回轉(zhuǎn)窯內(nèi)耐火材料的主要作用是保護(hù)回轉(zhuǎn)窯筒體不受高溫氣體和高溫物料的損壞，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。如果耐火材料壽命短，達(dá)不到預(yù)期效果，將嚴(yán)重影響回轉(zhuǎn)窯的正常生產(chǎn)。鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司900 t回轉(zhuǎn)窯自投產(chǎn)以來(lái)，多次出現(xiàn)因耐火材料損壞而停窯的現(xiàn)象。因此，必須提高回轉(zhuǎn)窯各部位耐火材料的使用壽命，以提高回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率，保證生產(chǎn)的順行。
1、回轉(zhuǎn)窯簡(jiǎn)體各部位耐火材料
    鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司900 t回轉(zhuǎn)窯窯頭至窯尾共分5段，各段耐火材料選材如下：
    第一段（窯頭）：含鋼纖維耐磨澆注料；
    第二段（煅燒帶）：鎂鋁尖晶石磚+隔熱磚；
    第三段（過(guò)渡帶）：高鋁磚；
    第四段（預(yù)熱帶）：粘土磚+輕質(zhì)高鋁隔熱磚；
    第五段（窯尾）：含鋼纖維增強(qiáng)高鋁質(zhì)澆注料。
    回轉(zhuǎn)窯的工作特點(diǎn)是窯體耐火材料隨殼體一起轉(zhuǎn)動(dòng)，窯內(nèi)氣體溫度比物料溫度高，造成窯襯受到周期性的熱沖擊，另外，還存在著窯內(nèi)物料的磨損和撞擊，這幾方面的因素嚴(yán)重影響了窯內(nèi)耐火材料的使用壽命。從各回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)行情況來(lái)看，筒體內(nèi)煅燒帶、預(yù)熱帶的耐火材料以及窯頭、窯尾的澆注料損壞較嚴(yán)重，是影響回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)率的主要因素，而過(guò)渡帶的高鋁磚未發(fā)現(xiàn)損壞現(xiàn)象，使用效果較好。
2、過(guò)渡帶耐火材料
    停窯觀察發(fā)現(xiàn)，雖然過(guò)渡帶的高鋁磚磨損比較嚴(yán)重（表面發(fā)亮），但未出現(xiàn)掉落現(xiàn)象，不影響使用效果。分析認(rèn)為主要有兩個(gè)原因，一是該部位溫度不高，表面無(wú)法結(jié)成窯皮，物料與高鋁磚直接接觸；二是該部位沒有揚(yáng)料器，高鋁磚接觸的物料仍然以滑動(dòng)為主。因此，過(guò)渡帶的耐火材料磨損不影響回轉(zhuǎn)窯的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以未改進(jìn)該處耐火材料。
3、預(yù)熱帶耐火材料
    預(yù)熱帶采用的耐火材料為優(yōu)質(zhì)粘土磚和輕質(zhì)高鋁隔熱磚。停窯觀察發(fā)現(xiàn)，大齒圈附近的粘土磚脫落嚴(yán)重，脫落部位從靠近揚(yáng)料器內(nèi)側(cè)開始。分析原因有兩個(gè)，一是由于靠近粘土磚的隔熱材料輕質(zhì)高鋁磚的耐壓強(qiáng)度(4 MPa)和體積密度小(1.0g／m3)，先于粘土磚損壞，從而導(dǎo)致粘土磚大面積脫落；二是預(yù)熱帶每環(huán)磚增加了6（或3）塊揚(yáng)料器，所以有12（或6）塊磚需要重新加工，否則只需要加工2～3塊粘土磚，接口增多，需要加工的磚也增加，加工過(guò)的磚在熱膨脹不均勻的情況下更容易脫落。
