水泥窯用耐火材料

本書(shū)可供從事水泥工業(yè)生產(chǎn)、耐火材料生產(chǎn)與應(yīng)用等工作的技術(shù)人員閱讀，高校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生也可參考使用。

第一章概述

第二章水泥工業(yè)及其對(duì)耐火材料的要求

第一節(jié)水泥工業(yè)的發(fā)展和趨勢(shì)4

一、新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的推廣4

二、使用替代燃料6

三、焚燒生活垃圾6

第二節(jié)新型干法水泥窯對(duì)耐火材料的要求8

一、窯溫增高的影響8

二、窯速加快的影響9

三、窯徑加大的影響10

四、揮發(fā)性組分的影響10

五、窯系統(tǒng)復(fù)雜性的影響11

六、節(jié)能要求的影響11

第三章水泥窯用耐火材料的發(fā)展

第一節(jié)耐火材料的技術(shù)進(jìn)步14

一、原料高純化14

二、材質(zhì)復(fù)合化14

三、工藝自動(dòng)化15

四、耐火材料技術(shù)進(jìn)步的影響15

第二節(jié)國(guó)際耐火材料行業(yè)的變革16

一、企業(yè)大型化16

二、市場(chǎng)全球化16

第三節(jié)我國(guó)耐火材料行業(yè)的演變17

一、水泥窯用耐火材料的起步17

二、水泥窯用耐火材料的提高18

三、水泥窯用耐火材料的壯大19

第四章耐火材料的理論基礎(chǔ)

