耐火材料标准手册

新型干法水泥生产线

耐火材料手册

陆秉权曾志明主编◎

中国建材工业出版社

目录

1.水泥预分解线的窑炉系统错误!未定义不签。

1.1水泥预分解生产线窑炉耐火材料的选择错误!未定义书签。

1.2预热器及预分解窑炉错误!未定义书签。

预热器和预分解炉热工制度有如下特点：错误!未定义书签。

预热器分解炉对耐火材料的规定错误!未定义I弓签。

耐火材料的I配备实例错误!未定义书签。

L3回转窑错误!未定义书签。

回转窑的机械特点及对耐火材料的）强度规定错误!未定义书签。

沿轴向分布的回砖窑的各个热工带错误!未定义书签。

水泥预分解生产线回转窑耐火材料配备实例错误!未定义书签。

1.4篦式冷却机错误!未定义竹签。

篦式冷却机的热工特点及耐火材料错误!未定义书签。

篦冷机耐火材料应用实例错误!未定义廿签。

L5窑头罩、喷煤管与三次风管错误!未定义书签。

1.6回转窑豉型的改善与选择错误!未定义竹签。

新原则系统耐火砖的配备错误!未定义书签。

国内回转窑用耐火砖的砖型原则错误!未定义书签。

回转窑衬砖高度的选择错误!未定义书签。

o

2.耐火材料的重要理化性能及检测错误!未定义书签。

2.1耐火材料的构造性质错误!未定义书签。

体积密度错误!未定义书签。

真密度错误!未定义书签。

吸水率错误!未定义书签。

透气度错误!未定义书签。

2.2耐火材料的热学性质错误!未定义书签。

热膨胀错误!未定义书签。

热导率错误!未定义书签。

2.3耐火材料的力学性质错误!未定义书签。

强度错误!未定义书签。

常温耐压强度错误!未定义书签。

常温抗折强度错误!未定义书签。

高温耐压和抗折强度错误!未定义书签。

耐火材料的常温耐磨性错误!未定义书签。

2.4耐火材料的使用性能错误!未定义书签。

耐火度错误!未定义书签。

荷重软化温度错误!未定义书签。

热震稳定性错误!未定义书签。

重烧线变化错误!未定义书签。

2.5耐火材料的抗化学侵蚀性错误!未定义书签。

2.6耐火材料的作业性错误!未定义书签。

2.7耐火砖的挂窑皮性能错误!未定义书签。

化学成分错误!未定义书签。

耐火砖的显微构造错误!未定义书签。

1

水泥生料和燃料与耐火材料的化学适应性错误!未定义书签。

3.水泥行业常用的耐火材料错误!未定义书签。

3.1高铝质耐火材料及其制品错误!未定义书签。

高铝质耐火材料的重要矿物错误!未定义书签。

高铝质耐火材料的重要性能错误!未定义书签。

高铝质耐火材料制品的重要性能错误!未定义书签。

一般用途的高铝砖错误!未定义书签。

水泥窑用磷酸盐结合高铝砖错误!未定义书签。

莫来石及其制品错误!未定义书签。

刚玉质耐火制品错误!未定义书签。

抗剥落高铝砖错误!未定义书签。

3.2碱性耐火材料及制品错误!未定义书签。

镁质耐火材料及制品错误!未定义书签。

镁铭耐火材料及其制品错误!未定义书签。

镁铝砖错误!未定义书签。

白云石耐火制品错误!未定义书签。

3.3黏土耐火制品和黏土隔热耐火制品错误!未定义书签。

黏土耐火制品错误!未定义书签。

隔热耐火制品错误!未定义书签。

3.4水泥工业常用时耐火纤维错误!未定义书签。

3.5不定形耐火材料错误!未定义书签。

轻质耐碱浇筑料借误!未定义书签。

耐碱浇筑料错误!未定义书签。

高强耐火浇筑料错误!未定义书签。

钢纤维增强耐火浇筑料错误!未定义书签。

2

其他耐火浇筑料错误!未定义书签。

3.6耐火泥浆错误!未定义书签。

3.9硅酸钙隔热材料错误!未定义书签。

4.耐火材料砌筑工程的施工错误!未定义书签。

4.1耐火砖的砌筑错误!未定义书签。

火泥的调制错误!未定义书签。

湿法砌筑错误!未定义书签。

锚固砖砌筑错误!未定义书签。

拱圈内的锁砖错误!未定义书签。

拱圈耐火稽的挑选和加工错误!未定义书签。

干法砌筑错误!未定义书签。

膨胀缝的留设错误!未定义书签。

耐火砖砌体膨胀缝宽度错误!未定义书签。

耐火浇筑料膨胀缝宽度错误!未定义书签。

膨胀缝的位置错误!未定义书签。

4.2隔热衬料硅盖板的1施工错误!未定义书签。

