在水泥行業(yè)，生產(chǎn)水泥所用的工藝方法隨著所用窯爐的改變產(chǎn)生了系列的質(zhì)變和量變，推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展。水泥窯型先后經(jīng)歷了豎窯-機(jī)械立窯-濕法回轉(zhuǎn)窯-新型干法回轉(zhuǎn)窯幾個(gè)階段的發(fā)展，干法生產(chǎn)水泥是目前最為成熟穩(wěn)定的水泥生產(chǎn)工藝。隨著水泥行業(yè)的發(fā)展，干法回轉(zhuǎn)窯的熟料產(chǎn)量從早期的每天2000噸、3000噸、4000噸、5000噸逐步發(fā)展到了每天10000-14000噸，而且隨著國(guó)家環(huán)保政策的要求，利用干法水泥窯協(xié)同處置垃圾和危險(xiǎn)廢棄物已經(jīng)成為行業(yè)趨勢(shì)，但是在利用水泥窯協(xié)同處置危廢工作發(fā)展迅速的同時(shí)，水泥窯的工況條件呈現(xiàn)惡化趨勢(shì)，加劇了水泥窯用耐火材料的損毀。

新型干法水泥生產(chǎn)線主要由預(yù)熱器、分解爐、回轉(zhuǎn)窯、篦冷機(jī)、三次風(fēng)管幾個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，各自區(qū)域有著不同的工作特點(diǎn)和使用環(huán)境，新型干法回轉(zhuǎn)窯由于工藝特性造成堿、硫等揮發(fā)性組份的富集、窯溫提高、窯徑加大、窯速加快、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，造成對(duì)耐火材料的化學(xué)侵蝕、高溫破壞、機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力等綜合破碎效應(yīng)比傳統(tǒng)窯要大，加之當(dāng)前更高的環(huán)保節(jié)能要求，應(yīng)根據(jù)工況特點(diǎn)，各區(qū)域應(yīng)選用不同的耐火材料。
1、預(yù)熱器耐火材料的選用
預(yù)熱器的作用是利用回轉(zhuǎn)窯及篦冷機(jī)冷卻水泥熟料時(shí)的預(yù)熱對(duì)水泥生料進(jìn)行預(yù)熱的余熱利用系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)里，預(yù)熱器一般有4-6級(jí)（最高處為一級(jí)），已經(jīng)均化配好料的水泥生料進(jìn)入從最高層通過料管逐級(jí)進(jìn)入預(yù)熱器完成脫水和預(yù)加熱，三次風(fēng)管將冷卻風(fēng)預(yù)熱引入最后一級(jí)預(yù)熱器，物流向下流動(dòng)，熱風(fēng)向上排出，逐級(jí)進(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)對(duì)水泥生料的預(yù)熱過程。
由于預(yù)熱器和分解爐均為靜止設(shè)備，可用較大的設(shè)備外殼，容納較多的耐火材料，因此選用導(dǎo)熱系數(shù)較低的保溫材料，降低設(shè)備外殼溫度，達(dá)到節(jié)能的目的。
部分預(yù)熱器和分解爐形狀復(fù)雜，可選用在成型上較靈活的耐火澆注料。
2、分解爐耐火材料的選用
當(dāng)前分解爐大多采用抗剝落高鋁磚作為窯襯。在縮口處和鵝頸管位置采用高鋁質(zhì)澆注料進(jìn)行澆注施工。
為了解決窯尾及預(yù)熱器和分解爐中因物料和窯內(nèi)粉塵形成的結(jié)合物而造成結(jié)皮問題，需要在容易形成結(jié)皮的窯尾煙室和附屬的下料管，煙管采用抗結(jié)皮澆注料進(jìn)行砌筑?？菇Y(jié)皮澆注料是采用在澆注料中添加一定量的碳化硅而防止結(jié)皮的，碳化硅具有硬度高、浸潤(rùn)角小、抗侵蝕能力強(qiáng)的特點(diǎn)，各類硫氯堿鹽及其共生物很難向內(nèi)部滲透而粘掛，即使出現(xiàn)了粘掛窯皮現(xiàn)象，也很容易被清理。
3、回轉(zhuǎn)窯各窯段耐火材料的選擇
（1）窯尾喂料帶到預(yù)熱帶耐火材料的選用