第一節(jié)耐火材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu)24

一、耐火材料結(jié)構(gòu)的層次性24

二、原子及其化學(xué)性質(zhì)25

三、電負(fù)性和化學(xué)鍵26

四、納觀結(jié)構(gòu)27

五、微觀結(jié)構(gòu)31

六、細(xì)觀結(jié)構(gòu)32

七、宏觀結(jié)構(gòu)33

第二節(jié)耐火材料的物理化學(xué)34

一、熱力學(xué)定律和反應(yīng)的方向34

二、相平衡35

三、物理化學(xué)反應(yīng)的能壘和速率40

第五章耐火材料的性能

第一節(jié)氣孔率、體積密度42

第二節(jié)機(jī)械強(qiáng)度43

一、耐壓強(qiáng)度44

二、抗折強(qiáng)度44

三、粘接抗折強(qiáng)度45

第三節(jié)熱學(xué)性能45

一、熱膨脹45

二、熱導(dǎo)率46

第四節(jié)高溫性能48

一、高溫體積穩(wěn)定性48

二、耐火度48

三、荷重軟化溫度49

四、高溫蠕變50

第五節(jié)抗侵蝕性、彈性模量和硬度51

一、抗侵蝕性51

二、彈性模量和泊松比52

三、硬度53

第六節(jié)耐磨性和耐沖擊性54

一、耐磨性的測(cè)試54

二、磨損的機(jī)理55

三、耐沖擊性56

第七節(jié)斷裂力學(xué)性能58

一、斷裂韌性58

二、斷裂功58

第八節(jié)抗熱震性59

一、熱震經(jīng)典理論59

二、抗熱震因子60

三、抗熱震性的測(cè)試61

第六章耐火原料詳述

第一節(jié)硅質(zhì)、半硅質(zhì)耐火原料65

一、硅石65

二、硅灰66

三、葉蠟石67

第二節(jié)黏土質(zhì)耐火原料68

一、礦產(chǎn)概況68

二、技術(shù)指標(biāo)69

第三節(jié)藍(lán)晶石族礦物原料70

一、礦產(chǎn)概況70

二、技術(shù)指標(biāo)70

三、原料性質(zhì)71

四、原料用途72

第四節(jié)高鋁質(zhì)耐火原料72

一、高鋁礬土72

二、合成莫來(lái)石76

第五節(jié)剛玉質(zhì)耐火原料77

一、原料簡(jiǎn)述77

二、棕剛玉78

三、高鋁剛玉79

四、白剛玉79

五、致密剛玉80

六、燒結(jié)剛玉81

第六節(jié)碳化硅質(zhì)耐火原料81

一、原料簡(jiǎn)述81

二、技術(shù)條件82

第七節(jié)鎂質(zhì)耐火原料84

一、原料簡(jiǎn)述84

二、礦產(chǎn)概況85

三、燒結(jié)鎂砂86

四、電熔鎂砂86

第八節(jié)尖晶石質(zhì)耐火原料87

一、尖晶石的結(jié)構(gòu)87

二、鉻鐵礦88

三、鎂鉻尖晶石89

四、鎂鋁尖晶石90

五、鐵鋁尖晶石92

第九節(jié)鎂鈣質(zhì)耐火原料92

一、礦產(chǎn)概況92

二、制砂工藝93

第十節(jié)鋯質(zhì)耐火原料94

一、原料簡(jiǎn)述94

二、資源分布96

第十一節(jié)隔熱耐火原料96

一、輕質(zhì)熟料96

二、空心球97

三、漂珠98

四、珍珠巖100

五、硅藻土101

六、陶粒102

第十二節(jié)耐火材料用無(wú)機(jī)結(jié)合劑103

一、鋁酸鈣水泥103

二、磷酸及磷酸鹽106

三、水玻璃108

四、硅溶膠112

第十三節(jié)耐熱鋼113

一、概述113

二、鐵碳合金相圖113

三、鋼的高溫性能114

四、耐熱鋼的成分116

五、耐熱鋼的牌號(hào)119

六、耐熱鋼纖維120

第七章耐火材料的生產(chǎn)

