 府支持下．由河南省建没投资总公司牵头组建的大 省水泥企业的工艺普遍比较落后，传统的立窑依然 型水泥集团。至２００５年底，同力集团的产能达到 占有很大比例。一位业内人士称，河南的水泥工业 １０００万ｔ，ａ。按此计算，该集团的生产能力可以排 整体比外省落后３～５年。虽然早已意识到这一问 在国内水泥行业前十强。 题的河南省国资委已经先行一步，把省内五家较大 知情人士称．豪西蒙与同力集团的接触早在去 规模企业聚合在一起。然而。耍想真正完成振兴河 年春天即已开始。 南水泥大省的任务，只靠“外行”河南建投多少显 去年９月，豪西蒙集团副总裁、中国区总经理 得心有余而力不足 李建军与华新水泥公司总裁一行人曾专赴河南，先 河南省的整合思路正好与豪西蒙的中国战略不 后参观丁新乡、鹤壁、洛阳、驻马店四个水泥幕 煤而合 地。通过调研，豪西蒙方面对于同力集团旗下公司 豪西蒙从２Ｏ世纪９Ｏ年代进入中国至今已有７ ÷卜｛・Ｈ・卜｛・｝｛．Ｈ－Ｈ－Ｈ・Ｈ－Ｈ干＿｛・Ｈ＿｝斗Ｈ－Ｈ・Ｈ・Ｈ－¨・Ｈ－｝＿｛・Ｈ・Ｈ－Ｈ・Ｈ・Ｈ．｝斗｝÷Ｈ－Ｈ・｝ｌ｛－Ｈ－｝ｌ｛・Ｈ－｝＿｛－｝斗Ｈ．｝＿｛・Ｈ・Ｈ—Ｈ－｝＊寺Ｈ．｝＿｛－Ｈ－Ｈ十 各种隔热材料的采用，预分解窑系统散热损失已有 统内各处不动设备的异形部位、顶盖、直墙和下料 大幅度降低。 管等处，预热器系统使用量达５０％以上。同时， ２．１４耐火浇注料 浇注料施＿丁技术和锚固件（锈、陶瓷等）质量水平 随着耐火浇注料性能的不断完善和施 亡技术的 的提高也促进了浇注料的发展。 （来完待续） 提高，其使用量逐年增加。目前已广泛应用于窑系 （责任编辑：谢光全） 国猫李寺匀２００６ｆ－７￣３期 ，Ｊ