在接近窯尾部分或小型回轉(zhuǎn)窯上，從用戶成本角度，我們推薦使用耐壓強(qiáng)度高、抗剝落性能好的抗剝落高鋁磚?？箘兟涓咪X磚在窯尾部分的使用周期一般都在2年以上。
在回轉(zhuǎn)窯的尾部約1米位置，由于處于回轉(zhuǎn)窯末端，耐火磚需要固定，所以只能用澆注料進(jìn)行砌筑，一般可選用窯口專用澆注料或鋼纖維耐磨澆注料。
（2）過渡帶耐火材料的選用
一般情況下，我們通常將過渡帶分為兩段，上過渡帶和下過渡帶，一般稱接近預(yù)熱帶的部分成為上過渡帶，接近燒成帶的地方為下過渡帶。在上過渡帶一般采用1650硅莫磚（硅莫紅磚）即可，下過渡帶因?yàn)闇囟容^高，所以只能采用鎂鋁尖晶石磚或1680硅莫磚（硅莫紅磚），由于該區(qū)域溫度較高，過渡帶用耐火材料的使用壽命一般在12個(gè)月左右。
硅莫磚與鎂鋁尖晶石磚相比較具有導(dǎo)熱系數(shù)低，熱震穩(wěn)定性好、性價(jià)比高的優(yōu)勢(shì)，鎂鋁尖晶石磚與硅莫磚相比較具有抗侵蝕性能更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)和導(dǎo)熱率高的劣勢(shì)，在系統(tǒng)處理垃圾水泥回轉(zhuǎn)窯上，鎂鋁尖晶石磚的抗堿硫侵蝕效果更好，所以在大型回轉(zhuǎn)窯，從安全系數(shù)考慮，仍大多采用鎂鋁尖晶石磚進(jìn)行砌筑。
整體上，硅莫磚因性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，在國(guó)內(nèi)有替代鎂鋁尖晶石磚在水泥回轉(zhuǎn)窯應(yīng)用的趨勢(shì)。

（3）燒成帶耐火材料的選用
鎂鐵尖晶石磚不僅具有耐壓強(qiáng)度高、熱震穩(wěn)定性好、柔韌性好、荷重軟化溫度高的特點(diǎn)，還具有直接結(jié)合鎂鉻磚易于粘掛窯皮的特性，有效解決了水泥窯用鎂鉻磚的污染問題，滿足了水泥行業(yè)在新形勢(shì)下對(duì)無鉻堿性耐火材料的市場(chǎng)需求，還改變了進(jìn)口堿性耐火材料的需求彈性，實(shí)現(xiàn)了水泥窯用無鉻的國(guó)產(chǎn)化，在水泥行業(yè)得到了廣發(fā)認(rèn)可。
在實(shí)踐過程中，結(jié)合燒成帶與過渡帶銜接區(qū)域采用鎂鐵尖晶石磚與硅莫磚因溫度場(chǎng)變化頻繁，極容易出現(xiàn)剝落損毀的行業(yè)現(xiàn)狀，對(duì)鎂鐵尖晶石磚工藝進(jìn)行了優(yōu)化改良，根據(jù)各種原料的自身特性，采用合成鐵鋁尖晶石和鎂鋁尖晶石作復(fù)配的特殊工藝，研發(fā)生產(chǎn)了鎂鐵鋁復(fù)合尖晶石磚，使鐵鋁尖晶石和鎂鋁尖晶石各自的優(yōu)良特性進(jìn)行互補(bǔ)，該產(chǎn)品具有較好的抗堿侵蝕能力和耐磨性，在溫度較高時(shí)可以快速粘掛一層窯皮保護(hù)襯磚不受高溫火焰沖刷，在低溫時(shí)又具有良好的耐磨性不被磨損，可適用于整個(gè)回轉(zhuǎn)窯。
（4）冷卻帶耐火材料的選用
在大型干法窯生產(chǎn)中，冷卻帶窯襯是大型回轉(zhuǎn)窯中最薄弱窯襯之一，在冷卻帶，雖然環(huán)境溫度沒有高溫帶高，也沒有煙氣腐蝕，但受生產(chǎn)工藝限制，水泥回轉(zhuǎn)窯冷卻帶都很短，回轉(zhuǎn)窯窯口處離窯熟料溫度高達(dá)1400℃，入窯二次風(fēng)溫度達(dá)1200℃，窯口幾乎是完全裸露在1700℃高溫火焰的輻射之下。
目前，水泥回轉(zhuǎn)窯冷卻帶，除了窯口0-0.6米位置 ，剩余部分都采用了耐火磚進(jìn)行砌筑，且大多采用鎂鋁尖晶石磚和硅莫磚進(jìn)行砌筑。相比較而言，鎂鋁尖晶石磚比硅莫磚的抗侵蝕能力要好，但導(dǎo)熱率較高，硅莫磚的導(dǎo)熱率較低，但抗堿侵蝕能力不如鎂鋁尖晶石磚，所以，在該區(qū)域，如果用戶的原料中的堿硫成分不高，用硅莫磚即可，如果經(jīng)常出現(xiàn)堿硫成分過高引起的剝落現(xiàn)象，則選用鎂鋁尖晶石磚。
（5）窯口耐火材料的選用
