硅莫砖在水泥窑用上的应用

近年来，我国水泥工业迅猛发展，大量固体废弃物被用作原料、燃料，致使耐火材料所承受的热应力、机械应力和化学侵蚀大幅度增加，导致水泥窑用耐火衬里的使用周期缩短，耐材消耗增加，大大影响了水泥生产企业的经济效益。针对这一状况，某公司研究开发一种具有莫来石品质的高性能耐火材料，以替代镁铬砖、尖晶石砖等传统耐材。

莫来石是AL2O3-SiO2二元系中常压下稳定存在的二元化合物，具有膨胀均匀、热振稳定性好、荷重软化点高、高温蠕变值小、硬度大、抗化学腐蚀性强等特点。天然的莫来石资源十分稀少，不能满足工业化大生产需求，采用电熔法生产莫来石因成本过高，企业难以承受。为此，公司科研人员经过无数次优化配方和科学试验终以精选特级矾土、碳化硅、电熔白刚玉、红柱石等主要原料，经高压成形、高温烧成等制造工艺，成功制造出主晶相为莫来石的硅莫红砖。经检测，硅莫红砖的化学成分已十分接近莫来石的化学结构，并同时具备了莫来石的优良理化特性。

性能优异

耐磨性能突出。硅莫红砖耐磨系数为8.2cc，正常使用寿命可达12-24个月，实现了3年2次大修的目标。安徽海螺、辽宁金刚、浙江常山、漳平红狮、江苏金峰等一批企业5000t/d回转窑使用了硅莫红砖，1年后停窑检修发现，硅莫红砖整体性依然完好，窑体28-35mm处砖厚平均在160-180mm。

导热系数低。经测试，硅莫红砖导热系数1.7W/m.k，而镁铬砖、镁铝尖晶石砖导热系数则≥2.7 W/m.k。低导热大大降低了回转窑筒体温度，可有效防止回转窑筒体和托轮瓦受热膨胀。

配置适应性强。耐火材料传统配置通常是在窑口、前过渡带、后过渡带、分解带分别配置尖晶石砖、镁铬砖和抗剥落砖等不同性能的耐材。而硅莫红砖则可全覆盖烧成带以外各工艺带。此外，硅莫红砖还可根据用户要求使用在三次风管弯头等特殊部位上，以有效抗拒三次风管内大量粉尘的强烈冲刷和氯碱烟气的侵蚀，使用寿命可达3年以上。

体积密度小。经测试，硅莫红砖体积密度为每平方米2.65g左右，而镁铬砖为每平方米3.05-3.10g，尖晶石砖为每平方米2.95-3.0g。由于体积密度小、自重轻、且不结窑皮，从而大大降低了窑筒体、中部托轮和动力系统的负荷，确保窑系统正常运行。

热振稳定性高。回转窑过渡带特别是轮带附近，温度变化频繁，机械应力较大，传统耐材由于热振稳定性差，导致其在轮带附近的使用寿命甚至比烧成带还要短。硅莫红砖具有良好的热振稳定性，经测试，其热振稳定性1100摄氏度，水冷可达15次，因而特别适用于轮带附近的过渡带，有效延长使用周期。

抗侵蚀能力强。硅莫红砖的莫来石晶相和显微结构对窑料有较强的适应性。硅莫红砖采用高纯原料，减弱了界面的反应强度。较高的致密度显著抑止有害物质渗入造成的变质破坏，从而延长砖衬的使用寿命。

符合环保要求。镁铬砖耐火性能良好，但遇高温分解出的铬离子却对环境极为有害。早在上世纪70年代初，美、德、日等发达已停止使用含铬耐材，全部使用硅莫红砖，这从根本上消除了铬离子污染源，符合行业可持续发展和环境保护的要求。

效益显著

这两位专家还专门对使用硅莫红砖后使用的经济效益进行了测算：提高产量和降低耐火砖检修成本。5000t/d回转窑使用硅莫红砖，可实现窑衬3年2次大检的目标，与一年一次大修相比，每年可节约窑衬检修直接成本50万元以上。因窑运转率高，所带来的熟料产量和余热发电量的增加，每年可多实现利润70万元。

节能效果明显。硅莫红砖较小的导热系数使得窑筒体外壁温度维持在320摄氏度左右，较小的热损降低了熟料生产的单位成本。经设计部门测算，5000t/d窑的前后过渡带使用硅莫红砖与尖晶石相比，每天可节约标煤2077.2kg，按此计算，每台窑每年至少节约标煤600多吨;硅莫红较轻的自重及不结窑皮的特性进一步降低窑体重量（按20米计）约200吨，每年节电也十分可观。

便于调配储存及降低管理费用。镁铬砖、尖晶石砖等碱性耐材不易久存，尤其是在多雨季节，碱性耐材极易吸湿导致内部晶相转化，造成砖体粉化水化，轻则影响使用，重则失去使用价值。与之相比，硅莫红砖具有性能稳定、保管简便等优点，且不存在吸湿水化问题。此外，由于全窑配置耐火砖品种减少，有利于降低管理成本；硅莫红制造周期较短，供货及时，也有利于企业合理备砖，减少备品量，节约周转资金。