第一節(jié)原料準(zhǔn)備121

一、采選121

二、煅燒123

三、揀選124

第二節(jié)破碎工藝124

一、破碎的機(jī)理124

二、原料性質(zhì)對(duì)破碎的影響125

三、顎式破碎機(jī)126

四、對(duì)輥破碎機(jī)127

五、圓錐破碎機(jī)127

六、球磨機(jī)128

七、輥式磨131

八、超細(xì)粉碎設(shè)備131

第三節(jié)配合工藝132

第四節(jié)混練工藝134

第五節(jié)成型工藝135

一、成型過(guò)程135

二、成型作用136

三、成型質(zhì)量137

四、成型操作138

五、成型模具138

六、成型壓機(jī)139

第六節(jié)干燥和燒成工藝139

一、干燥工藝139

二、燒成工藝140

第八章致密定形耐火材料

第一節(jié)鎂鉻質(zhì)耐火材料143

一、鎂鉻質(zhì)耐火材料的物理化學(xué)143

二、鎂鉻質(zhì)耐火材料的品種和性能145

三、鎂鉻磚耐火材料的性能149

四、鎂鉻殘磚的污染及其解毒150

第二節(jié)鎂鋁尖晶石耐火材料152

一、鎂鋁尖晶石耐火材料的物理化學(xué)152

二、鎂鋁質(zhì)耐火材料的品種152

第三節(jié)鎂鐵/鐵鋁尖晶石耐火材料158

一、鎂鐵/鐵鋁尖晶石耐火材料的物理化學(xué)158

二、鎂鐵尖晶石耐火材料160

三、鐵鋁尖晶石耐火材料161

第四節(jié)鎂鈣(鋯)質(zhì)耐火材料162

一、鎂鈣系耐火材料的物理化學(xué)162

二、鎂鈣系耐火材料的制造要點(diǎn)167

三、鎂鈣系耐火材料的品種和性能169

第五節(jié)高鋁質(zhì)耐火材料170

一、常規(guī)高鋁磚171

二、輕燒高鋁磚175

三、三石改性高鋁磚175

四、抗剝落高鋁磚176

五、硅莫質(zhì)耐火磚180

第六節(jié)水泥窯用耐堿磚184

一、新型干法水泥窯的堿蝕184

二、耐堿磚的物理化學(xué)184

三、水泥窯用耐堿磚的品種和性能186

第九章致密不定形耐火材料

第一節(jié)不定形耐火材料的一般問(wèn)題187

第二節(jié)水泥結(jié)合耐火澆注料189

一、水泥結(jié)合的本質(zhì)189

二、普通水泥結(jié)合耐火澆注料190

三、低水泥結(jié)合耐火澆注料190

四、超低水泥結(jié)合耐火澆注料204

第三節(jié)磷酸鹽結(jié)合不定形耐火材料和水玻璃結(jié)合不定形耐火材料208

一、磷酸鹽結(jié)合的物理化學(xué)基礎(chǔ)208

二、磷酸鹽結(jié)合不定形材料的種類(lèi)和性能212

三、水玻璃結(jié)合不定形耐火材料214

第四節(jié)特殊成型不定形耐火材料215

一、自流不定形耐火材料215

二、泵送不定形耐火材料217

三、噴射不定形耐火材料220

第十章隔熱耐火材料

第一節(jié)提高隔熱性能的途徑223

第二節(jié)輕質(zhì)耐火制品224

一、采用氧化鋁空心球制作隔熱磚224

二、采用輕骨料和可燃物制作隔熱磚224

三、采用傳統(tǒng)泡沫法制作鈣長(zhǎng)石隔熱磚225

第三節(jié)硅酸鈣隔熱制品227

一、硅酸鈣制品的物理化學(xué)227

二、硬硅鈣石制品的工藝和性能228

第四節(jié)耐火纖維233

一、耐火纖維的性能233

二、耐火纖維的問(wèn)題233

第五節(jié)隔熱不定形耐火材料234

一、隔熱不定形耐火材料簡(jiǎn)介234

二、噴射隔熱不定形耐火材料的工藝234

第十一章耐火材料的選擇

第一節(jié)水泥生產(chǎn)條件237

一、水泥熟料的形成237

二、生料的細(xì)度和熟料的成分238

三、燃料和燃燒240

四、窯料的運(yùn)動(dòng)和傳熱242

五、回轉(zhuǎn)窯的熱負(fù)荷243

第二節(jié)耐火材料的選擇244

一、窯內(nèi)各帶的劃分244

二、窯尾系統(tǒng)用耐火材料246

三、回轉(zhuǎn)窯用耐火材料249

四、冷卻機(jī)用耐火材料250

五、三次風(fēng)管用耐火材料252

六、余熱發(fā)電用耐火材料252

第十二章耐火襯里的設(shè)計(jì)

第一節(jié)回轉(zhuǎn)窯用磚設(shè)計(jì)253

一、磚型尺寸253

二、砌筑方式254

三、膨脹縫254

四、鎖縫磚257

五、擋磚圈257

第二節(jié)復(fù)合襯隔熱設(shè)計(jì)258

第三節(jié)預(yù)熱器用磚設(shè)計(jì)259

一、錨固磚259

二、托磚板259

第四節(jié)澆注料的設(shè)計(jì)260

一、錨固件260

二、錨固磚261

第五節(jié)錨固件的焊接262

一、焊接簡(jiǎn)介262

二、焊縫結(jié)構(gòu)263

三、焊接裂縫263

四、鋼鐵材料的焊接性264

五、異種鋼材的焊接264

六、耐熱鋼與耐熱鋼的焊接265

七、耐熱鋼與其他鋼材的焊接266

第六節(jié)篦冷機(jī)的吊掛碹和預(yù)制件266

一、篦冷機(jī)的吊掛碹266

二、篦冷機(jī)的預(yù)制件267

第七節(jié)單筒冷卻機(jī)的襯料268

第八節(jié)三次風(fēng)管用閘板270

第十三章耐火材料的施工

第一節(jié)窯內(nèi)耐火磚的砌筑272

一、砌筑準(zhǔn)備272

二、基本要求272

三、砌筑方法273

四、鎖縫方法274

五、不規(guī)則部位的處理275

第二節(jié)不定形材料的施工276

一、耐火澆注料的施工276

二、涂抹搗打料的施工278

三、窯的烘烤279

第十四章耐火材料的使用維護(hù)

第一節(jié)窯體的維護(hù)280

一、窯體一般維護(hù)280

二、橢圓度的控制280

第二節(jié)窯皮的維護(hù)281

一、窯皮的作用281

二、窯皮的形成過(guò)程281

三、窯皮的形成條件282

四、熟料化學(xué)成分對(duì)窯皮的影響283

五、耐火磚性能對(duì)掛窯皮的影響285

六、窯皮的維護(hù)286

第三節(jié)特殊故障的處理287

一、煅燒條件對(duì)窯料低熔物質(zhì)含量的影響287

二、結(jié)"大蛋"289

三、"飛砂"290

四、"雪人"290

五、結(jié)圈291

第十五章我國(guó)耐火材料的發(fā)展趨勢(shì)

