水泥回轉窯用耐火材料

工信部2013年9月1日頒布實施的JC/T 2196－《水泥回轉窯用耐火材料使用規程》（以下簡稱《規程》）是部指導、規范水泥窯用耐火材料應用的建材行業技術標準?！兑幊獭返念C布實施結束了多年來我國水泥窯用耐火材料的使用沒有法規性指導文件的狀況。標準結合目前行業現狀并參照國外水平，是在匯集我國水泥窯用耐火材料幾十年的科研、設計成果和使用維護經驗的基礎上編制而成的，對現階段我國水泥窯用耐火材料的設計、優化選材配套、節能環保、施工及使用維護具有指導性。

本文就水泥預分解窯技術進展和窯用耐火材料總體發展情況、標準編制特點、創新性、重要性、標準的實施對水泥和耐火材料生產企業產生的影響進行闡述，并展望水泥窯用耐火材料的未來發展。

1 水泥窯用耐火材料技術總體發展情況

水泥窯用耐火材料是水泥熟料煅燒配套的關鍵材料，其技術進展是隨水泥工業的技術發展而發展的。

世紀水泥工業有兩次重大的技術突破，次是傳統回轉窯在上世紀初得到全面推廣，第二次是預分解技術的出現，大大提高了水泥窯的熱效率和單機生產能力，促進了水泥工業向大型化、現代化的發展，而與水泥工業配套的耐火材料，也反映出此發展趨勢。簡略地說，上世紀初至50年代是以黏土、高鋁質耐火材料來滿足以濕法窯為主的傳統回轉窯的生產和發展。50年代以后，上述材料的性能進一步完善和提高，出現了鎂質、特種高鋁質以及各種成分的耐火澆注料來適應懸浮預熱、預分解窯技術的發展，并隨預分解窯技術的進步而提高。進入21世紀，隨著水泥生產規模進一步擴大，以及工業廢物作水泥生產的代用原燃料的數量逐年增加，促進了抗熱、熱化學、熱機械侵蝕的高性能鎂質和高鋁質耐火材料技術的發展，此外，隨著環保條令逐年嚴格，均對耐火材料提出新的技術要求，目前這一趨勢仍在進行中。

2 預分解窯技術進展對耐火材料的影響和技術需求

2.1 預分解窯技術進展情況

上世紀70年代出現的預分解窯對耐火材料提出了一些新的技術要求。80年代以來，預分解窯生產技術不斷發展和完善，生產規模逐年增大，目前新建的生產線生產能力主要為4000～7000 t/d熟料，大型生產線為10 000～1 2000 t/d熟料。系統內的預熱器、分解爐系統性能不斷完善和提高?；剞D窯長徑比逐年下降，二支承窯大量出現，單位容積產量逐年上升。率的篦冷機逐步取代厚料層篦冷機，又被效率更高的無漏料縱向運行冷卻機取代。沖量和動量更大的多風道燃燒器火焰集中，煙氣溫度更高，可適用于燒質次的燃煤和工業廢燃料。由上述裝備組成的燒成系統熱耗，20世紀70年代一般為4.18×(800～850)kJ/kg熟料，筒體散熱損失為4.18×90 kJ/kg熟料，窯運轉率約85%，至目前熱耗低于4.18×700 kJ/kg熟料、筒體散熱損失低于4.18×60 kJ/kg熟料，窯運轉率提高至92%以上。在若干年內，可能達到4.18×(650～熟料，窯體散熱低于4.18×45 kJ/kg熟料，窯運轉率提高至95%以上。

近年來，生態化水泥生產技術的進展在預分解窯上尤為突出，不同行業的工業廢物大量地作用水泥原燃料，低品位燃料也大量應用，一些有害元素和重金屬元素也隨之帶入系統內。此外，水泥生產過程中，NOx、SO2等有害氣體及粉塵排放的控制，以及六價鉻造成水污染的限制，都對耐火材料提出了技術需求。