施工前的准备错误!未定义书签。

对砌缝和底泥的I规定错误!未定义书签。

硅酸钙板的砌筑错误!未定义书签。

4.3耐火浇筑料施工错误!未定义书签。

耐火浇筑料的合适范畴及一般规定错误!未定义书签。

耐火浇筑料的施工错误!未定义书签。

耐火浇筑料的搅拌错误!未定义书签。

浇筑错误!未定义书签。

浇筑料的硬化和养护错误!未定义书签。

3

预热器和分解炉系统的烘干与加热错误!未定义书签。

维修错误!未定义书签。

耐火浇筑料衬料中扒钉的尺寸及定位错误!未定义书签。

扒钉长度与浇筑料厚度错误!未定义书签。

浇筑区的划分和控制缝的留设错误!未定义书签。

耐火浇筑料的收缩和膨胀错误!未定义书签。

膨胀缝的影响范畴错误!未定义书签。

膨胀缝的宽度控制错误!未定义书签。

膨胀缝位置的优选错误!未定义书签。

控制缝的设立错误!未定义书签。

易发生的浇筑缺陷错误!未定义书签。

4.4回转窑衬料砌筑错误!未定义书签。

衬砖错误!未定义书签。

耐火胶泥错误!未定义书签。

回转窑衬料砌筑规定错误!未定义书签。

砌筑前的放线错误!未定义书签。

耐火砖的干砌与湿砌错误!未定义书签。

锁紧砖，楔紧钢板和砌筑错误!未定义书签。

膨胀缝错误!未定义书签。

挡砖圈的衬砖及砌筑错误!未定义书签。

支撑措施错误!未定义书签。

螺旋千斤顶法错误!未定义书签。

窑架法错误!未定义书签。

粘贴法错误!未定义书签。

回转窑特殊部位的砌筑规定错误!未定义书签。

4

回转窑筒体焊接高出部位的砌筑错误!未定义书签。

回转窑筒体变形部位的砌筑错误!未定义书签。

入料端耐火浇筑料的砌筑错误!未定义书签。

回转窑耐火材料的砌筑检查错误!未定义书签。

4.5窑头罩衬料砌筑错误!未定义书签。

窑头罩拱顶的砌筑错误!未定义书签。

大面积直墙的砌筑错误!未定义书签。

窑头罩与篦冷机之间的补偿错误!未定义书签。

4.6篦冷机衬料砌筑错误!未定义书签。

各部位的材质错误!未定义书签。

篦冷机各部位砌筑时的注意事项错误!未定义书签。

顶盖的砌筑错误!未定义书签。

4.7旋风预热器和分解炉系统衬料砌筑错误!未定义书签。

施工一般性规定错误!未定义书签。

烟室的浇筑错误!未定义书签。

空气炮管预埋处的衬料浇筑错误!未定义书签。

旋风预热器和分解炉底部锥面料斗和缩口的衬料浇注错误!未定义书签。

旋风筒顶盖即上升管道的衬料浇注错误!未定义书签。

下料管衬料的砌筑错误!未定义书签。

喷煤管的砌筑错误!未定义书签。

三次风管的砌筑错误!未定义书签。

5.窑衬的使用和维护错误!未定义书签。

5.1窑衬的烘烤和冷却错误!未定义书签。

窑系统的烘烤错误!未定义书签。

烘窑前的准备错误!未定义书签。

5

烘干升温曲线错误!未定义书签。

烘烤期间窑的慢转错误!未定义书签。

烘窑作业的安全检查错误!未定义书签。

窑尾高温风机的启动和运转错误!未定义书签。

篦冷机冷却风机的运转错误!未定义书签。

篦冷机排风机的运转错误!未定义书签。

增湿塔喷水错误!未定义书签。

烘烤结束后的工作错误!未定义书签。

5.2水泥回转窑烘烤实例错误!未定义书签。

5.3窑点火运营错误!未定义书签。

5.3.1第一次投料挂新窑皮错误!未定义书签。

窑点火升温错误!未定义书签。

投料挂窑皮错误!未定义书签。

挂窑皮时生料的I率值控制错误!未定义书签。

5.4窑皮的维护错误!未定义书签。

5.5窑的冷却错误!未定义书签。

筹划停窑时的窑冷却错误!未定义书签。

故障停窑错误!未定义书签。

1.水泥预分解线的窑炉系统

1.1水泥预分解生产线窑炉耐火材料时选择，除了使用价格外，一

般应考虑：

R较长时使用寿命。影响使用寿命的因素有：耐火材料的耐火度,

高温强度，耐火材料与水泥熟料的化学成分适应性，也就是耐

火材料的抗化学侵蚀能力，热震稳定性与燃烧时高温熟料的反

6

映结合能力等；

■较好的保温效果。影响因素有：保温材料的导热系数，保温材

料所容许的工作温度，容许保温材料占据的空间等；

，较简易的彻究方式和较快的砌筑速度；

R维修速度；

R通用性较好，可以从市场上较以便的获得。