    針對(duì)以上兩種原因，對(duì)該部位耐火磚進(jìn)行了改進(jìn)。一是使用一體的粘土磚代替輕質(zhì)高鋁磚，并且為了不改變窯體的受力平衡，對(duì)窯體煅燒帶的鎂鋁尖晶石磚也進(jìn)行了改動(dòng)；二是考慮到揚(yáng)料器在窯內(nèi)具有防止窯尾堆料、加速窯內(nèi)布料速度和提高窯尾物料與熱煙氣熱交換的重要作用，未取消揚(yáng)料器，而是將所有（用于鎖縫）的磚砌筑到揚(yáng)料器的外側(cè)。按上述兩個(gè)方面改進(jìn)后，該部位耐火磚未出現(xiàn)掉落現(xiàn)象，說(shuō)明改進(jìn)后的效果較好。
4、煅燒帶耐火材料
4.1  回轉(zhuǎn)窯煅燒帶簡(jiǎn)體耐火材料
    滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)窯簡(jiǎn)體表面溫度高( 400℃以上)，不僅直接影響簡(jiǎn)體鋼板的使用壽命，還增加了熱輻射，浪費(fèi)大量能源…。為解決簡(jiǎn)體溫度高的問(wèn)題，經(jīng)多次研究，確定了3種材料為選擇對(duì)象，各理化指標(biāo)見表1。
 
    從表1比較來(lái)看，A產(chǎn)品的導(dǎo)熱系數(shù)明顯小于B和C，同時(shí)強(qiáng)度也小得多，如果直接與工作層的耐火磚接觸會(huì)造成粉化；而B、C兩種產(chǎn)品屬于高強(qiáng)度的隔熱制品，其強(qiáng)度高，不易粉化。尤其是C產(chǎn)品，可直接與工作層的鎂鋁尖晶石磚配合使用。但考慮到現(xiàn)有隔熱層的高鋁磚為“板凳”形式，可承受全部的壓力，隔熱材料填充其間不會(huì)被損壞，所以決定先采用A產(chǎn)品。對(duì)于B和C產(chǎn)品，需要對(duì)隔熱層的耐火磚更改后使用。由于整個(gè)回轉(zhuǎn)窯未進(jìn)行大修，此種材料還未實(shí)際使用，但根據(jù)熱工理論計(jì)算，使用這種材料可使簡(jiǎn)體表面溫度平均降低40～60℃。
4.2煅燒帶擋磚圈耐火材料
    通過(guò)4～5次停窯觀察發(fā)現(xiàn)，煅燒帶擋磚圈（距窯口約12 m左右）位置的三環(huán)高鋁磚剝落最多，達(dá)到了150 mm，最少的也有50 mm。實(shí)際生產(chǎn)中已經(jīng)得到證實(shí)，剝落造成的后果：厚度減小，導(dǎo)致窯皮溫度升高；由于高鋁磚的脫落，與其接觸的鎂鋁尖晶石磚會(huì)從側(cè)面受到侵蝕，加速了鎂鋁磚的損壞。
    針對(duì)上述情況，將這三環(huán)高鋁磚換成了同磚形的鎂鋁尖晶石磚。使用結(jié)果表明，由于兩者的導(dǎo)熱系數(shù)相差近3倍，導(dǎo)致該部位對(duì)應(yīng)的窯皮溫度比周圍的窯皮溫度高出50℃左右。因此，使用鎂鋁尖晶石磚時(shí)必須采用隔熱材料，而表1中C產(chǎn)品的隔熱效果和強(qiáng)度均能滿足實(shí)際要求，可以選擇作為擋磚圈耐火材料。
4.3鎂鋁尖晶石磚層裂現(xiàn)象分析
    回轉(zhuǎn)窯筒體煅燒帶是整個(gè)系統(tǒng)中工作環(huán)境最惡劣的部位，由于受到熱一機(jī)械綜合效用和熱一化學(xué)綜合效用的影響，該部位耐火磚應(yīng)具有良好的理化指標(biāo)。鎂鋁尖晶石磚具有較好的耐剝落性、熱膨脹性、抗侵蝕性、熱震穩(wěn)定性及抗壓耐折強(qiáng)度，因此在石灰回轉(zhuǎn)窯煅燒帶得到廣泛的應(yīng)用。鲅魚圈鋼鐵分公司900 t回轉(zhuǎn)窯采用的鎂鋁尖晶石磚是在方鎂石中添加一部分預(yù)先合成的鎂鋁尖晶石基質(zhì)，通過(guò)增加成品磚中方鎂石一尖晶石和方鎂石一方鎂石之間的直接結(jié)合來(lái)減少由硅酸鹽包圍尖晶石這種典型的結(jié)構(gòu)，鎂鋁尖晶石磚的高溫性能和物理性能得到很大的提高�？墒�，個(gè)別磚仍出現(xiàn)了層裂現(xiàn)象，分析原因如下：