2.2 預分解窯技術進展對耐火材料技術的需求

2.2.1 不動設備襯料

（1）與早期的系統相比，窯尾廢氣溫度提高100～150 ℃以上，堿、硫、氯等結皮阻塞的現象和部位均有所增加。采用工業廢燃料和低品位燃煤后，有害物進一步增加，結皮阻塞現象進一步加劇。不動設備的襯料，不僅考慮抗堿、氯、硫等有害物的侵蝕及防結皮措施，還應考慮與襯料帶來配套的金屬錨釘和錨固件以及金屬筒體承受高溫和抗堿、硫、氯侵蝕的工況條件，盡量減輕金屬件的損壞。

（2）系統熱耗逐年下降，燃料燃燒所需的二次空氣量相應減少，再加上冷卻機熱效率的提高，入窯的二次空氣溫度進一步增加，以及多風道燃燒器的使用，使燃燒器前端、窯門罩、篦冷機進料口部位的溫度有較大提高，上述部位襯料不僅承受較高溫度的熟料、煙氣和氣流溫度的熱應力，還要承受熔體（液相）熟料和粉塵熟料的侵蝕，更為嚴重的是遭受表面帶熔體（液相）的高溫熟料的“雪人”的侵蝕。

（3）燃料價格上漲，一些以往不能在水泥工業應用的燃煤，因技術進步，現已在分解爐內大量應用。如低揮發分燃煤燃點溫度高，且顆粒細，再加上三風道燃燒器的使用，易在分解爐內造成局部高溫，這對分解爐的工作層和隔熱層材料的使用溫度和隔熱性能提出更高的技術要求。

（4）窯的產量持續增加，預熱器的規格和級數均在增加，預熱器塔架所承受的金屬筒體和襯料的負荷相應增大，減輕襯料重量對降低負荷及土建投資意義重大。其措施是在保持襯料性能的前提下，降低襯料容重；另一措施是，適當提高隔熱層性能和厚度，減少工作層襯料厚度，這對襯磚的機械性能提出更高的要求。

（5）隨著熟料質量要求的提高，煅燒溫度相應提高，生料的配料率值相應增加，熟料在煅燒過程中飛砂料相應增加，這對三次風管、窯門、篦冷機內與熟料接觸部位的襯體的磨蝕及襯體結構提出了更高的要求。

（6）為減少NOx排放量，分解爐內推行分級燃燒技術，即燃料在局部還原氣氛內燃燒，襯料內易受還原氣氛影響還原成二價鐵，磚內的鐵含量有所限制。

（7）為防止含堿、硫化合物透過襯料縫隙，腐蝕金屬筒體和托磚板、錨釘等部件，設置密閉性襯體，嚴格控制磚縫，對襯磚的外觀尺寸和襯體施工要2.2.1 回轉窯襯體

（1）窯產量增加，窯徑加大，窯內燒成帶襯磚所承受的單位熱負荷隨產量增加而增大，也易增大筒體橢圓度變化對襯磚所承受的熱機械應力。

（2）窯速進一步增大，目前設計轉速高達330 r/h，運轉中易使火磚滑動，產生擠壓損壞。此外，窯速增加，增大窯口部位襯磚所承受的向下推力，易造成損壞。這對窯內火磚的強度、精度和施工質量提高了要求。

（3）為進一步降低水泥中熟料摻加量和增加混凝土強度，熟料質量要求越來越高。熟料中的石灰石飽和系數KH、硅酸率SM進一步增加，熟料的煅燒溫度進一步增加。窯料中的熔體量、熔體表面張力、熔體粘度均發生變化，對窯皮的性能也有影響。上述情況對窯內燒成帶和上下過渡帶使用的耐火磚以及窯口、窯門罩、回轉窯內其他高溫部位的襯磚提出更高的溫度要求，也對襯磚的高溫強度和抗機械應力，以及粘掛窯皮的性能提出了要求。

