水泥回轉(zhuǎn)窯用耐火磚的掛窯皮性能對(duì)于其使用壽命的長(zhǎng)短起到非常關(guān)鍵的作用，這尤其體現(xiàn)在燒成帶，而目前業(yè)界沒(méi)有統(tǒng)一的掛窯皮性能評(píng)價(jià)方法，為此本文介紹了國(guó)內(nèi)外不同掛窯皮性能評(píng)價(jià)方法，并提出了一些見(jiàn)解。

　　水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶用耐火磚熱面需要粘著一層均勻、穩(wěn)定且厚度適宜的窯皮，這對(duì)延長(zhǎng)耐火磚的使用壽命及提高窯的運(yùn)轉(zhuǎn)周期至關(guān)重要。在正常厚度窯皮保護(hù)下，耐火磚工作面溫度由無(wú)窯皮時(shí)的1450℃左右降低到600℃左右，顯著地抑制了變質(zhì)破壞作用，極為有效的延長(zhǎng)了耐火磚襯的使用壽命，同時(shí)對(duì)保護(hù)該部位窯體鋼板壽命、改善該處勞動(dòng)條件也極有利，因此在回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)行中，必須始終重視掛好和維護(hù)好窯皮。

　　目前評(píng)價(jià)耐火磚熱面與窯皮的粘著性，多以生產(chǎn)過(guò)程中的粘著情況來(lái)判斷，如在點(diǎn)火運(yùn)行初期，觀察窯皮的粘著是否平整，粘著的難易及粘著層的厚度是否適中等，在運(yùn)行一個(gè)周期停窯后，實(shí)測(cè)窯皮的長(zhǎng)度、厚度、平整性及窯皮自行垮落等情況；有的則以耐火磚與窯皮界面的粘著面積大小來(lái)判斷。但是這些都只是耐火磚在使用過(guò)程中才顯現(xiàn)出來(lái)，如果耐火磚的掛窯皮性能不好，就會(huì)給水泥企業(yè)帶來(lái)很大的損失，為此國(guó)內(nèi)外學(xué)者專(zhuān)家陸續(xù)提出了不同的掛窯皮性能評(píng)價(jià)方法，以探求符合實(shí)情的評(píng)價(jià)方法。下面選取不同的掛窯皮性能評(píng)價(jià)方法進(jìn)行介紹，同時(shí)也陳述了對(duì)評(píng)價(jià)方法的見(jiàn)解，希望能為后續(xù)研究提供一些參考。

　　掛窯皮性能方法簡(jiǎn)介及思考

　　新型干法水泥窯高溫帶可分成燒成帶和過(guò)渡帶。其中燒成帶的窯襯經(jīng)受最嚴(yán)重的熱學(xué)、力學(xué)、化學(xué)破壞作用，全窯系統(tǒng)耐火材料總消耗量的30～35％發(fā)生在燒成帶，是使用條件最苛刻的部位，因此燒成帶用耐火磚能掛上合適厚度的穩(wěn)定窯皮對(duì)其壽命影響最為關(guān)鍵。

　　在1959年制定的DIN掛窯皮評(píng)價(jià)方法，該方法分別采用將圓柱狀的耐火磚試樣埋入水泥原料中和將水泥原料埋入耐火坩堝中的方式，之后在電爐中加熱處理冷卻后評(píng)價(jià)掛窯皮性。太田等人在耐火磚試樣上（55mm×55 mm×15mm）放置水泥原料粉末，在電爐內(nèi)加熱處理后，用如圖1（a）所示方法求出附著強(qiáng)度，同時(shí)根據(jù)原料粉末加熱收縮形成的10～30個(gè)島狀附著物附著面積與試樣面積之比確認(rèn)整體附著狀況來(lái)綜合判定掛窯皮性。我們采用如圖1（b）所示的鉚焊法評(píng)價(jià)耐火磚掛窯皮性。將水泥原料壓制成圓餅后放置在耐火磚試塊中，其中耐火磚試塊表面露出，其余部分埋入裝有鎂砂顆粒的坩堝中，這樣做的目的是在耐火試塊中形成溫度梯度，使試塊表面的水泥原料液相流出停止。更換水泥原料反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在開(kāi)始加熱水泥原料沒(méi)有形成附著的情況下，發(fā)現(xiàn)水泥原料塊附著增多，這也驗(yàn)證了上述措施的有效性。
 