    (1)磚使用前存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)。由于這批磚生產(chǎn)后存儲(chǔ)一年才使用，磚中的Ca0和Mg0吸收了空氣中的H20，發(fā)生了破壞性的水化反應(yīng)，所以使用過(guò)程中出現(xiàn)了層裂現(xiàn)象；
    (2)磚中雜質(zhì)Si02的影響；
    (3)磚中加入過(guò)多的尖晶石基質(zhì)，這可從化驗(yàn)結(jié)果中Al203含量達(dá)到19.4%看出。
    研究發(fā)現(xiàn)，按照表2中A制造出的鎂鋁尖晶石磚出現(xiàn)了層裂現(xiàn)象，B為出現(xiàn)層裂的鎂鋁尖晶石磚取樣化驗(yàn)的結(jié)果。由表2可以看出，兩者的理化指標(biāo)很接近。
 
    因此，要想提高鎂鋁尖晶石磚的使用壽命，應(yīng)控制鎂鋁尖晶石磚的使用周期，越短越好，而且存儲(chǔ)過(guò)程中一定要防潮、防水。另外，生產(chǎn)高質(zhì)量的鎂鋁尖晶石磚，原料的純度是關(guān)鍵，尤其是原料中Si02和Ca0的含量應(yīng)越少越好。此外，使用過(guò)程中還要注意以下兩點(diǎn)：第一次烘窯時(shí)一定要嚴(yán)格按照烘窯制度進(jìn)行，使磚得到充分的膨脹；停窯過(guò)程中盡量自然冷卻，控制一、二次風(fēng)量，降溫幅度應(yīng)控制在50℃以下。
5、窯體入料端與出料端澆注料
    轉(zhuǎn)運(yùn)溜槽及窯尾澆注料損壞頻繁也是導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯被迫停窯的原因之一。開工初期，各窯轉(zhuǎn)運(yùn)溜槽的澆注料最先磨損掉，使結(jié)構(gòu)件直接暴露在高溫?zé)煔庀�，有的通過(guò)外接風(fēng)機(jī)還可以暫時(shí)維持生產(chǎn)。但窯尾進(jìn)料端的澆注料掉落，使窯體溫度達(dá)到700℃以上，夜間呈紅色，根本無(wú)法維持生產(chǎn)，只有停窯處理，多次修理后仍不能改善。

    分析認(rèn)為，這是因?yàn)闈沧⒘系馁|(zhì)量無(wú)法滿足該部位的使用要求導(dǎo)致的。原因有兩個(gè)：一是原澆注料中Al203含量低；二是微粉在高溫下的結(jié)合作用不好，這與微粉的原料有關(guān)。針對(duì)這種情況，合理改善澆注料的理化指標(biāo)，并對(duì)澆注料中水泥及微粉的含量和質(zhì)量做了明確的要求，澆注料的實(shí)測(cè)指標(biāo)滿足了生產(chǎn)的要求，實(shí)測(cè)值見表3所示。對(duì)運(yùn)行了3個(gè)月的回轉(zhuǎn)窯停窯觀察發(fā)現(xiàn)，其磨損量非常�。�澆注時(shí)留下的波浪型溝槽還存在），完全能滿足生產(chǎn)的需要，這種澆注料在鲅魚圈回轉(zhuǎn)窯上已經(jīng)推廣應(yīng)用。
6、結(jié)論
    (1)耐火材料使用壽命是影響回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)率的最主要因素之一。鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司回轉(zhuǎn)窯耐火材料改進(jìn)后，回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率得到提高。
    (2)回轉(zhuǎn)窯筒體隔熱材料應(yīng)選擇耐壓強(qiáng)度大于4 MPa、體積密度大于1.0g／m3的輕質(zhì)高鋁磚。
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