（4）由于技術進步，一些生產廠家放棄長期使用的20%～30%揮發分的燃煤，改用揮發分低于的無煙煤。此類煤粉顆粒細，且燃點高，火焰集中，對輪帶附近燒成帶耐火磚的抗機械應力提出更高的需求。由于燃煤的揮發分低，沒有完全燃燒的煤粉在燃燒的過程中，沉積在沒有窯皮的磚面上，造成耐火磚碳剝落。此外，含硫較高的燃煤在還原氣氛下，由二氧化硫和氧化鈣結合的硫酸鈣分解，重新生成二氧化硫，在回轉窯后部分解帶易與窯料一起結厚窯皮、結圈、結大顆粒熟料，并對該部位窯襯和金屬筒體造成化學侵蝕，相應對耐火襯料和金屬材料提出抗化學侵蝕要求。

（5）工業廢物作原燃料的影響。上世紀年代初，工業發達開始在水泥窯上煅燒工業廢物，90年代起，逐步加大工業廢物、市政垃圾作水泥原燃料的應用，目前個別原料代用超過260 kg/t水泥，代用燃料達到煅燒熟料熱值的，這一趨勢仍在擴大?？吹焦I廢物作原燃料對生產控制和熟料質量帶來的影響。工業廢物等作原燃料的品種多，數量少，成分難于均勻且含水量高，入窯的原燃料成分波動大，硫、氯、堿等有害物成分及數量多，致使生料的率值、生料易燒性、熔體量、熔體粘度等頻繁變化，在生產操作時，需經常調整操作參數，以保證熟料質量穩定，但事實上很難做到，其結果是：原燃料成分波動，熟料質量難于穩定，易造成襯磚受熱、熱化學、熱機械應力損壞；生產中易出現不完全燃燒，增加了硫、氯、堿等有害元素化合物的循環，易出現窯尾后結圈、長厚窯皮及預熱器系統結皮堵塞，此工況易對耐火磚造成化學侵蝕；熔體量、熔體粘度的頻繁變化，易使燒成帶窯皮厚薄變化及坍落，耐火磚和窯筒體受熱不均易損壞；代用燃料性能不一，其火焰的位置也不一致，相應增加了燒成帶長度的變化和不穩定，增加了堿性磚的長度，此外還易造成筒體變形對襯磚的機械應力損壞。

上述情況對燒成系統內耐火磚和金屬部件產生嚴重的損壞，提高性能才能滿足生產需求。

近年來一些耐火材料的性能，如耐火度、抗熱震、抗硫堿侵蝕及抗機械應力均有較大提高。

（6）廢熱發電的影響。近年來，預熱器、冷卻機廢氣用于發電，但一些生產線抽取過多的高溫熱風，易使窯內煙氣呈還原氣氛，增加硫堿循環；造成窯尾結皮堵塞和產生粉塵熟料，降低窯的運轉率。上述情況相應增加窯襯和筒體熱化學侵蝕。故對窯內耐火磚的氧化鐵含量及抗堿硫侵蝕和粉塵磨蝕均提出技術要求。

（7）六價鉻的影響。水泥窯內大量使用三價的鎂鉻磚，在窯內含堿的窯氣使用后還原成極易溶于水且對人體十分有害的六價鉻。工業化在上世紀90年代起就制定保護水源的限制值，規定飲用水限制值為0.05 mg Cr6+/l，河流為0.30 mg Cr6+/l，污水為0.50 mg Cr6+/l。同時規定了要對水泥窯使用后的鎂鉻殘磚和水泥廠排水及水泥產品含鉻量進行全面監控。上述限制迫使工業化停止在水泥窯上使用含鉻的耐火襯料。進入21世紀，又制定了限制水泥中含Cr6+的限制值，明確禁止使用和銷售水溶液Cr6+含量超過2 ppm的水泥，并制定了測試方法。