第一節(jié)耐火材料工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)294

一、企業(yè)大型化294

二、市場(chǎng)全球化295

三、我國(guó)耐火材料行業(yè)的發(fā)展方向295

第二節(jié)耐火材料裝備的發(fā)展趨勢(shì)296

一、國(guó)產(chǎn)耐火材料的主要問(wèn)題296

二、西方耐火材料行業(yè)的質(zhì)量和服務(wù)297

三、西方國(guó)家的再制造299

四、西方耐火材料企業(yè)采用先進(jìn)裝備的范例300

五、我國(guó)耐火材料企業(yè)采用先進(jìn)裝備的范例301

第三節(jié)耐火材料工藝的發(fā)展趨勢(shì)303

一、耐火材料工藝的發(fā)展趨勢(shì)303

二、先進(jìn)耐火材料工藝方法應(yīng)用304

參考文獻(xiàn)312

圖書(shū)名稱(chēng):《水泥窯用耐火材料》

圖書(shū)等級(jí): 平裝

作 者: 王杰曾、曾大凡編著

是否在銷(xiāo): 在銷(xiāo)

上市日期: 2011年09月01日

ISBN編號(hào):978-7-122-11438-9

開(kāi) 本: 16

頁(yè) 數(shù): 325

出 版 社:化學(xué)工業(yè)出版社

書(shū) 店:中國(guó)水泥網(wǎng)建材書(shū)店

本書(shū)是《水泥生產(chǎn)技術(shù)叢書(shū)》的一個(gè)分冊(cè)，主要介紹了水泥工業(yè)所用耐火材料的種類(lèi)、性能特點(diǎn)、生產(chǎn)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)等，并針對(duì)水泥用戶(hù)比較詳細(xì)介紹了水泥窯系統(tǒng)耐火材料的選擇、設(shè)計(jì)、砌筑施工和熟料煅燒過(guò)程耐火材料的損毀情況及日常維護(hù)等內(nèi)容。

這兩處的溫度相對(duì)較低，要求磚襯的導(dǎo)熱系數(shù)小、耐磨性好，在這個(gè)區(qū)域來(lái)自原料、燃料的硫酸堿和氯化堿開(kāi)始揮發(fā)，在窯內(nèi)凝聚和富集，并滲入磚的內(nèi)部。普通黏土磚與堿反應(yīng)形成鉀霞石和白榴石，使磚面發(fā)酥，磚體內(nèi)產(chǎn)生膨脹而導(dǎo)致開(kāi)裂剝落。而含Al2O325%~28%和SiO265%~70%左右的耐堿磚或耐堿隔熱磚在一定的溫度下與堿反應(yīng)時(shí)，磚的表面立即形成一層高黏度的釉面層，防止了剝落，但這種磚不能抵抗1200℃以上的使用溫度。所以預(yù)熱帶一般采用磷酸鹽結(jié)合高鋁磚、抗剝落高鋁磚或采用耐堿磚。

分解帶一般采用抗剝落性好的高鋁磚，硅莫磚在性能上優(yōu)于抗剝落性好的高鋁磚，壽命比抗剝落的高鋁磚約高出一倍，但價(jià)格較高，窯尾進(jìn)料口宜采用抗結(jié)皮的碳化硅澆注料。

過(guò)渡帶窯皮不穩(wěn)定，要求窯襯抵抗氣氛變化能力好、抗熱震性好、導(dǎo)熱系數(shù)小、耐磨。國(guó)外推薦采用鎂鋁尖晶石磚，但該磚的導(dǎo)熱系數(shù)大，筒體溫度高，相對(duì)熱耗要大，不利于降低能耗。國(guó)內(nèi)硅莫磚的導(dǎo)熱系數(shù)小、耐磨，其性能在一定程度上可與進(jìn)口材料相媲美。