1.2预热器及预分解窑炉

1.2.1预热器和预分解炉热工制度有如下特点：

R预热器与预分解窑炉时温度（重要指设立在设备壁面的热偶测

试出的温度），从第一级预热器到第五级预热器和预分解窑炉

依次为：不高于450℃、650℃>750℃、900℃>1100℃^1100

℃o

B在这样的煨烧温度下，燃烧物料基本没有液相浮现，基本上不

存在结块和烧结。加之系统的热工状态比较稳定，因而预热器

和分解炉中的耐火材料的配备不需过高的耐火度，无需太高的

强度；由于预热器和分解炉位于整个热气流的尾端，温度变化

的频度和幅度较小，因此无需过高的热震稳定性。

■由于预热器和分解炉均为静止设备，可用较大的设备外壳，容

纳较多的耐火材料，因此可选用导热系数较低的保温材料，降

低设备外壳温度，达到节能的目的。

B由于部分预热器和分解炉形状较复杂，可选用在成型功能上较

灵活的现场成型的耐火浇筑料。

7

R在800℃〜1200℃范畴内是碱金属氧化物发生冷凝沉积的温度

带，因此在碱含量较高的原、燃材料下，预热器在很大范畴内，

耐火材料在受到热侵蚀的同步，也要经受得住碱金属氧化物的

化学侵蚀。

1.2.2预热器分解炉对耐火材料的规定

■构造按两层材料配备，外层为导热系数低，强度也较低的

保温材料，工作面为有一定强度且可以较好抵御碱性物质

侵蚀的耐火材料。

■形状复杂处，多采用耐火材料。大面积直墙由于冷热交变

的作用，已坍塌，应考虑锚固措施。其他部位多采用耐火

转直接砌筑。

■对于一、二级预热器，可采用黏土质耐碱耐火材料，以降

低成本和提高保温效果；对三级如下的预热器，应考虑耐

火度为1100℃以上的耐碱耐火材料。对于耐火材料强度的

规定，取决于气流的速度，气流速度较高处，采用较高强

度的耐火材料。

■在碱含量达到一定数量并有可能逐渐富集的部位，如分解

炉和四、五级预热器，应在满足较高耐火度的前提下，考

虑采用耐碱的耐火材料。

1.2.3耐火材料时配备实例

表一：2500t/d生产线耐火材料配备

序号预热器和分解炉耐火保温材料材质浇筑料材质

1I级预热器NJ-30（AL203含量为30%的水泥窑GT-13NL（高强耐碱浇筑料）

8

2n级预热器用耐碱砖）

3ni级预热器

4IV、V级预热器AL203含量为40%〜45%的高强耐碱

GTT3NL（高强耐碱浇筑料）

5分解炉上部砖

分解炉下部GJ-15B高铝质低水泥浇筑

6AL203含量为85%的高铝砖

料

7窑尾烟室AL203含量为48%的高强耐碱陡GT-13NL（高强耐碱浇筑料）

表二：德国雷法公司配备建议（保温材料略）

序号预热器和分解炉耐火砖材质浇筑料材质

1I、n级预热器KX30（AL203含量30%的耐磨耐碱

2m级预热器砖）Rcy40（AL203含量42%〜

3w级预热器KX40（AL203含量40%〜45%的耐磨44%的浇筑料）

分解炉上部耐碱砖）

4

分解炉下部KX85（AL203含量85%或更高的高铝Rcy50（AL203含量55%〜

5

砖）57%的浇筑料）

窑尾烟室KX30（AL203含量30%的耐磨耐碱Rcy40（AL203含量42%〜

6

砖）44%的浇筑料）

1.3回转窑

1.3.1回转窑的机械特点及对耐火材料的强度规定

B耐火材料与回转窑壳体之间有一定的滑动或滑动趋势，产生一

定的摩擦，耐火砖必须具有必要的强度，抵御摩擦带来的损害。

n回转窑从轴向看，不是绝对的刚性体，由于回转窑筒体在支撑

点之间的挠度，随着回转窑时运转，浮现于旋转同步的周期性

弯曲，由于三组拖轮时回转窑采用了非静定构造，当各个拖轮

组因温度差别有不同的膨胀量时，将使窑筒体的同轴度浮现偏

差，产生较大的附加荷载。当回转窑突然停电时（在暴雨条件

下更为严重），导致窑筒体因上下受热不均浮现较大的弯曲变

形，便窑内的耐火砖承受较大的挤压应力。这些附加应力将通

过窑筒体最后作用在窑衬上。

9

R径向应力

窑筒体椭圆率3(%)二窑筒体钢板内径D(m)/10

因筒体椭圆变形传递到窑衬得压应力计算：

oD=3H/4Ro^2*3D*ED

式中：aD-----压应力(N/mm2);

