? ? 水泥窯用耐火材料科學(xué)是水泥工藝和耐火材料的交界學(xué)科。對(duì)于水泥業(yè)者來說，其基本任務(wù)是根據(jù)水泥窯的工作情況，正確選擇、使用、維護(hù)耐火材料，對(duì)耐火材料的損毀情況進(jìn)行分析，找出問題的原因和解決問題的辦法。對(duì)于水泥窯耐火材料生產(chǎn)廠家來說，既要解決生產(chǎn)耐火材料的過程中開發(fā)新原料、新工藝、新裝備，改進(jìn)已有產(chǎn)品和研制新產(chǎn)品，還需與水泥行業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行必要的溝通。
? ? 從最低限度來講，水泥企業(yè)的普通耐火材料管理人員必須熟悉水泥工藝的知識(shí)、窯爐的工作條件、各種耐火材料的性能，掌握有關(guān)產(chǎn)品的國(guó)家、行業(yè)和知名企業(yè)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，具備正確使用、維護(hù)耐火材料的知識(shí)，了解耐火材料的損毀機(jī)理。這樣，才能較好地完成耐火材料管理工作。
? ? 從更高的要求來說，水泥企業(yè)的高級(jí)耐火材料管理人員不僅應(yīng)能管好、用好現(xiàn)有的耐火材料，還要能夠善用耐火材料方面的資源，盡力挖掘出窯爐的潛力，取得最大限度的增產(chