“十一五”期間，我國水泥工業(yè)發(fā)展迅猛，特別是2010年，新型干法水泥比重達到80%，超額完成了水泥產業(yè)“十一五”規(guī)劃確立的70%的目標。大型新型干法水泥窯的推廣也帶動和促進了新一代襯里耐火技術的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，水泥工業(yè)所消耗的耐火材料占耐火材料總量的10%以上，隨著水泥工業(yè)的長足穩(wěn)健發(fā)展，對耐火材料的需求不僅在數(shù)量上有持續(xù)的提高，技術上也提出了更高的要求，而且伴隨水泥工業(yè)產業(yè)結構的進一步調整及國家政策對節(jié)能環(huán)保要求的不斷提高，傳統(tǒng)的水泥窯襯里耐火技術已逐漸被環(huán)保節(jié)能、性能穩(wěn)定、功能化、工程化的新一代耐火技術所取代。目前，我國大型新型干法水泥窯襯里耐火技術已形成較為系統(tǒng)、品類齊全的產品配套方案和施工技術。

　　當前我國新型干法水泥窯對襯里耐火技術的要求

　　新型干法水泥窯的技術進步和大型化發(fā)展，使得水泥窯運行窯溫升高、轉速加快、窯系統(tǒng)更復雜，同時燃料、原料種類和組成多樣化也給耐火材料提出了新的挑戰(zhàn)，對耐火技術提出了新的要求。

　　合理的價位。據(jù)統(tǒng)計我國每生產1噸熟料所消耗的耐火材料遠大于歐美國家水平，因此對于我國水泥工業(yè)而言，要求在條件苛刻、溫度較高、環(huán)境惡劣的部位使用價格相對較高的耐火材料，中低溫部位、受堿氯硫影響較小，對抗熱震、耐磨要求不高的部位使用價格相對低廉的耐火材料，因地制宜，在保證正常使用下最大限度的減少耐火材料的成本，無疑是水泥工業(yè)生產要求的方向。

　　合理的使用壽命。耐火材料的使用壽命影響因素較多，包括在運行中高溫下的熱應力、機械應力、熱化學侵蝕/腐蝕、周期溫度變化等，也包括正常或非正常停窯、維修帶來的熱震影響、機械破壞等，因此，要求耐火材料一方面能達到一個或數(shù)個維修周期，另一方面也要求和維修周期相匹配，最好能夠通過控制耐火技術的穩(wěn)定性達到控制維修頻率的目的。

　　環(huán)境友好。隨著“十二五”節(jié)能減排力度的加大，水泥工業(yè)一方面要達產保持運轉率，另一方面要達標完成節(jié)能減排任務。這也要求新一代耐火隔熱材料減少熱量散失，提高長周期滿負荷運行率，為水泥工業(yè)節(jié)能減排降耗提供支持。

　　施工及時便捷。由于未來新建水泥項目大幅放緩，因此耐火材料基本用于水泥窯的大修和維護。這就需要耐火材料企業(yè)在產品及施工技術上事先做好充足的準備，做到一旦施工，必須反應及時，服務快捷。

　　較強的適應性。利用水泥窯協(xié)同處置廢棄物技術對耐火材料提出了新的挑戰(zhàn)，要求新一代耐火材料不僅能夠滿足生產熟料的要求，同時還必須滿足環(huán)境苛刻的廢棄物焚燒的要求。

　　新一代大型干法水泥窯耐火技術展望

　　為滿足大型干法水泥窯未來發(fā)展的需求，與水泥工業(yè)協(xié)同發(fā)展，我國耐火材料企業(yè)必須立足當前，潛心研究，開拓新一代的大型干法水泥窯耐火技術，筆者認為具體可從以下幾個方面深入研究。