3D-------窑体的椭圆(mm),U)D=2o)Ro

Ro-----窑筒体半径(mm);

H------衬砖厚度(mm);

ED——压缩弹性模量(N/mm2);

回转窑椭圆率与耐火砖的压应力

椭圆率(％)椭圆度(mm)压应力(N/mm2)

0.31211.25

0.41615.0

0.52018.75

0.62422.5

1.3.2沿轴向分布的回砖窑的各个热工带

，喂料带位于回转窑的尾部，约1,5〜2.0m

B预热带也称分解带。

R后过渡带也称过渡带

R烧成带

R前过渡带

B窑口

1.3.3水泥预分解生产线回转窑耐火材料配备实例

国内部分工厂配备实例

10

窑规前过渡

窑口烧成带后过渡带安全带预热带喂料带

格带

耐热钢纤维

CB20高

03.2高强低水泥抗剥落高直接结合磷酸盐结磷酸盐结耐碱浇筑

强耐碱隔

X50m高铝耐火浇强高铝砖镁铭砖合高铝砖合高铝砖料

热转

筑料

CB20高

03.2直接结合镁直接结合直接结合磷酸盐结磷酸盐结耐碱浇筑

强耐碱隔

X50m砖镁砖镁铭砖合高铝传合高铝砖料

热成

钢纤维增强

03.5低水泥刚玉抗剥落高直接结合抗剥落高抗剥落高耐碱隔热高强耐碱

X52m质耐火浇筑强高铝砖镁珞砖强高铝砖强高铝砖砖浇筑料

料

钢纤维增强

硅莫复合CB30高

04.0低水泥刚玉硅莫砖、直接结合硅莫砖、高强耐碱

砖、尖晶强耐碱隔

X60m质耐火浇筑尖晶石砖镁锦砖尖晶石得浇筑料

石砖热砖

料

钢纤维增强

莫来石

05.6低水泥刚玉直接结合复合保温高强耐碱

砖、尖晶尖晶石砖尖晶石砖

X76m质耐火浇筑镁络砖耐火砖浇筑料

石砖

料

雷法公司对回转窑的砌筑建议

序号窑热工带耐火砖材质砌筑措施轴向膨胀缝径向膨胀缝

高铝稀干砌或火泥无无

1卸料带

尖晶石砖砌筑无2mm纸板

特种镁砖无2mm纸板（1%

干砌或火泥

2下过渡带尖晶石砖无砖长）

砌筑

直接结合碱性砖

特种镁砖无2mm纸板（1%

高温燃烧镁铭砖干砌或火泥无稽长）

3烧成带

直接结合碱性砖砌筑

白云石砖

尖晶石砖无

2mm纸板（1%

特种镁砖干砌或火泥无

4上过渡带砖长）

镁铭砖砌筑无

直接结合碱性砖

5安全带高铝砖无无

轻质耐火砖干砌或火泥无无

6分解带高耐磨砖砌筑无无

黏土砖无无

11

雷法公司对回转窑耐火材料配备的建议

耐火衬料长度耐火在f料牌号

带别

D<4.0mD>4.0m正常热负荷热负荷高

窑口挡砖圈上坡方向最多两圈Kx85Ag85

下过渡带2D1〜2DMp93Ag85,Mp95

烧成带4D4〜6DPx83,Px80Mp93

上过渡带2D2〜4DPx80,Px83Ag85,Mp95

安全带2D2DKx50Kx70

预热带从10D起从12D起Rtl50Rtl50,Kx30,Kx50

喂料带约1mKx30(Rcy40)Kx30(Rcy40)

注：公司耐火材料牌号如下:

Kx85：含铝量约85%的高铝砖Ag85：尖晶石砖

Mp93：无铝镁砖Mp95：无尖晶石纯镁砖

Px80：镁络砖Px83：镁络砖

Kx50：含铝量50%〜55%的高铝砖Kx70：含铝量约70%的高铝砖

Rtl50：轻质耐火砖Rcy40：含铝量约40%的浇筑料

1.4篦式冷却机

1.4.1篦式冷却机的热工特点及耐火材料

1.4.2篦冷机耐火材料应用实例

国内部分工厂篦式冷却机耐火材料配备

一室二室三室

上部下部上部下部上部下部

表面为高强表面为高强

高强耐火浇

高铝砖耐火浇筑料，高铝砖耐火浇筑料，高铝砖

筑料

填充粘土穆填充粘土砖

表面高铝质

表面高铝质

低水泥浇筑高强耐火浇

高强耐碱砖高强耐碱砖低水泥浇筑高强耐碱砖

料，填充粘土筑料

料

砖

雷法公司对篦冷机耐火材料配备的建议

设备部位选用耐火材料

篦上部Kx85Rcy50(Rcd95)

一室

式下部Kx85Rcy50(Rcd95)