水泥熟料冷卻后通過窯口排往篦冷機(jī)，窯筒體與水平線成3.5%～4%的傾斜，窯內(nèi)物料在窯運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)從窯尾向窯頭方向運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)物料的推力及窯內(nèi)耐火磚的軸向應(yīng)力的共同作用下，有往窯頭方向移動(dòng)的趨勢(shì)，造成窯口的軸向擠壓應(yīng)力非常大，為了防止整體耐火磚產(chǎn)生位移，所以窯口部位只能采用澆注料進(jìn)行整體施工，這里指的窯口僅指出料端0-1米位置，又稱前窯口。
前窯口澆注料在高溫環(huán)境下應(yīng)該具備足夠的耐火度、機(jī)械強(qiáng)度、熱震穩(wěn)定性和耐磨性，針對(duì)窯口薄弱的特性多采用具有優(yōu)越抗熱震性能、抗沖擊性能和耐磨性能的窯口專用澆注料，公司研發(fā)的窯口專用澆注料采用先進(jìn)的工藝配方，以優(yōu)質(zhì)剛玉、碳化硅、進(jìn)口紅柱石和添加劑制成，具有體積穩(wěn)定性好，抗熱震、抗侵蝕、耐磨損性能好的優(yōu)點(diǎn)，在正常操作情況下，窯口專用澆注料的壽命可達(dá)到12個(gè)月以上。
4、篦冷機(jī)和窯門罩耐火材料的選擇
在篦冷機(jī)下料口位置的耐火材料要承受出窯的熱料磨損作用和強(qiáng)大的熱風(fēng)氣流作用，而篦冷機(jī)區(qū)域內(nèi)的施工面很不規(guī)則，無法用耐火磚進(jìn)行砌筑，因此只能用澆注料進(jìn)行整體澆注施工。
窯門罩是對(duì)篦冷機(jī)進(jìn)行密封的砌筑結(jié)構(gòu)，用于防止篦冷機(jī)及回轉(zhuǎn)窯散發(fā)出的熱量損失，將熱風(fēng)收集并通過三次風(fēng)管輸送進(jìn)入預(yù)熱器。窯門罩主要承受高溫氣體的沖刷作用，因形狀不規(guī)則，大多用高鋁質(zhì)澆注料或鋼纖維澆注料進(jìn)行砌筑，與三次風(fēng)管銜接位置，由于風(fēng)速較高，含有熟料顆粒的熱風(fēng)會(huì)對(duì)該區(qū)域產(chǎn)生嚴(yán)重磨損，用高耐磨澆注料進(jìn)行砌筑。為了降低熱量損失，篦冷機(jī)、窯門罩澆注料施工前，必須在焊接錨固件后先粘貼一層硅酸鈣板，然后再刷一層防水劑，最后再在內(nèi)部用澆注料澆注施工。
5、三次風(fēng)管耐火材料的選用
三次風(fēng)管的作用是將篦冷機(jī)的多余冷卻風(fēng)引入預(yù)熱器，主要承受高速高溫風(fēng)的磨損，三次風(fēng)管的風(fēng)溫可達(dá)到1200度，所以還要承受部分熱應(yīng)力的作用。為了保溫，三次風(fēng)管也要粘貼一層高溫硅酸鈣板，然后再進(jìn)行耐火磚的砌筑。
雖然三次風(fēng)管長(zhǎng)期處于靜止?fàn)顟B(tài)，但風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)速最高可達(dá)20米/s，其中夾雜的水泥熟料顆粒對(duì)耐火磚構(gòu)成的沖刷作用不可忽視，所以三次風(fēng)管一般采用高強(qiáng)耐堿磚或1550硅莫磚進(jìn)行砌筑，使用周期為2-3年。三次風(fēng)管彎頭部位，采用鋼纖維澆注料進(jìn)行砌筑。
6、噴煤管耐火材料的選用
噴煤管屬于獨(dú)立的燃料輸送系統(tǒng)部件，煤粉和高壓空氣混合后由噴煤管輸送進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行燃燒。噴煤管由內(nèi)部精密風(fēng)道鋼管構(gòu)成，暴露于接近1700度的火焰下，且長(zhǎng)期處于窯內(nèi)二次風(fēng)的強(qiáng)烈沖刷環(huán)境下工作，所以噴煤管外面需要澆注一層澆注料對(duì)噴煤管進(jìn)行保護(hù)。噴煤管澆注料直接接觸火焰，普通澆注料在高溫狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)生收縮、裂紋，在高壓風(fēng)的沖刷下會(huì)很快脫落，高溫性能不能滿足噴煤管的工況條件，所以必須需用高溫性能優(yōu)良的噴煤管專用澆注料。噴煤管澆注料主要以剛玉和碳化硅復(fù)合生產(chǎn)，能夠承受高溫和高速氣流的沖刷作用，一般情況下，使用周期為6個(gè)月以上。