圖1 掛窯皮性能評(píng)價(jià)方法

　　在兩耐火磚試樣之間夾上水泥原料，在電爐內(nèi)進(jìn)行加熱處理，冷卻之后采用三點(diǎn)抗折（試樣形狀：62.5mm×25mm×25mm，95%普通硅酸鹽+3%硫酸鉀+2%氯化鉀，如圖2所示）剪切（試樣形狀：120mm×65mm×10mm，中間夾一層1~2mm水泥熟料）、抗拉（圓柱形狀：Φ20×150mm，水泥原料：4g）等試驗(yàn)評(píng)價(jià)掛窯皮性的方法。

圖2 三點(diǎn)抗折法

圖3 靜態(tài)剪切法

　　將適量水泥生料均勻置于兩耐火磚切塊之間，之后將耐火磚傾斜放置在支撐物上，保持切面水平，連同支撐物一起在爐內(nèi)加熱處理后冷卻。然后將耐火磚立起來(lái)，自上而下施加壓力，直至耐火磚切面分離，根據(jù)壓力值大小判定掛窯皮性。

　　Holderbank公司采用如圖4所示方法評(píng)價(jià)耐火磚掛窯皮性，在煤氣加熱爐的爐底放置耐火磚試樣，然后再其上放置水泥原料（3～5kg）進(jìn)行加熱處理40小時(shí)，同時(shí)利用冷空氣冷卻耐火磚背面，重點(diǎn)關(guān)注耐火磚不同位置溫度數(shù)據(jù)，以達(dá)到模擬實(shí)際耐火磚溫度梯度的效果。

圖4 Holderbank方法

　　如圖5所示的轉(zhuǎn)鼓法判定耐火磚掛窯皮性能：在磚襯內(nèi)徑為300mm的轉(zhuǎn)鼓中襯砌試驗(yàn)磚若干，用燒嘴加熱12h,至1530℃，同時(shí)邊以5r/min的速度回轉(zhuǎn)，邊以300g/h的量加入12次水泥生料。冷卻后通過(guò)觀察試驗(yàn)磚的粘掛窯皮厚度來(lái)評(píng)價(jià)磚的掛窯皮性能。

圖5 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)鼓法

　　以上掛窯皮性能評(píng)價(jià)方法，可以知道除去動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)鼓法，其余均為靜態(tài)法。靜態(tài)法的優(yōu)點(diǎn)在于可以定量測(cè)定耐火試樣與水泥原料之間的常溫結(jié)合力，缺點(diǎn)是在水泥原料液相過(guò)多的情況下，靜態(tài)法可以體現(xiàn)出耐火試樣很好的掛窯皮性，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，水泥原料可能滑過(guò)耐火磚工作面，不能形成窯皮。因此在常溫下確定一個(gè)以什么程度的強(qiáng)度為最好的基準(zhǔn)是關(guān)鍵。動(dòng)態(tài)法的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)際模擬耐火試樣高溫狀態(tài)下的掛窯皮性能，但是不能很好的量化區(qū)別。

　　另外，在上述掛窯皮評(píng)價(jià)方法中，水泥原料液相向耐火試樣中流入，這會(huì)改變水泥原料的組成，所以，用少量的水泥原料進(jìn)行掛窯皮性能評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)有效性還存在疑問(wèn)，因此在這方面采用較多水泥原料的轉(zhuǎn)鼓法和Holderbank公司采用的方法更貼合實(shí)際。

　　結(jié)論

　　文中所述的各種掛窯皮性能評(píng)價(jià)方法均各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮同F(xiàn)有設(shè)備情況進(jìn)行選擇或者采用多種方法綜合考評(píng)掛窯皮性能。同時(shí)由于不同水泥廠的實(shí)際工況存在區(qū)別，同一種評(píng)價(jià)方法得出的耐火磚掛窯皮性能也存在區(qū)別，這必須將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)際效果進(jìn)行持續(xù)的對(duì)比研究，這樣才能得到更接近實(shí)際情況。