1、总体特性要求

不定形耐火浇注料是对定形耐火材料的Z好补充，在筑炉施工中，它的施工往往比耐火砖繁杂，但它适合于形状较为复杂的筒体，而且常常胜任在使用环境极为苛刻的位置上。所以，它要有如下特性：

⑴ 要有较高的高温强度及耐磨性。这取决于所用的耐火水泥的制造商及骨料的来源。

⑵ 较低的需水量，一般不应超过6.5%。不仅有利于提高浇注后的强度，而且养护时间可以缩短；

⑶ 粒度配比均匀稳定是质量稳定的前提。

⑷ 由于预热器系统内碱性物料对衬料的侵蚀较为严重，因此，要求具有较好的抗碱性能。

在不同使用环境下会有不同的理化指标，在烧成系统中要求较高的浇注料是用于燃烧器上的喷煤管及前窑口，它们要有更高的抗高温耐磨损性能；对于在窑尾上升烟道使用的浇注料则要求有抗结皮性能。

2、多功能浇注料的配制要求

配料为工业陶瓷、SiC、纯铝酸钙水泥、SiO2微粉和矾土粉。以铝酸钙水泥为结合相的浇注料系统，SiC含量越高，其成型性能变差，但其耐碱性能、抗结皮性能更加优异，SiC含量为15%、30%、55%的三种材料的综合性能均可以满足预分解系统用耐火材料要求。

其中的工业陶瓷结构致密，低吸水性，具有良好的化学稳定性，其高硅低铝组分与碱气反应生成钙长石、钾长石高黏度液相，附在浇注料表面，形成釉状保护层，从而阻止碱的侵蚀，增强耐碱性能。
其中的碳化硅（SiC）原料莫氏硬度大，可以满足生料的耐冲刷和磨损，它的表面光滑，与其它材料黏结和浸润性都比较差，不易结皮。高温下会形成表面氧化层，保护本体材料免受碱蒸汽的侵蚀。

3、碳化硅（SiC）对浇注料的性能影响如下：

⑴ 由于SiC本身具有憎水性，不易被润湿，不易形成水膜层，浇注料的用水量增加。因此，SiC含量越多，浇注料的和易性差、流动性也差、冷态的抗折强度会下降；

⑵ 由于SiC体积密度（2.6~2.8g/cm3）大于陶瓷密度（2.2~2.4g/cm3），SiC含量越多，材料体积密度越大。当温度升高时，SiC含量较多时，体积密度会有一定增加。对材料线变化的影响，SiC含量表现为负值。

⑶ SiC含量对浇注料强度，尤其在高温（1100℃）下都有利。尤其是SiC粒度为150目时，不可能完全被氧化，在SiC粒子周围产生部分缝隙，提高了浇注料抗热震稳定性和强度。未氧化完的SiC也起到颗粒增强体的作用。

⑷ SiC含量越多，越有利于材料的抗结皮性能。

⑸ SiC含量越多，越有利于耐碱性能的提高。

预分解窑系统是在高温、高粉尘下运行的装备，而且有些部位磨损严重。对使用条件苛刻的部位应选用不同的耐火浇注料品种应对。

1、前窑口及喷煤管处的浇注料使用寿命短。

前窑口的耐火浇注料存在剥落、掉块、耐碱侵蚀性能差等问题，使用周期一般是4~8个月。为此，该部位耐火浇注料在高温环境下应该具备足够的耐火度、机械强度、热震稳定性和耐碱性。建议采用高性能或改进型窑口专用耐火浇注料，该产品具有优异的抗剥落性能、高温耐碱性能以及抗水泥熟料侵蚀性能等。

喷煤管的耐火浇注料相比前窑口使用温度变化更加频繁，温差更大，碱性气氛较强，又受熟料细粉冲刷。造成燃烧器前面一米及下部的浇注料易产生开裂、剥落、磨蚀等现象，使用周期一般是3~5个月。结合该部位的运行特点，建议采用喷煤管专用浇注料或改进型喷煤管专用耐火浇注料。该产品具有优异的抗剥落性能和热震稳定性。

2、五级预热器及分解炉锥部、下料管、上升烟道等部位易结皮。

当窑系统所用原燃料中的碱、硫、氯等有害成分的含量较多时，再加之操作不当时，易导致频繁结皮，当使用空气炮、水枪清理时，不仅不安全，而且影响浇注料的寿命。建议该部位采用高强抗结皮碳化硅浇注料。该产品具有极好的耐碱性、抗结皮性、耐磨性。

