水泥窑用耐火材料

本书可供从事水泥工业生产、耐火材料生产与应用等工作的技术人员阅读，高校相关专业师生也可参考使用。

第一章概述

第二章水泥工业及其对耐火材料的要求

第一节水泥工业的发展和趋势4

一、新型干法水泥生产技术的推广4

二、使用替代燃料6

三、焚烧生活垃圾6

第二节新型干法水泥窑对耐火材料的要求8

一、窑温增高的影响8

二、窑速加快的影响9

三、窑径加大的影响10

四、挥发性组分的影响10

五、窑系统复杂性的影响11

六、节能要求的影响11

第三章水泥窑用耐火材料的发展

第一节耐火材料的技术进步14

一、原料高纯化14

二、材质复合化14

三、工艺自动化15

四、耐火材料技术进步的影响15

第二节国际耐火材料行业的变革16

一、企业大型化16

二、市场全球化16

第三节我国耐火材料行业的演变17

一、水泥窑用耐火材料的起步17

二、水泥窑用耐火材料的提高18

三、水泥窑用耐火材料的壮大19

第四章耐火材料的理论基础

第一节耐火材料的物质结构24

一、耐火材料结构的层次性24

二、原子及其化学性质25

三、电负性和化学键26

四、纳观结构27

五、微观结构31

六、细观结构32

七、宏观结构33

第二节耐火材料的物理化学34

一、热力学定律和反应的方向34

二、相平衡35

三、物理化学反应的能垒和速率40

第五章耐火材料的性能

第一节气孔率、体积密度42

第二节机械强度43

一、耐压强度44

二、抗折强度44

三、粘接抗折强度45

第三节热学性能45

一、热膨胀45

二、热导率46

第四节高温性能48

一、高温体积稳定性48

二、耐火度48

三、荷重软化温度49

四、高温蠕变50

第五节抗侵蚀性、弹性模量和硬度51

一、抗侵蚀性51

二、弹性模量和泊松比52

三、硬度53

第六节耐磨性和耐冲击性54

一、耐磨性的测试54

二、磨损的机理55

三、耐冲击性56

第七节断裂力学性能58

一、断裂韧性58

二、断裂功58

第八节抗热震性59

一、热震经典理论59

二、抗热震因子60

三、抗热震性的测试61

第六章耐火原料详述

第一节硅质、半硅质耐火原料65

一、硅石65

二、硅灰66

三、叶蜡石67

第二节黏土质耐火原料68

一、矿产概况68

二、技术指标69

第三节蓝晶石族矿物原料70

一、矿产概况70

二、技术指标70

三、原料性质71

四、原料用途72

第四节高铝质耐火原料72

一、高铝矾土72

二、合成莫来石76

第五节刚玉质耐火原料77

一、原料简述77

二、棕刚玉78

三、高铝刚玉79

四、白刚玉79

五、致密刚玉80

六、烧结刚玉81

第六节碳化硅质耐火原料81

一、原料简述81

二、技术条件82

第七节镁质耐火原料84

一、原料简述84

二、矿产概况85

三、烧结镁砂86

四、电熔镁砂86

第八节尖晶石质耐火原料87

一、尖晶石的结构87

二、铬铁矿88

三、镁铬尖晶石89

四、镁铝尖晶石90

五、铁铝尖晶石92

第九节镁钙质耐火原料92

一、矿产概况92

二、制砂工艺93

第十节锆质耐火原料94

一、原料简述94

二、资源分布96

第十一节隔热耐火原料96

一、轻质熟料96

二、空心球97

三、漂珠98

四、珍珠岩100

五、硅藻土101

六、陶粒102

第十二节耐火材料用无机结合剂103

一、铝酸钙水泥103

二、磷酸及磷酸盐106

三、水玻璃108

四、硅溶胶112

第十三节耐热钢113

一、概述113

二、铁碳合金相图113

三、钢的高温性能114

四、耐热钢的成分116

五、耐热钢的牌号119

六、耐热钢纤维120

第七章耐火材料的生产

第一节原料准备121

一、采选121

二、煅烧123

三、拣选124

第二节破碎工艺124

一、破碎的机理124

二、原料性质对破碎的影响125

三、颚式破碎机126

四、对辊破碎机127

五、圆锥破碎机127

六、球磨机128

七、辊式磨131

八、超细粉碎设备131

第三节配合工艺132

第四节混练工艺134

第五节成型工艺135

一、成型过程135

二、成型作用136

三、成型质量137

四、成型操作138

五、成型模具138

六、成型压机139

第六节干燥和烧成工艺139

一、干燥工艺139

二、烧成工艺140

第八章致密定形耐火材料

第一节镁铬质耐火材料143

一、镁铬质耐火材料的物理化学143

二、镁铬质耐火材料的品种和性能145

三、镁铬砖耐火材料的性能149

四、镁铬残砖的污染及其解毒150

第二节镁铝尖晶石耐火材料152

一、镁铝尖晶石耐火材料的物理化学152

二、镁铝质耐火材料的品种152

第三节镁铁/铁铝尖晶石耐火材料158

一、镁铁/铁铝尖晶石耐火材料的物理化学158

二、镁铁尖晶石耐火材料160

三、铁铝尖晶石耐火材料161

第四节镁钙(锆)质耐火材料162

一、镁钙系耐火材料的物理化学162