12

冷二室上部Kx50Rcy50

却下部Kx85Rcy50(Rcd95)

机三室上部Kx30Rcy50

下部Kx30Rcy50

四室上部Kx30Rcy50

下部Kx30Rcy50

注：下部是指受活动鼠板的影响，与块状熟料直接摩擦的部位；上部是指不与

块状熟料直接摩擦，但受高压风夹带的颗粒熟料强烈冲刷的部位。

1.5窑头罩、喷煤管与三次风管

国内水泥厂窑头罩、喷煤管与三次风管耐火材料配备

序号窑头罩喷煤管三次风管

硅盖板+低水泥高铝耐火浇刚玉质高强低水泥耐火硅盖板+高强耐碱砖+高强

1

就料浇筑料耐火浇筑料

硅盖板+高铝砖+低水泥高刚玉质高强低水泥耐火硅盖板+高强耐球砖+刚玉

2

铝耐火浇筑料浇筑料质高强耐火浇筑料

硅盖板+磷酸盐结合高铝转刚玉质高强低水泥耐火硅盖板+高强耐碱转+刚玉

3

+低水泥高铝耐火浇筑料浇筑料质高强耐火浇筑料

雷法公司对窑头罩、喷煤管与三次风管耐火材料配备建议

选用耐火材料

设备部位

耐火转耐火浇筑料

上部Kx85Rcy50

穿头罩

下部Kx50Rcy40

Rcy95（扒打材质相当于国内钢种中的

喷屎管

Gr25Ni20）

三次风管Kx30Rcy50

注：Rcy95含铝量约70%〜95%高抗磨耐火浇筑料

1.6回转窑砖型的改善与选择

1.6.1新原则系统耐火砖的配备

1.6.1.1ISO原则转的数量配备

1.6.1.2VDZ原则耐火砖的数量配备

注：

R以上两个表中，第一栏窑径项内，相似窑径的第一行或仅有一行为无间

13

缝材料的配砖比，第二行为带1mm砖缝的配砖比。

R代号218,B218表达使用于内径21n的回转窑上高度为180mm的耐火砖；

代号618,B618表达使用于内径6m的回转窑上高度为180mn时耐火砖；

R以上两种原则痔在世界上都是通用的。从转高上分为180、200、220三

组，每组从配合的窑直径上分为2m、4m、6m（尚有3m、5m两种）三种，

这种依托九种转的合适搭配，就可以适应从2.5m到6.0m直径的所有规

格的回转窑耐火砖的砌筑。具体采用哪一种砖，可以根据优选的耐火衬

料厚度和耐火转的膨胀系数大小来拟定。

R在表中列出不同高度的砖并提出了不同高度耐火砖的适用范畴，是考虑

再不时窑径条件下，耐火碍不同的导热系数和不同的膨胀系数之间的适

应问题。如果窑衬的厚度过大，内外膨胀差过大，将导致耐火砖内层的

剥落。

R表中的ISO原则和VDZ原则并存。相比之下，ISO原则比VDZ原则的耐

火砖厚度要大某些，可分别适用于不同膨胀系数的耐火材料。VDZ砖的

厚度较薄，在砌筑时砖缝比较多，可以补缩较大的膨胀量，因此较合适

于膨胀系数比较大的碱性耐火砖。而ISO原则较合适于非碱性砖。

A由于国内回转窑用耐火砖的砖型在新原则中没有多种直径的回转窑耐火

砖的数量配备，因此这里保存ISO和VDZ原则中的有关内容。但两个原

则在设定的砖缝上略有不同。

1.6.2国内回转窑用耐火砖的砖型原则

14

1999年，由中国建筑材料科

学院牵头编制了GB/T17912-1999

《回转窑用耐火砖形状尺寸》，等

同于ISO和VDZ原则砖型。该原则而同同物交础国

中水泥行业常用时耐火砖的外形尺寸及重要参数见右图和下表，等同

于ISO和VDZ相应的原则。

等大端尺寸103E回转窑用砖（基本等同于ISO原则）

尺寸（mm）体积计算外直径

砖号

abhL(dm3)6=lmm8=2mm

A218103843.33231.90751.9895

A31810390.53.44822.99523.0240

A41810393.51803.50163.94113.9790

A618103973.56406.24006.300

AP-1893873.2080

A220103823.66301.98102.000

A320103893.80162.97143.000

A42010392.52001983.87093.96194.000

A62010396.23.94426.11776.1765

AP-2010386.23.548

