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水泥生产过程中，涉及到多种窑炉炉型，又要用到大量耐火材料制品，尤其是各种类型、尺寸的耐火砖制品。因此，熟知水泥工业用耐火砖的种类及理化指标，成为耐火材料生产（供应商）、制品采购（采购商）以水泥生产（工程师）所必备的一门知识。那么，本文就由此展开。 一般将含铝量大于48%的硅酸铝系耐火材料统称为高铝质耐火材料，以其为主要原料的制品成为高铝质耐火材料制品。 1、高铝质耐火材料的主要矿物 高铝质耐火材料的矿物组成主要为刚玉、莫来石和玻璃相。就成分而言，各种矿物的铝含量如下： 低莫来石材料：Al2O348%～60% 莫来石材料：Al2O361%～70% 莫来石—刚玉材料：Al2O371%～80% 刚玉—莫来石材料：Al2O381%～90% 刚玉材料：Al2O3＞90% 2、高铝质耐火材料的主要性能 一般用途的高铝砖 GB2988-2004《高铝砖》对于一般用途的高铝砖作出了明确的规定。理化指标为： 砖的尺寸容许偏差及外观（mm） 水泥窑用磷酸盐结合高铝砖 水泥窑用磷酸盐结合高铝砖是指以高铝矾土熟料为骨料和细粉，磷酸或磷酸铝为结合剂，经半干法压制成型，在400℃～600℃温度下进行热处理，化合而成的供水泥窑用高铝质耐火制品。对此，JC350-93《水泥窑用磷酸盐结合高铝砖》作了详细的规定。 制品按结合剂分为两个品种。高铝质砖（简称磷酸盐砖），结合剂为浓度42.5%～50.0%的磷酸盐溶液，代号为P，锁缝砖代号为PC。磷酸盐高铝质耐磨砖（简称耐磨砖），结合剂为工业磷酸，工业氢氧化铝配制成的磷酸铝溶液，摩尔比为Al2O3：P2O5=1：3.2，代号为PA。 磷酸盐直接结合高铝砖，其高温状态下强度较高，挂窑皮能力中等，导热系数较高，热震稳定性较好。在调试阶段，开窑和停窑次数较多时，表现出较好的使用性能。 莫来石及其制品 莫来石是Al2O3—SiO2二元系统中唯一稳定的二元矿物相。其化学组成为3Al2O3·2SiO2（简写为A3S2），理论的铝氧化物与硅氧化物的质量比为71.88：28.12。莫来石的熔点高，强度大，热膨胀系数小，抗化学腐蚀能力强。用纯莫来石制成的耐火砖用于回转窑的过渡带，表现出很高的荷重软化温度，较高的高温强度，膨胀系数小，热震稳定性好，抗化学腐蚀能力强等一系列良好的使用性能。由于其挂窑皮性能不佳，用于烧成带效果不理想。工业用的莫来石均是人工合成的。按热加工方法分为少结合成莫来石和电熔合成莫来石。 刚玉是指α晶体形态存在的Al2O3化合物。理论组成为100%纯净的Al2O3，晶体为三方晶系。以刚玉为主要原料制成的耐火制品，其Al2O3含量不低于90%。刚玉质耐火材料耐火度高，高温强度好，耐磨性好，抗化学腐蚀能力强，但热膨胀率较高，导热系数也高。根据杂质含量分为白色刚玉（几乎含100%的Al2O3）和棕色刚玉。白色刚玉几乎很少用。 抗剥落高铝砖 是以特级高铝矾土熟料和含氧化锆的合成料为原料，按一定配比经高压成型制得的烧成制品。产品具有耐高温冲击性能好，热态强度高，抗剥落能力强，抗碱及硫、氯侵蚀能力强等特点，大量用于大型干法水泥窑的过渡带及分解带。 碱性耐火材料及制品 镁质耐火材料及制品 镁铬耐火材料及其制品 是以铬铁矿石和烧结镁砂为原料制取的耐火砖。