一、水泥窑用耐火材料的历史

 

水泥窑用耐火材料的发展史就是随着水泥生产工艺的不断进步而在创新中持续自我提升、自我革命的发展史，也是水泥和耐火材料互相成就的发展史。

 

传统水泥回转窑用耐火材料品种比较单一，最早全窑采用Al2O3含量30%-40%的粘土砖。自二十世纪三十年代以后，为了提高窑衬寿命，在烧成带开始配用Al2O3≥50%的高铝砖。随着窑炉规模逐渐增大和熟料产量、质量的不断提高，烧成带用高铝砖的使用寿命不能满足要求，1936年在瑞士试用了镁铝砖，1938年在意大利首先使用了镁铬砖，预热带用粘土砖、分解带热端及冷却带采用高铝砖、烧成带采用镁铬砖，这种配套方案基本满足了传统水泥窑的使用需求。

 

八十年代初，我国开始引进国外大型预分解水泥生产成套装备，随着水泥回转窑向大型化预分解窑的方向发展，传统的普通镁铬砖已不能适应，直接结合镁铬砖应运而生。在八十年代研制成功的适用于水泥回转窑过渡带的镁铝尖晶石砖，解决了过渡带窑衬寿命低于烧成带内衬寿命的一大难题，使其烧成带和过渡带的使用寿命相匹配。实现了我国大型预分解水泥窑配套用耐火材料国产化。

 

二、水泥窑用耐火材料面对的挑战及新产品的探索应用

 

我国水泥工业发展迅速，从1985年起年产量及消费量均稳居世界第一，2020年全国累计生产水泥23.77亿吨。但是，我国水泥行业业面临的形势也很严峻，一是熟料产能过剩，水泥企业的运转率低，2020年，全国11省市产量绝对量同比出现下滑，二是国家对“两高”企业管控越来越严格，2021年11月15日国家发展改革委等5部门印发《高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平（2021年版）》通知，明确要求，水泥熟料单位产品综合能耗基准水平是117Kg标准煤，标杆水平为100Kg标准煤。依据能效标杆水平和基准水平，限期分批（一般不超过3年）实施改造升级和淘汰，对于不能按期改造完毕的项目进行淘汰。产能严重过剩和“双碳”背景下出台的一系列的管控政策对水泥窑用耐火材料提出了三个挑战：

 

1. 在国家“双碳”背景下，对耐火材料的保温、节能、环保功能提出了更高要求；

 

2. 产能严重过剩，因市场需求疲软导致水泥窑开停频繁，对窑用耐火材料的稳定性及使用寿命是一个严峻的考验；

 

3. 水泥企业积极开展智能化改造，耐火材料企业怎么从产品的施工及生产运行检测方面提高综合服务能力以满足用户智能化升级的需要；

 

面对新的发展形势，为积极贯彻落实国家节能降碳及创新发展的理念，中国建筑材料联合会提出了水泥工业应大力发展“第二代新型干法水泥技术”，耐火材料作为水泥烧成过程中不可或缺的内衬材料，是第二代新型干法水泥技术重要的支撑条件。为满足第二代干法水泥技术的要求，耐火材料应具有节能降耗、绿色环保、长寿高效、安全稳定等多种功能。各耐火材料研究单位和耐火材料生产厂家做了大量研发推广工作，研发了不同种类的效果稳定、寿命长、低导热复合砖，开发出了各类新型耐火材料产品。在进一步提高耐火材料节能效果和适应频繁协同停窑方面取得了较好效果。

 

面对耐火材料日新月异的创新发展，尤其是新型耐火材料的不断面世，作为水泥企业，在耐火材料的管理使用上要从三个方面加大力度：

 

一是要有统一的耐火材料管理理念，更加注重新型耐火性材料的性能和使用条件，将耐火材料的使用管理作为水泥窑工艺管理的重要环节，回转窑产质量的管理和耐火材料的使用要一体化管理，避免造成耐火材料的非正常损坏，

 

二是使用的原燃材料要保持稳定，尽量控制有害成分，防止结皮、副窑皮的产生；

 

三是处理危废垃圾的生产线要与耐火材料生产厂家及时沟通，在耐火材料的配置方案上及时调整。

 

同时，耐火材料生产厂家也要加强技术攻关，通过结构优化，形成科学温度梯度，将不同种类材料限定在其许用温度和强度范围内，在高温高负荷的使用条件下，各种材料能够发挥所长，绝热材料能够得到更好的保护，整体性能更加安全稳定。

 

总之，对于新型耐火材料的使用，水泥生产企业和耐火材料研发生产企业要同心同力，只有这样，新产品、新技术才能顺利使用，效果才能充分发挥。

 

三、窑用耐火材料的发展趋势

 

随着中国工业的高质量发展与国家十四五规划实施方案的落地，耐火材料工业必然为迎合工业发展需求而不断的创新；同时，国家对碳达峰、碳中和的高度重视，对“两高”企业的严格管控，下游企业节能降耗、智能制造的改革，必将使优质、节能、低碳、长寿、高效等新型耐火材料的需求不断的增加，也迫使耐火材料企业不断向高端产品及高精尖工艺的方向研究发展，所以耐火材料企业需要不断提高企业的综合实力，更重要的是提高研发创新能力，持续不断的开发低耗能、高寿命的新型耐火材料产品，提高综合服务能力以满足新工业时代下水泥用户的需求。

 

来源：洛阳中联水泥有限公司  何纪纲