上述要求進一步限止了鎂鉻磚使用，開發適于掛窯皮的新品種的無鉻耐火磚。

（8）NOx排放的影響。水泥生產減少NOx排放措施主要有：窯主燃燒器呈現局部還原氣氛，以減少NOx的分解爐燃燒器在還原煙氣中分級煅燒，或使用噴氨減少NOx排放。窯和分解爐內局部還原氣氛相應促使耐火磚內Fe2O3在CO作用下生成、FeO、Fe3C、Fe和CO2，體積膨脹致使耐火磚體損壞，對特種高鋁磚、堿性磚內的Fe2O3含量提出控制要求，一般≤1.0%。

3 《水泥回轉窯耐火材料使用規程》的制定及特點、創新性和重要性

上世紀90年代中期起，我國預分解窯水泥生產技術得以全面發展。至2011年起，生產線已增加至1 500多條以上，水泥產量達18.66億t，水泥窯的規格從單窯平均產能提升至80萬t，單窯規格上升至12 000 t/d熟料。2011年我國預分解窯數量和產量是全世界多的，占總量50％以上。平均熟料熱耗也是世界的，為112 kg標煤。近年來，用工業廢物及低品位礦石作原料的數量增加，低熱值、低揮發分、高含硫、高內水的燃煤大量應用。

工業廢物、城市垃圾、污泥作代用燃料開始應用，有害物排放限制值逐步嚴格。上述變化促使耐火材料在水泥生產過程中，所承受的熱、熱化學、熱機械應力大幅增高，從而對其性能提出新的要求。而原有的“水泥回轉窯用耐火材料使用規程”（試行）已不能滿足需求，結合生產實際，制定水泥回轉窯耐火材料使用規程標準，才能滿足水泥預分解窯和耐火材料技術的發展?！端嗷剞D窯用耐火材料使用規程》制定和推廣應用目的在于優化耐火材料質量，全面延長使用壽命，降低生產成本，提高設計、施工技術和生產管理水平，提高熟料產量、質量，降低能源和耐火材料的消耗量，提高水泥生產的經濟效益。為此，經工信部批準立項，有關人員和部門組織耐火材料行業的一線和企業編制制訂《水泥回轉窯用耐火材料使用規程》。

《規程》由國內長期進行預分解窯耐火材料產品研究、生產制造、設計、施工和水泥生產企業具有實踐經驗的有關技術人員編制，代表面廣，編制內容切合實際，操作性強，同時結合國內外水泥預分解窯技術進展和逐步嚴格的環保條令提出耐火材料的發展趨勢，具有一定的性和前瞻性，有利于耐火材料和水泥工業的發展，也有利于行業的經濟效益，必然得到廣泛的支持和推廣應用。

3.1 《規程》的特點

十二五期間，我國水泥產量將突破20億t，人均年消費超過1 700 kg以上，產能過剩必將淘汰傳統立窯和小型技術落后的預分解窯，大型預分解窯數量在國內不可能大量增加，一些生產線只有進一步提高、優化技術才能得以生存和發展。而國外人均年消費約300 kg，一些發展中需要新建水泥生產線，我國的水泥預分解窯技術面向國外，才能更好發展，但需面對發達的技術和價格等因素的競爭，更多的是節能環保帶來的新的挑戰。

這意味著，水泥工業面臨新的發展機遇，相應帶來水泥窯用耐火材料技術的發展。

《規程》全面總結半個世紀以來國內外預分解窯技術進展及其對水泥窯用耐火材料的技術需求和發展狀況，明確水泥窯用耐火材料使用性能的提高是從產品開發到生產操作控制整個環鏈的技術提高為保證。在總結的基礎上，將上述環鏈各個環節國內單位的科研、產品性能、襯里結構設計、施工及生產操作控制經驗及關鍵數據予以介紹。并作參照標準，有利于同行進行比較，提高后進單位的耐火材料使用性能，促進行業的健康發展。

《規程》明確滿足節能環保、循環經濟的襯里設計及燒成系統用耐火材料整體配置，以及施工和使用、維護。明確水泥生產技術進展促進耐火材料技術進展，十分有利于水泥工業“十二五”規劃的科技創新目標和耐火材料技術進步目標的實現，起到引領水泥窯用耐火材料行業健康發展的作用，也為我國水泥工業引領世界水泥工業作出有力的技術支撐。

3.2 《規程》的創新性

《水泥回轉窯用耐火材料使用規程》匯集了我國預分解窯水泥技術發展過程中，不同時期科研、設計、施工、生產集成創新且仍在應用發展的成果；提出水泥窯用耐火材料技術是隨水泥熟料煅燒工藝技術進展而發展的，明確未來水泥工業在節能減排、工業廢棄物利用對耐火材料性能的需求，為水泥耐火材料技術進步指明途徑；明確水泥燒成系統耐火材料的選用標準從產品使用質量和使用周期發展為以節能、環保及水泥窯協同處置廢棄物等全面系統的分析評價作為選用標準；《規程》所推薦的耐火、隔熱材料產品均是我國預分解窯水泥技術發展過程中，國內科研、耐火企業研發創新的產品，通過進一步技術優化、完善和集成創新并在國內外5 000～12 000 t/d級大型預分解窯使用且得到驗證的技術的產品，其系統和完善性強；明確襯里是由耐火材料及相匹配的金屬部件所組成，統一考慮所承受的應力，分析襯里損壞機理，提出優化措施，減少金屬部件損壞對耐火材料的影響，有利于延長燒成系統整體裝備的使用壽命；明確水泥窯用耐火材料磚型與國際統一，簡化磚型數量。襯里采用金屬殼體內耐火磚、不定型耐火材料、隔熱板及金屬部件組成的混合襯里設計，具有襯里重量輕、密閉性能好、漏風量少、耐火磚型號數量少、筒體散熱損失低等優點，可供其他工業借鑒；確定的水泥回轉窯主要部位耐火材料使用正常周期是在現有生產線應用基礎上系統分析后制定，既實用且，可操作性強。

3.3 《規程》的重要性

水泥窯用耐火材料使用好壞，直接影響水泥窯的產量、運轉率及熟料質量。《規程》全面總結半個世紀以來，國內外預熱器、預分解窯發展過程中的技術進展、對耐火材料技術發展的需求及其發展過程。明確耐火材料使用性能的提高是從產品開發到生產操作控制整個環鏈的提高；總結現有耐火材料科研開發、產品性能、襯里結構設計、工程施工、烘干升溫、生產操作運行控制的整個程序，并以國內單位的技術作為規程制定依據，必將為提高國內現有水泥熟料產量和質量、降低熱耗作出有力的技術支撐，對環保、淘汰落后產能和結構調整均作出貢獻。明確水泥回轉窯磚型與國際一致，隨著產品性能的提高，有利于中國水泥生產裝備大幅進軍海外市場和中國耐火材料產品大幅向海外市場的出口，有利于耐火材料產品技術的發展，為我國水泥工業全面達到世界水平并在工藝和技術裝備等重要方面實現引領和超越，形成技術、中國制造、國際的中國水泥制造技術。

《規程》的實施，有利于我國建材工業《十二五》規劃中新一代預分解水泥工藝技術和水泥窯協同處置成套技術與裝備的標志性指標所需耐火材料的技術發展和提高，有力地支撐建材工業《十二五》規劃的實現。

4 我國水泥窯用耐火材料優化發展的方向

耐火材料是保證熟料煅燒的重要原材料，上世紀80年代，我國水泥工業以立窯、濕法窯為主，與之相配的是黏土、高鋁磚。80年代中期，冀東、寧國等6條3 000 t/d級以上規模預分解窯引進時，整條生產線所需的耐火材料及備品全套引進，配套進口近3萬t各種耐火材料。通過創新和集成創新，至本世紀初，我國形成了預分解窯所需的耐堿磚、耐堿澆注料系列產品、剛玉質和高鋁質低水泥耐火澆注料產品、硅酸鈣板等隔熱材料產品、部份堿性磚系列產品。上述產品在21世紀以來的預分解窯生產的大發展中得到進一步優化提高，與此同時，還開發出一些新的品種來滿足生產發展的需求。目前，堿性磚可以滿足6 000 t/d級及其以下規模生產線的需求，高鋁質、黏土質的材料和耐火澆注料以及隔熱襯料完全滿足12 000 t/d級及其以下規模生產線的需求，有些還出口到國外。在此期間，耐火襯料的設計由初期的全套引進、生產實踐及優化提高，逐步轉為自行設計，已完承擔不同規模的全套預分解窯生產線的圖紙設計，此外，通過上千條生產線的現場施工，施工技術和生產應用在實踐過程中全面提高，目前不僅承擔國內不同規模的預分解窯耐火襯料施工圖的設計、施工，還隨工藝裝備的大量出口至國外，可以說設計、施工和生產應用已能完全勝任發展的需求。

改革開放的30余年來，我國工業迅速發展，鋼鐵和水泥的產量均居世界前列，耐火材料的生產能力、生產量和消耗量也穩居世界前位。我國耐火材料工業和水泥工業一樣也從“大而不強”，逐步轉入“又大又強”的過程中。進入21世紀，隨著水泥預分解窯生產技術和產能在我國快速增長，與之配套的耐火材料工業在我國迅速發展，質量和產能不斷提高，近年來常規燃料煅燒的6 000 t/d級及以下規模回轉窯內襯，實施國產化配置，一些產品的技術性能己接近國際水平，相當數量出口至國外。從總體來看，和國外產品相比，技術仍存在差距，目前6 000 t/d以上規模生產線燒成帶、過渡帶上用的堿性磚，回轉窯分解帶、窯門罩、篦冷機進料口部位的特種高鋁質耐火磚，以及硅酸鈣板、耐堿系列等產品性能均有待進一步提高。此外，適用于工業廢物作原燃料所產生的高熱化學應力和抗筒體形變所產生的高熱機械應力的回轉窯內高溫部位耐火材料還有待開發。

5 《規程》實施近期對水泥生產及耐火企業產生的影響

5.1 水泥生產企業

水泥生產過程中，一般統計與耐火材料應用有關的數據為單位熟料生產消耗的磚耗和窯的運轉率及耐火磚使用壽命。我國水泥行業有關部門未作匯總統計，很難得出直接效果。世界的水泥公司發表的磚耗平均數據為：回轉窯消耗量占總量的74%，預熱器、分解爐、三次風管、窯門、冷卻機、燃燒器等不動裝備消耗的占26%?；剞D窯耐火磚損壞的主要原因為：48%為正常損耗，用戶不正常工藝操作損耗約27%，筒體變形造成的機械損壞占12%，不正確的材質選擇約7%，安裝不當約5%，而1%為產品質量事故。此外，從一些期刊發表的文章來看，少數廠的筒體運轉低于15年即報廢更換，而國外一般在30年以上?！兑幊獭吩敿毥榻B了國內的水泥窯用耐火材料施工單位的施工管理經驗及細則，只要企業認真按標準要求執行，聘用的施工單位結合工廠原燃料特性和生產工況，合理地配置耐火材料，做好安裝工作，則不正確的材質選擇、安裝不當在短時期內從13%降至5%以內。此外，《規程》介紹了國內的水泥公司在水泥生產過程中對耐火材料的使用操作、水泥廠家結合企業使用的原燃料和生產使用裝備情況，以及制定合理的耐火材料使用方案。在生產過程中，盡量做好原材料均勻，操作控制完善，減少不必要的停窯，在3～5年內工藝操作不當和筒體變形造成的耐火磚損壞之和從37%可能降至20%以內。也就是說短期內耐火磚的使用壽命可以增加，在3～5年內則可增加10%～15%。《規程》的實施及具體措施，必將進一步引起水泥和耐火企業的重視，將有利于降低耐火磚磚耗，提高窯的運轉率產量和熟料質量，降低熟料生產熱耗，提高生產企業的效益。

5.2 耐火材料企業

《規程》明確水泥窯用耐火材料性能的技術進展滿足水泥窯生產的需求，耐火材料的生產數量與水泥產量密切關聯。未來工業廢物作水泥代用原燃料的數量逐年增加，環保條令逐年嚴格，水泥窯用耐火材料進一步提高抗化學侵蝕和抗機械應力，才能滿足國內外水泥市場的需求，此外一些不符合環保的產品必將被淘汰?！兑幊獭芳铀龠@一發展趨勢，促使耐火材料企業認真思考并采取對策。

長時期以來，國內耐火材料所生產的產品均有基本的物理、化學性能參數。這些參數是滿足耐火材料產品質量的依據，但在生產過程中很難全面解決實際的生產問題，為此國外的大型耐火企業結合自身的技術及裝備條件及生產實際狀況，增加了一些判斷熱、化學、機械應力的參數以提高磚的使用周期?！兑幊獭穼δ突鸫u的物理、化學性能提出了較高的性能要求，技術落后的耐火企業難于生產此類產品，更談不上判斷熱、熱化學、機械應力的參數，在競爭過程中必然淘汰?！兑幊獭穼⒋龠M耐火材料工業的結構調整。

6 水泥窯用耐火材料未來產能和技術的發展特性

6.1 產能需求

我國由于特殊的國情，可能出現國際水泥工業從未出現的人均水泥消耗量，2013年已達22.4億水泥。至2012～2015年中的某一年度人均水泥年消費量和總產能仍存在增加的可能，直至出現拐點。

在此期間，預分解窯用耐火襯料所有的品種所需的數量將隨水泥產能增加而增加，當出現拐點后，生產消耗所需的堿性磚、特種高鋁磚、高鋁質澆注料，仍有較高的需求量，但隨產品性能的優化而有所下降?；ú牧现械墓杷徕}板，受一定影響，而純基建產品的耐堿磚和耐堿澆注料則影響較大，勢必大幅下降。

若我國水泥年產量估計為24億t，按年水泥中熟料摻加率60%估算，則年熟料生產量約14.4億t；國際享有盛名的溫斯頓咨詢公司發表的研究報告稱，2010年世界堿性磚平均消耗為熟料；按此值計算，則我國水泥生產堿性磚年消耗約103.5萬t。以后隨著熟料產能下降而逐步下降。特種高鋁磚和耐火澆注料年消耗總量稍低于堿性磚。

上述情況未考慮工業廢棄物在我國水泥行業代用燃料的速度。一般說來，工業廢物含有有害元素化合物較多，使用后堿性磚、特種高鋁磚、高鋁質澆注料的單位熟料耗用量相應增大需求量。另一因素是海外市場新建生產線需要的數量，隨著市場占有量的增加，則所有品種耐火材料產品所需的數量也隨之增多。此外，我國耐火材料產品質量的進一步提高，向海外供應的產品數量也相應增加。

6.2 技術需求

從技術角度來看，一些工藝、裝備技術的進展將有利于降低耐火襯料的應力。均化技術的提高，減緩入窯生料、燃料的波動，降低襯磚所承受的極端熱、化學應力的作用。機械制造質量的提高、二支承窯、鍵槽輪帶、新結構擋磚圈的應用，必將進一步降低襯磚所承受的機械應力。另一方面，技術進展又增加了襯料承受的應力；熱耗降低及產能增加相應增大燒成帶單位面積熱負荷，增加襯料所承受的熱應力。工業廢物大量用作水泥熟料生產的原燃料，增加了入窯生料、燃料成分的波動和堿、氯、硫等化合物及重金屬的含量，增大了對襯料的熱化學侵蝕。大型裝備對襯體產生的機械應力相應增大。上述因素必然增大襯體所承受的熱化學、熱機械應力，帶來新的技術需求。上述情況表明，各裝備襯體所承受的應力與工藝裝備性能及原燃料性能有著直接的關系，生產消耗材料中的堿性磚、特種高鋁磚、高鋁質耐火澆注料以及隔熱材料的技術需求如下介紹。

6.2.1 回轉窯

回轉窯內所需的產品主要有堿性磚、抗堿侵蝕高鋁磚及高性能耐火澆注料。

（1）堿性磚。要進一步加速無鉻化進程；優化各種產品的阻抗體和改性劑性能，改善孔隙直徑、孔隙率及產品結構。在現有產品基礎上提高耐火度，增強抗化學侵蝕、抗斷裂韌性以及抗熱震等性能。需發展如下性能的產品： 增強掛窯皮性能； 增強抗熟料熔體和重硫侵蝕能力； 增強抗還原氣氛和碳侵蝕能力；增強抗重金屬元素化合物侵蝕能力；降低導熱系數；進一步降低產品價格，提高性價比。

在上述技術優化的前提下，堿性磚的使用壽命將延長至一年以上，在采用鍵槽輪帶的二支承窯、熱工穩定的生產狀況下，使用壽命可能延長至二年以上，磚耗下降至0.3 kg/t熟料以下。

（2）特種高鋁磚。進一步優化產品性能，繼續提高耐火度、抗重堿硫鹽的侵蝕，降低導熱系數，增強抗斷裂韌性及抗熱震、耐磨蝕等性能。在上述技術優化的前提下，盡可能向窯內高溫部位延伸以取代堿性磚，使用壽命有較大延長。

（3）燃燒器、窯口高強耐火澆注料。優化產品性能，做好金屬錨固件的設計，提高耐火度，增強抗重堿硫化合應力及熱機械應力的能力，延長使用周期。

6.2.2 不動裝備

不動裝備工作層所需產品主要有特種高鋁磚，高性能高鋁質耐火澆注料、耐堿性、耐堿澆注料，隔熱層主要有隔酸鈣板、耐火纖維板等。

（1）高鋁磚。進一步優化產品性能，增強抗堿硫、堿氯化合物侵蝕的能力，繼續增強抗斷韌性、抗熱震性和抗氧化還原特性以及降低導熱系數。降低產品價格，提高性價比，產品使用壽命在高溫部位延長至3年以上。

（2）特種高鋁質耐火澆注料。進一步優化產品性能，做好金屬錨固件的配套設計，提高耐火度，增強抗堿硫、堿氯化合物侵蝕的能力，提高抗氧化還原應力的能力。在提高性能的前提下，爭取在錐體和圓柱體上大量使用，產品使用壽命在高溫部位延長至3年以上。在發展產品性能的前提下，發展預制件產品。

（3）耐堿磚、耐堿澆注料?？箟A性能及耐火度進一步提高，使用壽命進一步延長。

（4）硅酸鈣板。工作溫度有待提高，導熱系數進一步降低，產品強度有待增加。

7 結束語

《水泥窯用耐火材料使用規程》是我國水泥工業發展至今建材行業部指導水泥窯用耐火材料應用的標準?！兑幊獭敷w現了水泥窯用耐火材料從設計到使用的成果和經驗；《規程》參照國際水平并結合目前國內行業的現狀，對耐火材料的設計應用提出了適應我國經濟發展的技術要求，對現階段企業如何優化產品、提高質量、科學選材配套、應對節能環保等相應產業政策、走可持續發展道路具有重要的指導性；對實現建材工業《十二五》規劃中提出的預分解窯水泥工藝技術標志性指標的實現起到有力的支撐。

市場上各式各樣的高鋁耐火材料種類眾多，更是能讓客戶挑花了眼，產品的多樣性給客戶帶來更多的選擇機會的同時，也給用戶造成了一定的不便，作為耐火材料廠家，榮盛耐材建議用戶在選購過程中讓企業出具相關的證明和質量，能夠實地考察，對于企業實力有更加直觀的認識。