他的矿物主相是方美石和尖晶石，根据铬铁矿在原料中的数量是否超过50%的比例，分别称为铬镁砖和镁铬砖。水泥行业主要使用镁铬砖。 建材行业《针对水泥回转窑单独制定了JC/T497-1992（96）《建材工业窑炉用直接结合镁铬砖》的标准，按理化性能分为五个牌号，按外观品质分三个等级。详见下表。 镁铝砖 镁铝砖是以死烧的镁砂和高铝矾土熟料为原料生产的以方镁石为主要晶相，以铝镁尖晶石为结合相的镁质耐火材料制品。镁铝砖的化学组成MgO含量一般大于80%，二Al2O3含量为5%～10%。与镁砖相比，其热膨胀系数较低，表现出良好的热震稳定性，耐火度和荷重软化温度较镁砖优越。
以白云石为主要原料，以MgO和CaO为主要成分的耐火材料制品称之为白云石耐火制品。由于镁铬砖在水泥回转窑中易于硫元素发生反应，生成物在存放中会形成有毒的Cr6+，造成水源的污染。因此在工业化国家，尤其是欧洲国家对镁铬砖的生产和使用作出了非常严格的限制，并极力推荐采用白云石耐火砖作为水泥回转窑烧成带的耐火材料。 白云石砖很高的耐火度和良好的抗碱侵蚀能力、挂窑皮能力已被充分肯定。但白云石砖抗水化性能较差，包装和储存成本较高，砌筑到回转窑上，稍不注意就会出现大幅度的性能下降，甚至有水化完全报损。目前在我国水泥回转窑上还很少使用。 半稳定化烧成镁白云石砖以烧结白云石或烧结镁白云石为原料，也有采用合成白云石熟料的，采用石蜡、焦油沥青或聚丙烯等机压成型后烧成，再经焦油浸渍，以防止吸湿潮解水化。
黏土耐火制品 黏土质耐火制品是采用硬质黏土熟料为主要原料，配以软质黏土或半软质黏土为结合剂，以半干法或可塑法成型，再1300℃～1400℃温度下烧成制品。其化学成分与高铝土接近，Al2O3含量通常为30%～48%。由于兼顾了耐火、保温、抗化学腐蚀等多种性能，且价格便宜，因而是产量最高，应用最广的耐火制品。
GB4415-84《黏土质耐火砖》中规定的黏土质耐火砖的物理性能指标如下图：
中国建筑材料科学研究瑞泰高温材料科技股份有限公司生产的CB20，CB30隔热耐碱砖分别用于2000t/d以下，2000t/d以上的回转窑，主要理化性能如下表：
隔热耐火制品 是指有较高的耐火度，但主要是有较好的隔热能力的耐火制品。其通常显气孔率大、体积密度小，导热系数低，强渡低，耐火度也不如前述的耐火材料。但它良好的隔热特点决定了它在水泥窑炉上的广泛应用。主要有黏土质隔热耐火砖，高铝质隔热耐火砖和复合耐火砖。 GB3994-83《粘土制隔热耐火砖》所限定，其形状及尺寸应符合通用耐火砖的规定。其理化性能指标如下：
高铝质隔热耐火砖的技术要求，由GB3995-83《高铝质隔热耐火砖》所限定。其主要用于隔热层和不受高温熔融物料及腐蚀性气体直接侵蚀的窑炉内衬。高铝质隔热耐火砖依据体积密度来确定牌号，共分7个品种。
回转窑复合砖是采用高耐火度、高强度的耐火材料和隔热保温材料，作为表面工作层和内部保温层的一种复合材料耐火砖。这种砖分别利用不同门类的耐火材料之长，避其所短，是一种兼顾耐火与保温复合性能要求的耐火砖。其工作层具有适宜的抗剥落、抗碱性能，而保温层导热系数较低，有利于热工设备的保温。相对于采用两种耐火砖来进行砌筑，其砌筑较方便、工效高。从理化性能讲，适合应用在回转窑的预热带和安全带。
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