3、三次风管弯头及风阀部位受熟料细粉磨损严重，使用周期短。

正常情况下，含熟料细粉的三次风工况温度在750℃~950℃，风速在20m/s以上。对该部位耐火衬料磨损非常严重，短则2~3个月，长则6个月左右，不仅耐火衬料磨掉，而且常常是将钢板磨通，三次风阀板损坏。建议该部位采用耐磨耐火浇注料。

4、窑头罩下部、篦冷机前端顶部用耐火浇注料寿命偏短。

该处浇注料受到窑口出来的高温熟料反弹热冲击，所受热负荷比较高，也承受一定的机械应力和热应力；窑头罩顶部靠近三次风管处，粉尘气流冲刷相对比较严重，而且此处浇注料的施工比较困难，对材料的流动性和早期强度要求比较高。建议该部位采用高温性能好、抗热震稳定性强、又具有耐磨等特点的高强耐磨浇注料。

5、纯低温余热发电系统中风速快，对管壁的磨损严重，但温度较低，需要有与之相适应的浇注料使用。

窑尾余热温度≤350℃，窑头余热≤600℃。开发出的低温耐磨可塑料，是以磷酸盐为结合剂，以刚玉和莫来石为主要骨料，并配合非氧化物，通过优化基质组成，超微粉和高效外加剂的合理搭配。产品具有优异的低温耐磨性能、抗剥落性能及抗水泥熟料侵蚀的性能。

建议大中型水泥窑系统耐火浇注料配置方案如下表

部位	推荐 产品名称	技术指标
		Z高使用温度(℃)	110 ℃烘后体积密度 (g/cm3)	AL2O3 （%）	热震稳定（次） 1100℃水冷	耐碱性（级）	110℃耐磨性（cc）	冷态抗折强度 （MPa）		冷态抗压强度 （MPa）
								110℃ x24h	110℃ x3h	110℃ x24h	110℃ x3h
1#~3# 旋风筒 及下料管	高强耐碱浇注料	1300	≥2.10	＜48	≥30	1级	≤6	≥7	≥7	≥70	≥70
4# 5# 旋风筒 （锥体部分除外）	高温高强耐碱 浇注料	1400	≥2.20	≥45	≥30	1~2级	≤6	≥8	≥8	≥80	≥80
4＃、5＃旋风筒锥部、4#、5#旋风筒下料管、 分解炉锥体.烟室	高强抗结皮碳化硅浇注料	1400	≥2.50	SiC≥55	≥30	1级	≤6	≥11	≥12	≥80	≥100
分解炉	高强耐磨浇注料	1600	≥2.7	≥80	≥30	1(1350℃)	≤6	≥10	≥11	≥100	≥110
前窑口（1）	改进型板状刚玉 浇注料	1700	≥2.8	≥90 （AL2O3 +SiC）	≥30	2级以上	＜6	≥8	≥10	≥70	≥100
前窑口（2）	高性窑口专用 浇注料	1650	≥2.75	≥78	≥30	1(1350℃)	≤6	≥10	≥13	≥80	≥110
喷煤管（1）	改进型板状刚玉 浇注料	1700	≥2.8	≥90（AL2O +SiC）	≥30	2级以上	＜6	≥8	≥10	≥70	≥100
喷煤管（2）	高性能喷煤管专用浇注料	1650	≥2.75	≥83	≥30	1(1350℃)	≤7	≥10	≥12	≥70	≥100
后窑口	高强耐磨浇注料	1600	≥2.7	≥80	≥30	1(1350℃)	≤6	≥10	≥11	≥100	≥110
窑门罩	高强耐磨浇注料	1600	≥2.7	≥80	≥30	2	＜8	≥10	≥11	≥100	≥110
篦冷机 喉部 和前墙	高强耐磨浇注料	1600	≥2.7	≥80	≥30	1(1350℃)	≤6	≥10	≥11	≥100	≥110
篦冷机 热端顶部	高强耐磨浇注料	1600	≥2.7	≥80	≥30	2	＜4.5	≥10	≥11	≥100	≥110
篦冷机 矮墙	钢纤维高强耐磨 浇注料	1550	≥2.7	≥80	≥30	2	＜8	≥11	≥12	≥100	≥110
篦冷机 冷端顶部	高强耐碱浇注料	1300	≥2.10	＜48	≥30	1级	≤6	≥7	≥7	≥70	≥70
三次风管入口处、弯头、风阀	耐磨耐火浇注料	1650	2.5-2.9	≥75	≥30	1(1350℃)	≤6	≥7	≥9  (900℃)	≥100	≥100  (900℃)
三次风管其余部位	高铝低水泥浇注料	1600	≥2.65	≥75	≥30	1(1350℃)	≤6	≥10	≥10	≥100	≥100