　　一是推進無鉻化，大力發(fā)展新型綠色環(huán)保耐火材料。目前歐美等國家已經(jīng)對含鉻原料進行了嚴格的限制，且世界上高品位鉻礦越來越少，進一步促進了開發(fā)能夠取代鎂鉻磚耐火材料的其他耐火材料。就當前研究來看，取得較好使用效果的為鎂鈣鋯質和改進尖晶石質耐火材料，體現(xiàn)了水泥窯耐火材料的發(fā)展方向。

　　鎂鈣鋯質耐火材料。我國白云石資源豐富、CaO含量較高，通過不同方式引入ZrO2后，能夠很大程度上提高產品的高溫性能和抗水化性能，生產的鎂鈣鋯磚具有較同類耐火制品更為優(yōu)異的掛窯皮性能。經(jīng)實踐檢驗，通達耐火生產的鎂鈣鋯磚在多條大型水泥窯上均取得了良好的效果，壽命周期達到并超過鎂鉻磚。目前，生產鎂鈣鋯質耐火材料普遍生產成本較高、工藝復雜、生產周期長，所以今后的努力方向當立足于降低生產成本、優(yōu)化生產工藝、縮短生產周期。

　　改進尖晶石質耐火材料。改進尖晶石磚是上世紀末出現(xiàn)的新品種，是由特殊彈性制造技術和二價鐵尖晶石制備，產品機械和熱化學性能較白云石磚、鎂鉻磚有明顯改善。目前這種產品已在國內一些回轉窯的燒成帶和上過渡帶應用，但因我國水泥窯停窯頻率較高，此產品還需改善抗熱震性，降低停窯帶來的風險。

　　二是研制高檔次高效節(jié)能隔熱保溫材料。不定形耐火材料由于不需成型和燒成，是耐火材料發(fā)展的重要板塊。我國不定形耐火材料技術發(fā)展迅速，技術研究和應用研究水平不斷提高，國產不定形耐火材料的使用性能基本可以滿足國內高溫工業(yè)技術需要。但是，隨著高溫工業(yè)的發(fā)展，特別是國家對高溫工業(yè)的能源節(jié)約要求，不定形耐火材料的節(jié)能化仍然是一項重要的任務。合理利用各種材質及顯微結構的隔熱保溫耐火材料乃為減少爐壁外表面散熱損失的最佳選擇。

　　水泥工業(yè)能耗大，如果能夠顯著減少熱量散失，可有效的降低能耗，減少燃燒廢氣的排放，因此高效節(jié)能隔熱保溫材料也是未來耐火技術的發(fā)展方向之一。通達耐火研制的輕質耐堿耐火澆注料GL-11N，具有良好的保溫隔熱性能，使用在1～4級預熱器，實現(xiàn)有效地降低生產的能耗，節(jié)約生產成本，減少碳排放。通達耐火還在高強低導耐火材料方面開展了大量的研究工作，并取得了良好的使用效果。

　　三是開發(fā)適應性強的高端均質耐火材料。我國有豐富的耐火原料資源，特別是高鋁礬土、菱鎂礦和石墨堪稱耐火原料三大支柱。長期以來，為了提高耐火材料的抗渣侵蝕性能，延長耐火材料的使用壽命，原料多經(jīng)煅燒或熔融而成致密的顆粒料，粉料再經(jīng)過粉磨得到，因此，耐火材料的抗渣侵蝕性能得到增強，但因為熱導率增大而能耗也相應加大。熔融生產過程中消耗電能大、污染嚴重，不符合國家資源節(jié)約、環(huán)境友好的發(fā)展方向。與此同時，我國耐火原料由于礦床構造不同所導致的組成變化較大和受最大利潤的驅動，采富棄貧，采易棄難，以及采剝失調，不僅資源遭到不同程度的浪費，環(huán)境失治現(xiàn)象也相當嚴重。