A22293803.9862.009

A3221034.16003.05703.0800

A42210391.52204.23623.97914.0174

A62210395.54.32336.10136.1600

AP-229385.53.8880

注：

R部分砖型原则中没有，或没有明确表达的，是采用ISO原则的。但GB/T

原则中，对于P系列这种衍生的规则是容许的，即：锁砖的大小端尺寸

可平行增大20mm或减小10mm。顾客可以根据需要，在耐火砖选型设计

时，选择应种或两种配砖需要。

力6=1mm、2mm,分别表达设计砖缝为1mm加2mm条件下的取值。

R部分单位采用了ISO原则中的单位，但不会导致对的理解原则的障碍，

15

如cm3改换为dm3

等中间尺寸71.5M回转窑用砖（基本等同于VDZ原则）

尺寸（mm）体积计算圆周外径

砖号

abhL(dm1)8=lmm8=2mm

B21878652.18772.2154

B31876.566.52.79002.8260

2.5483

B41875683.90863.9600

180

B61874695.4005.4720

BP1864592.192

BP+1883772.851

B22078652.4312.4615

B32076.566.53.1003.1400

2.8314

B42075684.34294.4000

200198

B62074696.00006.0800

BP2064592.435

BP+208376.23.152

B22278653.1152.67392.7077

B32276.566.53.41003.4540

B42275684.77714.8400

2203.115

B62274696.60006.688

BP-2264592.679

BP+228375.53.452

注：

R部分砖型原则中没有，或没有明确表达的，是采用VDZ原则的。但GB/T

原则中，对于P系列这种衍生的规则是容许的，即：锁砖的大小端尺寸

可平行增大20mm或减小10mm。顾客可以根据需要，在耐火砖选型设计

时，选择应种或两种配转需要。

R6=1mm、2mm,分别表达设计砖缝为1mm为2mm条件下的取值。

R部分单位采用了VDZ原则中的单位，但不会导致对的理解原则的障碍，

如cm3改换为dm3

1.6.3回转窑衬转高度的选择

窑径(mm)建议窑衬砖高度（mm）

<3600180

3600〜4200200

16

4200〜5600220

>5600250

注：回转窑的高度应在合理的范畴内，耐火席■的使用寿命并不适于其高度（耐

火衬料的厚度）成正比。对于膨胀系数较大的耐火砖，过厚的衬料由于内外层

的温差过大和膨胀量差别过大，往往导致工作内层的初期破损。

2.耐火材料的重要理化性能及检测

是指构造性质、热学性质、力学性质、使用性质和作业性质。

对视泥行业而言，尚有一种特殊的性质，即所谓的挂窑皮性质。

2.1耐火材料的构造性质

2.1.1体积密度

体积密度是指多孔材料的质量（不含游离水）与总体积（涉及

固相和全部气体所占的体积）的比值，用g/cd表达。

体积密度（Pb）计算公式如下：

pb=mi/（m3—m2）Xp吨

式中：im——干燥试样的质量

m2——饱和试样悬浮在液体中的质量

m3——饱和试样在空气中的质量

P吨——实验温度下浸溃液体的密度

体积密度直观地反映了致密耐火制品致密限度，是衡量其质量

水平的重要指标。此外它还使工程上计算材料用量的基本数据。

2.1.2气孔率

气孔分为开口气孔、闭口气孔和贯穿气孔。在耐火材料监测原

则中，将所有开口气孔的体积与总体积的比值视为显气孔率，用％表

17

达。显气孔率(的计算公式如下：

入a(%)=(m3—mi)/(m3—nh)X100

真气孔率的计算公式如下：

入t(%)=(pt—P1)/p1x100

3

式中：pt——试样的真密度(g/cm)

P1——实验温度下的浸渍液体的密度(g/cm3)