三、耐火浇注料的发展趋势与新产品的应用

耐火浇注料制造商正在向着JN、HB和循环经济的理念发展，使产品具有更高的耐磨性能以减少用量、更低的体积密度以减轻设备载荷及减少散热以JN。这种发展趋势表现在：

1、提高材料的耐磨性与热震稳定性，延长使用寿命。

⑴ 提高耐磨性的措施： 降低材料的临界粒度，从8mm降到3mm；提高材料的中温热态抗折强度，高强耐磨浇注料900℃ 热态抗折≥20MPa；提高材料基质结合能力，通过多级微粉和超微粉配制，形成Z紧密堆积，有利于中温下烧结；选用高硬度耐火原料做骨料。

⑵ 提高热震稳定性的措施：采用复合骨料和复合粉料，即复相技术，利用骨料与基质热膨胀系数的差异平衡材料的强度与热震稳定性；降低材料的热膨胀率，低温烧成（1200℃以下）时，可以在材料中同时改善抗热震性和机械冲击性。

2、降低杂质含量，由于Fe2O3在还原气氛下会发生Fe3+→Fe2+反应，伴有体积变化，造成衬体剥落损坏。因此必须降低Fe2O3含量在1.8%以下。

3、降低材料的体密，自2800~3000kg/m3 降到 2100~2400kg/m3，耐磨耐火材料用量可减少15%~40%，减轻设备负重；导热系数也随之降低20%~40%，减少散热损失8%~50%，从而降低能耗。

4、开发轻质耐碱浇注料。新型JN轻质耐碱浇注料是一种中轻质耐碱型的浇注料，它采用天然的清洁HB型原料做骨料，使得产品具有优异的耐碱性能和较好的隔热效果，减少散热损失。

新型轻质耐碱耐火浇注料容重为1800kg/m3，比普通耐碱料2200kg/m3轻了400kg/m3，材料的使用量将减少18.2%，自身承重将降低400千克力。即节约了矿产原料资源，也为用户降低建设成本。
低于0.5 W/m﹒K的导热系数使该产品具有良好的保温性能。通过对一条2000t/d的水泥窑计算，在1-4级预热器中，直接将新型JN耐碱耐火浇注料替代普通耐碱浇注料后，能不同程度的降低外壁温度，具体数据如下表：

 

5、开发快速修补技术。用户都希望将停窑维护耐火衬料的时间降至Z低，该技术能够将需要停窑的时间从72小时减至30小时。

6、耐火浇注料施工工艺发展。

耐火浇注料的施工通过机械化、高效化在向着省工、省时、省力的方向发展；通过烘烤技术的改进向快速乃至免烘烤的方向发展；

⑴ 自流浇注料的开发。它无需振动，依靠自重和位差即可产生流动，达到脱气、摊平和密实化；适用于砌筑和修补形状复杂的部位，薄壁衬体和锚固件较密的衬体；其性能与振动浇注料相当或更好。

⑵ 湿式喷射料的研制。预先将由粗、中、细颗粒耐火原料和结合剂、分散剂组成的混合料与水拌合成可输送的湿料，由泵送装置通过硬管或软管输送到喷嘴，根据湿料的流变特性和施工要求可在管子靠近喷嘴处加或不加由压缩空气输送的促凝剂，再借助高压空气通过喷嘴将湿料喷射到施工位置上。因无需支模，施工效率高，3~9t/h。其性能与振动浇注料相当或更好。

⑶ 用浇注料预制件替代现场浇制的趋势。该工艺不需在现场搅拌、浇注，只需拼装组合，使筑衬简化；预制件不仅可节省大量现场施工时间，而且对烘烤条件没有苛刻要求。

作为耐火浇注料制造商的起点投资并不高，因此，制造厂家较多，衡量制造产品的质量标准不仅要看其各种耐火浇注料的理化性能指标，更要看其如下能力：

⑴ 对外购原料质量控制的能力：铝钒土、工业陶瓷、矾土水泥以及SiC的供货来源及不同等级的合格指标，工厂的控制检验制度；

⑵ 骨料——工业陶瓷的种类及来源，依据原陶瓷结构煅烧的致密程度，吸水性大小而定，一般质量顺序为：电气陶瓷优于卫生陶瓷，卫生陶瓷优于日用陶瓷。

⑶ 配料的准确及控制手段，包括计量手段及工具；不但是不同物料的化学组成，而且要确保颗粒级配合理：Z大粒度与Z小粒度的尺寸要求及比例；

⑷ 所用胶凝材料——特种水泥的计量准确与防潮包装；

⑸ 拥有很强的研发能力。未来市场的发展趋势使得水泥用耐火材料越来越高度专业化，耐火材料供应商将成为水泥生产商的战略合作伙伴，通过对水泥窑的耐火材料相关研究，结合当今科技成果的曾出不穷，为窑衬找出越发适合需要的产品。