　　傳統(tǒng)高鋁耐火澆注料大都以天然礦物熟料或生料為原料，化學組成不穩(wěn)定，質量波動時有發(fā)生，從而給水泥企業(yè)用戶帶來一定影響。要從根本上解決此類問題，最有效的方法首先是從原料著手，通過配料合成，使得原料化學成分均一，并通過超高溫的溫差波動小于5度的自控窯爐燒成，實現(xiàn)礦物組成穩(wěn)定，也即通過控制原料確保產品的均質性和穩(wěn)定性，進而實現(xiàn)耐火材料產品的長壽命化。為此，通達耐火領行業(yè)之先在山西陽泉建立均質原料示范基地，采用自主創(chuàng)新技術和國際高端裝備進行礬土基均質耐火原料的生產，從而保證原料和制品的均質穩(wěn)定。目前均質耐火原料已進入生產階段，所產鋁硅質均質料組成穩(wěn)定，莫來石含量高，氣孔率小，開始應用于水泥窯用耐火澆注料中，實測各項性能及穩(wěn)定性優(yōu)于天然原料產品，在多家水泥企業(yè)裝備上使用效果優(yōu)異，推廣應用前景極為廣闊。

　　值得注意的是，為滿足大型干法水泥窯適應焚燒垃圾需要，耐火材料在設計時還應具有適應性強的特點，不僅能夠在堿性氣氛下使用，在中性、酸性，甚至在有腐蝕性液體存在下也能適用。隨著回轉窯焚燒垃圾技術的不斷發(fā)展，這將是未來耐火材料技術的重要發(fā)展方向之一。通達耐火多年前即對該類典型產品開展深入研究，為國內數(shù)條大型多功能干法水泥窯提供耐火材料，成功實現(xiàn)了耐火材料使用壽命在焚燒垃圾和水泥熟料生產中基本一致的目標，在業(yè)內率先解決了耐火材料在功能領域的敏感性和適應性問題。

　　水泥窯耐火工程技術發(fā)展趨勢

　　鑒于水泥窯改造和維修時間有限，甚至要求在運轉時實施維修改造的特點，耐火企業(yè)必須反應及時，在短時間內完成材料的施工，以下幾個方面將是水泥窯耐火工程技術發(fā)展的趨勢。

　　一是濕法噴射技術。耐火澆注料濕式噴射施工技術近年越來越受到人們的關注。它與常規(guī)的澆注料、自流澆注料不同，其一是在低加水量條件下仍具有一定的自流性，且不易出現(xiàn)顆粒偏析現(xiàn)象；其二是濕式噴射澆注料的粘滯阻力低，易于管道輸送。濕式噴射澆注料還有一個更顯著的特點就是噴射施工時需添加促凝劑，在促凝劑的作用下，噴射到施工面上的澆注料迅速失去流動性而附著，可大大降低材料的回彈率。該技術具有無需支模、施工速度快、效率高、施工時無粉塵等優(yōu)點。到目前，國內在水泥窯耐火材料施工應用此項技術僅有以通達耐火為代表的優(yōu)勢企業(yè)，擁有技術、產品、裝備等成套、成熟經(jīng)驗，在多個地域大型水泥窯上有成功的業(yè)績。

　　二是熱態(tài)修補技術。即借助熱態(tài)修補設備將配制好的修補料以一定壓力輸送到需修補部位，同時補充所需助燃氣體在高溫下通過固相燒結達到修補窯襯目的的耐火材料施工技術，具有施工方便、無需停窯等優(yōu)點。

　　三是典型部位預制技術。澆注料預制技術具有獨特優(yōu)勢，通過使用驗證，采用干法水泥窯典型部位澆注料預制技術能大幅提高澆注料的施工速度，輔以合理配置耐火材料，使用壽命十分理想，是水泥窯關鍵部位施工發(fā)展的重要方向。

　　隨著水泥工業(yè)產業(yè)結構的不斷調整和技術的不斷進步，還將推動我國新一代新型干法水泥窯襯里耐火材料進一步朝著綠色環(huán)保、節(jié)能降耗、方便快捷、均質穩(wěn)定的方向不斷向前發(fā)展。