燒成帶溫度高，化學(xué)反應(yīng)激烈，要求磚襯抗熟料侵蝕性、抗SO3、CO2能力強(qiáng)。國(guó)外一般采用鎂鋁尖晶石磚，但該磚掛窯皮比較困難，而白云石磚抗熱震性不好，易水化;國(guó)外的鎂鐵尖晶石磚在掛窯皮上效果較好，但造價(jià)太高。國(guó)內(nèi)新采用的低鉻方鎂石復(fù)合尖晶石磚使用情況較好。

冷卻帶和窯口處氣溫高達(dá)1400℃左右，溫度波動(dòng)較大，熟料的研磨和氣流的沖刷都很?chē)?yán)重。要求磚襯的導(dǎo)熱系數(shù)小，耐磨性、抗熱震性好;抗熱震性?xún)?yōu)良的堿性磚，如尖晶石磚或高鋁磚適用于冷卻帶內(nèi)。國(guó)外一般推薦使用尖晶石磚，但尖晶石磚的導(dǎo)熱系數(shù)大，且耐磨性不好。國(guó)內(nèi)近年來(lái)大多采用硅磨磚和抗剝落性好的耐磨磚。

窯口部位多采用抗熱震性好的澆注料。如:耐磨抗熱震的高鋁磚或鋼纖維增韌的澆注料和低水泥高鋁質(zhì)澆注料，但在窯口溫度極高的大型窯上則采用普通的，或鋼纖維增韌的剛玉質(zhì)澆注料。

(1)帶入的SO4-離子、CI-離子、R2O等有害成分的提高，即影響熟料強(qiáng)度，又會(huì)加重窯尾系統(tǒng)的結(jié)皮堵塞和窯內(nèi)的結(jié)圈現(xiàn)象;

(2)有害成分的提高會(huì)增大液相量、降低液相粘度，造成窯皮的不穩(wěn)定，窯皮的反復(fù)掛掉導(dǎo)致磚的頻繁熱震，加劇了有害成分對(duì)磚的滲透、被滲透部分的強(qiáng)度下降，最終剝落掉。對(duì)原料中MgO含量高的廠家影響更大;

(3)代用燃料的燃盡時(shí)間一般較長(zhǎng)，不充分的燃燒會(huì)增加CO，加重結(jié)皮、結(jié)圈、結(jié)蛋和黃心料的產(chǎn)生。燃盡時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致火焰長(zhǎng)、燒成帶變長(zhǎng)。通常燒成帶長(zhǎng)度是窯徑的8倍左右，替代燃料可能使燒成帶加長(zhǎng)到窯徑的9~10倍;

(4)替代燃料也遵循磨得越細(xì)燃盡時(shí)間越短、著火點(diǎn)越低的規(guī)律。德國(guó)某廠的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)揮發(fā)份在30%左右時(shí)，90μ m篩余需控制到20%左右;

(5)不同的代用燃料具有不同的燃燒特性，一般不宜混合使用。混合使用燃燒特性差別大的代用燃料，會(huì)出現(xiàn)幾段窯皮的現(xiàn)象;

(6)堿性耐火磚比非堿性耐火磚更耐堿浸蝕，也可回避CaO對(duì)非堿性耐火磚內(nèi)AL-、Si-的交代置換。

本書(shū)以問(wèn)答的形式,較全面、系統(tǒng)地總結(jié)與歸納了耐火材料的相關(guān)知識(shí)與技術(shù)，以期能夠解答廣大建材工業(yè)工程技術(shù)人員的困惑與難題。

本書(shū)共分四章，其中第一章為基礎(chǔ)篇，主要介紹了耐火材料的基本概念、分類(lèi)及性質(zhì);第二章為水泥窯用耐火材料，主要介紹了水泥工業(yè)所使用的耐火材料產(chǎn)品種類(lèi)、主要性質(zhì)及工業(yè)應(yīng)用;第三章為玻璃窯用耐火材料，主要介紹了玻璃工業(yè)所使用的耐火材料產(chǎn)品種類(lèi)、主要性質(zhì)及工業(yè)應(yīng)用;第四章為陶瓷窯用耐火材料，主要介紹了陶瓷工業(yè)所使用的耐火材料產(chǎn)品種類(lèi)、主要性質(zhì)及工業(yè)應(yīng)用。