闭口气孔率(入f)的计算公式如下：

入f二入t一入a

耐火材料的气孔的大小决定它在高温条件下抵御外界侵

蚀能力的大小，由于开口气孔和贯穿气孔占总气孔体积的绝大部

分，并对其使用性能其决定性作用，材料的显气孔率大小可反映

其致密限度、制造工艺中颗粒级配及成型和烧成与否合理，因此

检测致密耐火制品的显气孔率是重要时。

2.1.3真密度

真密度是指试样在完全干燥的条件下(不含游离水)的质量与

其真体积之比。耐火制品体现了其材质的纯度或晶型转变的限度等，

由此可推测在使用中可能产生的变化。

2.1.4吸水率

吸水率是指所有开口气孔吸收水达到饱和状态时的质量与其完

全干燥状态下(不含游离水)时试样的质量之比。该项指标常用于鉴

定原料的燧烧质量。

2.1.5透气度

18

透气度是指气体在一定压差条件下对于一定面积、一定厚度试

样的通过能力。透气度的大小重要由贯穿气孔的大小、数量和构造决

定人

2.2耐火材料的热学性质

耐火材料的热学性质涉及热膨胀性和热导率等。

2.2.1热膨胀

耐火材料的热膨胀是指试样在加热过程中，其长度和体积随温

度的升高而变化的性质，用热膨胀率和膨胀系数表达，其数值上等于

单位温度变化在某一方向上的膨胀量与该方向膨胀前的实际长度时

比。国标GB/T7320-2000《耐火制品热膨胀实验措施》中规定热膨胀

率是室温至实验温度间试样长度的相对变化率，用％表达；平均热膨

胀系数是室温至实险温度间温度每升高1℃试样长度的相对变化率，

单位10~71。

耐火材料的热膨胀性能直接影响窑炉砌筑尺寸的严密限度及

构造的稳定。在实际工作中，应根据热膨胀性和砌筑体的构造状况拟

定烘烤制度，以避免过度的热膨胀导致耐火材料的损坏。

2.2.2热导率

热导率亦称导热系数，它表达在单住温度梯度下通过材料单位

面积的热流速率，用人表达。耐火材料的导热系数是衡量材料在使用

过程中所具有时隔热保温能力，在热工设计中，它是热工计算的基本

数据。

耐火材料的导热系数取决于材质的化学构成，晶体构造以及反

19

映耐火材料加工状态的气孔分布状况和气孔率的大小。一般来讲大部

分材料在一定的温度区间内，对一范畴的气孔率来说，随着气孔率的

增大，导热系数是降低的；而制品的导热系数是随着体积密度的增大

而增大。

2.3耐火材料的力学性质

2.3.1强度

2.3.1.1常温耐压强度

是指在常温下以规定附加载速度施加负荷，耐火制品在破坏之

前单位面积所承受的最大负荷，用N/mm?表达，即Mpa。

2.3.1.2常温抗折强度

是指在常温下以恒定的加压速度对原则规定尺寸的长方试体

在三点弯曲装置上施加应力，记录试样可以承受的最大负荷，用N/mm2

表达，即Mpao

2.3.1.3高温耐压和抗折强度

测试原理与常温相似，只是增长了高温条件。某些耐火浇筑料和不

烧砖选择测试这项指标，由于这些材料均加入了一定量的结合剂，其

常温强度会随着温度的升高而变化，由于结合方式不同，有些高温强

度增高或不变化，有些随着温度的升高而降低，因此，对某些耐火材

料或制品，必须理解其高温强度，从而拟定它们在工作温度下能否满

足规定。对耐火浇筑料，一般强度指标采用如下条件的某些特定值：

B110℃烘干强度

R1100℃烧后强度

20

R1500℃烧后强度

2.3.2耐火材料的常温耐磨性

2.4耐火材料的使用性能

2.4.1耐火度

耐火材料的耐高温特性。一般耐火度不小于1580℃时无机非金

属材料成为耐火材料。耐火度的高下取决于材料化学矿物构成和多种

具有强熔剂作用的杂质成分的含量等。在实际应用中，决不能以耐火

度作为使用温度的最大限定值，而仅作为使用最大温度的一种重要参

照值，耐火材料的实际使用温度要比耐火度低得多。

检验原则为GB/T7322-1997(idtISO528:1983)《耐火材料

耐火度实验措施》，具体测试时将耐火材料或制品的试样锥与已知耐

火度的原则测温锥一起栽在锥台上，在氧化氛围中，在规定的条件下

加热，然后比较它们弯倒的状况，得出该耐火材料的耐火度。

2.4.2荷重软化温度

荷重软化温度是衡量耐火材料在高温与荷重共同作用下产生变形时

温度的一项重要指标，它一定限度上代表了耐火材料在使用条件下的

构造强度，也就是说耐火材料可以抵御恒重负荷和高温热负荷共同作

用而保持稳定的能力，是一项比较接近耐火材料实际工作性能的指

标。GB/T5987—1998(idtISO1893:1989)《耐火制品荷重软化温

度实验措施》(示差一升温法)所规定的措施为：在规定恒定荷载和

升温速率下加热圆柱体试样，直到试样产生规定的压缩变形，记录升

温时试样的变形，测定产生变形时的相应妁温度。

21

2.43热震稳定性

热震稳定性是指耐火制品对环境温度急剧变化所产生的破损时抵御