二、镁钙系耐火材料的制造要点167

三、镁钙系耐火材料的品种和性能169

第五节高铝质耐火材料170

一、常规高铝砖171

二、轻烧高铝砖175

三、三石改性高铝砖175

四、抗剥落高铝砖176

五、硅莫质耐火砖180

第六节水泥窑用耐碱砖184

一、新型干法水泥窑的碱蚀184

二、耐碱砖的物理化学184

三、水泥窑用耐碱砖的品种和性能186

第九章致密不定形耐火材料

第一节不定形耐火材料的一般问题187

第二节水泥结合耐火浇注料189

一、水泥结合的本质189

二、普通水泥结合耐火浇注料190

三、低水泥结合耐火浇注料190

四、超低水泥结合耐火浇注料204

第三节磷酸盐结合不定形耐火材料和水玻璃结合不定形耐火材料208

一、磷酸盐结合的物理化学基础208

二、磷酸盐结合不定形材料的种类和性能212

三、水玻璃结合不定形耐火材料214

第四节特殊成型不定形耐火材料215

一、自流不定形耐火材料215

二、泵送不定形耐火材料217

三、喷射不定形耐火材料220

第十章隔热耐火材料

第一节提高隔热性能的途径223

第二节轻质耐火制品224

一、采用氧化铝空心球制作隔热砖224

二、采用轻骨料和可燃物制作隔热砖224

三、采用传统泡沫法制作钙长石隔热砖225

第三节硅酸钙隔热制品227

一、硅酸钙制品的物理化学227

二、硬硅钙石制品的工艺和性能228

第四节耐火纤维233

一、耐火纤维的性能233

二、耐火纤维的问题233

第五节隔热不定形耐火材料234

一、隔热不定形耐火材料简介234

二、喷射隔热不定形耐火材料的工艺234

第十一章耐火材料的选择

第一节水泥生产条件237

一、水泥熟料的形成237

二、生料的细度和熟料的成分238

三、燃料和燃烧240

四、窑料的运动和传热242

五、回转窑的热负荷243

第二节耐火材料的选择244

一、窑内各带的划分244

二、窑尾系统用耐火材料246

三、回转窑用耐火材料249

四、冷却机用耐火材料250

五、三次风管用耐火材料252

六、余热发电用耐火材料252

第十二章耐火衬里的设计

第一节回转窑用砖设计253

一、砖型尺寸253

二、砌筑方式254

三、膨胀缝254

四、锁缝砖257

五、挡砖圈257

第二节复合衬隔热设计258

第三节预热器用砖设计259

一、锚固砖259

二、托砖板259

第四节浇注料的设计260

一、锚固件260

二、锚固砖261

第五节锚固件的焊接262

一、焊接简介262

二、焊缝结构263

三、焊接裂缝263

四、钢铁材料的焊接性264

五、异种钢材的焊接264

六、耐热钢与耐热钢的焊接265

七、耐热钢与其他钢材的焊接266

第六节篦冷机的吊挂碹和预制件266

一、篦冷机的吊挂碹266

二、篦冷机的预制件267

第七节单筒冷却机的衬料268

第八节三次风管用闸板270

第十三章耐火材料的施工

第一节窑内耐火砖的砌筑272

一、砌筑准备272

二、基本要求272

三、砌筑方法273

四、锁缝方法274

五、不规则部位的处理275

第二节不定形材料的施工276

一、耐火浇注料的施工276

二、涂抹捣打料的施工278

三、窑的烘烤279

第十四章耐火材料的使用维护

第一节窑体的维护280

一、窑体一般维护280

二、椭圆度的控制280

第二节窑皮的维护281

一、窑皮的作用281

二、窑皮的形成过程281

三、窑皮的形成条件282

四、熟料化学成分对窑皮的影响283

五、耐火砖性能对挂窑皮的影响285

六、窑皮的维护286

第三节特殊故障的处理287

一、煅烧条件对窑料低熔物质含量的影响287

二、结"大蛋"289

三、"飞砂"290

四、"雪人"290

五、结圈291

第十五章我国耐火材料的发展趋势

第一节耐火材料工业的发展趋势294

一、企业大型化294

二、市场全球化295

三、我国耐火材料行业的发展方向295

第二节耐火材料装备的发展趋势296

一、国产耐火材料的主要问题296

二、西方耐火材料行业的质量和服务297

三、西方国家的再制造299

四、西方耐火材料企业采用先进装备的范例300

五、我国耐火材料企业采用先进装备的范例301

第三节耐火材料工艺的发展趋势303

一、耐火材料工艺的发展趋势303

二、先进耐火材料工艺方法应用304

参考文献312

图书名称:《水泥窑用耐火材料》

图书等级: 平装

作 者: 王杰曾、曾大凡编著

是否在销: 在销

上市日期: 2011年09月01日

ISBN编号:978-7-122-11438-9

开 本: 16

页 数: 325

出 版 社:化学工业出版社

书 店:中国水泥网建材书店

本书是《水泥生产技术丛书》的一个分册，主要介绍了水泥工业所用耐火材料的种类、性能特点、生产技术及发展趋势等，并针对水泥用户比较详细介绍了水泥窑系统耐火材料的选择、设计、砌筑施工和熟料煅烧过程耐火材料的损毁情况及日常维护等内容。