能力。影响耐火制品热震稳定性的重要因素是材料在加热或冷却过程

中由于热胀冷缩产生的热应力。对于热震稳定性差的耐火材料或制

品，其烘烤作业时，无论是升温速率，还是降温速率都应低某些。

2.4.4重烧线变化

重烧线变化是指耐火制品加热到规定温度，并保温一定时间，

冷却到室温后所产生残存的膨胀或收缩。它与热膨胀性是一种相近而

有不同的概念。高温膨胀性是可逆变化，反映出材料的热弹性；重烧

线变化是不可逆变化，反映出材料的热塑性。

2.5耐火材料的抗化学侵蚀性

耐火材料的抗化学侵蚀性是指耐火材料在高温状态下，抵御气

态、液态或固态物料化学侵蚀时能力。其机理是通过化学元素的渗入,

扩散化合或催化分解等化学反映，生成不稳定或强度很低的材料，通

过不同矿物之间的化学反映导致耐火材料的损坏。影响化学侵蚀的重

要因素有：

2.5.1化学成分和性质。

2.5.2时火材料的矿物构成和显微构造。

2.5.3侵蚀物液相数量和黏度。

2.5.4气孔和气显率。

2.5.5温度。

2.5.6环境氛围。

22

2.5.7反映界面中间产物的形态。

2.6耐火材料的作业性

耐火材料能否以便的施工取决于作业性，重要涉及黏结性、

硬化性等。对于不定性耐火材料，提高常温黏结强度的有水玻璃、硅

溶胶、耐火水泥、沥青、多种树脂等；提高高温强度的有磷酸、多种

磷酸盐、硫酸盐、多种微粉等。

随着结合剂的不同，其硬化性差别很大。使用耐火水泥作结

合剂时，随着水泥水化过程的进行，不定性材料的强度也会不断提高，

合适的温度和湿度，将改善这一有益进程的发展；使用水玻璃作结合

剂时，由于它属于气硬性结合剂，试体需要在干燥的环境下和合适时

温度下，完毕硬化过程。使用磷酸盐热硬系列结合剂时，试体需要在

一定环境温度下完毕硬化过程，随着温度的提高（约1100℃~1200

℃）,强度达到最高值。上的常常才两种以结合剂，改善硬化性能以

满足施工规定。

2.7耐火砖的挂窑皮性能

所谓窑皮是指水泥生料在烧成带和过渡带的耐火砖表面上，通

过黏附和化合而形成一层具有强度的物料层。在窑内烧成带，孰料的

烧结温度为1300℃〜1450℃,而火焰温度高达1800℃〜2000℃,向

四周发出大量的辐射能。当耐火砖表面浮现很少数的液相时（俗称出

汗），生料就会在高温状态下黏结在耐火砖表面上，形成窑皮得初始

层。生料中的某些元素，还会耐火砖表面微观渗入到一定深度，随着

窑时转动，耐火砖在这一初始窑皮的基本上，逐渐一层层形成较厚的，

23

较为稳定的窑皮。它可以有效抗磨、隔热、阻滞热侵蚀和化学侵蚀。

因此耐火砖与水泥生料合适反映形成窑皮的能力，称挂窑皮能力。这

是一针对回转窑烧成带和过渡带耐火材料提出的术语和概念。影响挂

窑皮能力的因素有：

2.7.1化学成分

白云砖内均匀分布着大量游离的CaO,极易与熟料中的C2s反

映生成C3S,所以白云石转极易挂窑皮，且砖与窑皮粘结紧密、结实。

镁络转初始桂窑皮比较容易，但辂极易与碱金属和硫发生反

映，形成挥发性的KzCrO4和K2(CrS)04,促使熟料的部分元素渗入

到镁络砖的热面层，使其致密和脆化，这一过渡层由于热膨胀系数与

镁锦砖相差较大，在温度骤变的时候，很容易随窑皮扯破剥落。

耐火砖中加入少量的(2%)铅氧化物，能通过CaO+ZrO2生成

高熔点的CaZrOs,提高耐火砖与生料的结合能力，提高窑皮的稳定性。

同步ZrOz还能大大提高耐火砖的热震稳定性和高温强度。目前因价

格因素限制了它的应用。

2.7.2耐火砖的显微构造

2.7.3水泥生料和燃料与耐火材料的化学适应性

在碱环境里，镁辂砖最次。尖晶石砖中的镁铝尖晶石组分也会

被碱金属侵蚀，其耐碱性优于镁辂砖，但次于白云石砖。大量的实践

经验证明，当熟料中的碱硫比(KzO+Na?。-C「)/SO3不小于1时，烧

成带窑衬的寿命以白云石最佳，尖晶石砖次之，镁络砖最差；当硫碱

比不不小于1时，烧成带窑衬寿命以镁错砖最佳，另一方面为尖晶石

24

砖，然后才是白云石转。

3.水泥行业常用时耐火材料

3.1高铝质耐火材料及其制品

一般将含铝量不小于48%的硅酸铝系耐火材料统称为高铝质耐火材

料，以其为重要原料的制品成为高铝质耐火材料制品。

3.1.1高铝质耐火材料的重要矿物

高铝质耐火材料的矿物构成重要为刚玉、莫来石和玻璃相。就

成分而言，多种矿物的铝含量如下：

R低莫来石材料：AI2O348%〜60%

B英来石材料：AI20361%~70%

R英来石一刚玉材料：AI20371%〜80%

，刚玉一英来石材料：AI20381%~90%

，刚玉材料：AI203>90%

3.1.2高铝质耐火材料的重要性能

3.1.3高铝质耐火材料制品的重要性能

3.1.3.1一般用途的高铝转

GB2988-2004《高铝砖》对于一般用途的高铝砖作出了明确时

规定。理化指标为：