这两处的温度相对较低，要求砖衬的导热系数小、耐磨性好，在这个区域来自原料、燃料的硫酸碱和氯化碱开始挥发，在窑内凝聚和富集，并渗入砖的内部。普通黏土砖与碱反应形成钾霞石和白榴石，使砖面发酥，砖体内产生膨胀而导致开裂剥落。而含Al2O325%~28%和SiO265%~70%左右的耐碱砖或耐碱隔热砖在一定的温度下与碱反应时，砖的表面立即形成一层高黏度的釉面层，防止了剥落，但这种砖不能抵抗1200℃以上的使用温度。所以预热带一般采用磷酸盐结合高铝砖、抗剥落高铝砖或采用耐碱砖。

分解带一般采用抗剥落性好的高铝砖，硅莫砖在性能上优于抗剥落性好的高铝砖，寿命比抗剥落的高铝砖约高出一倍，但价格较高，窑尾进料口宜采用抗结皮的碳化硅浇注料。

过渡带窑皮不稳定，要求窑衬抵抗气氛变化能力好、抗热震性好、导热系数小、耐磨。国外推荐采用镁铝尖晶石砖，但该砖的导热系数大，筒体温度高，相对热耗要大，不利于降低能耗。国内硅莫砖的导热系数小、耐磨，其性能在一定程度上可与进口材料相媲美。

烧成带温度高，化学反应激烈，要求砖衬抗熟料侵蚀性、抗SO3、CO2能力强。国外一般采用镁铝尖晶石砖，但该砖挂窑皮比较困难，而白云石砖抗热震性不好，易水化;国外的镁铁尖晶石砖在挂窑皮上效果较好，但造价太高。国内新采用的低铬方镁石复合尖晶石砖使用情况较好。

冷却带和窑口处气温高达1400℃左右，温度波动较大，熟料的研磨和气流的冲刷都很严重。要求砖衬的导热系数小，耐磨性、抗热震性好;抗热震性优良的碱性砖，如尖晶石砖或高铝砖适用于冷却带内。国外一般推荐使用尖晶石砖，但尖晶石砖的导热系数大，且耐磨性不好。国内近年来大多采用硅磨砖和抗剥落性好的耐磨砖。

窑口部位多采用抗热震性好的浇注料。如:耐磨抗热震的高铝砖或钢纤维增韧的浇注料和低水泥高铝质浇注料，但在窑口温度极高的大型窑上则采用普通的，或钢纤维增韧的刚玉质浇注料。

(1)带入的SO4-离子、CI-离子、R2O等有害成分的提高，即影响熟料强度，又会加重窑尾系统的结皮堵塞和窑内的结圈现象;

(2)有害成分的提高会增大液相量、降低液相粘度，造成窑皮的不稳定，窑皮的反复挂掉导致砖的频繁热震，加剧了有害成分对砖的渗透、被渗透部分的强度下降，最终剥落掉。对原料中MgO含量高的厂家影响更大;

(3)代用燃料的燃尽时间一般较长，不充分的燃烧会增加CO，加重结皮、结圈、结蛋和黄心料的产生。燃尽时间长导致火焰长、烧成带变长。通常烧成带长度是窑径的8倍左右，替代燃料可能使烧成带加长到窑径的9~10倍;

(4)替代燃料也遵循磨得越细燃尽时间越短、着火点越低的规律。德国某厂的经验，当挥发份在30%左右时，90μ m筛余需控制到20%左右;

(5)不同的代用燃料具有不同的燃烧特性，一般不宜混合使用。混合使用燃烧特性差别大的代用燃料，会出现几段窑皮的现象;

(6)碱性耐火砖比非碱性耐火砖更耐碱浸蚀，也可回避CaO对非碱性耐火砖内AL-、Si-的交代置换。

本书以问答的形式,较全面、系统地总结与归纳了耐火材料的相关知识与技术，以期能够解答广大建材工业工程技术人员的困惑与难题。

本书共分四章，其中第一章为基础篇，主要介绍了耐火材料的基本概念、分类及性质;第二章为水泥窑用耐火材料，主要介绍了水泥工业所使用的耐火材料产品种类、主要性质及工业应用;第三章为玻璃窑用耐火材料，主要介绍了玻璃工业所使用的耐火材料产品种类、主要性质及工业应用;第四章为陶瓷窑用耐火材料，主要介绍了陶瓷工业所使用的耐火材料产品种类、主要性质及工业应用。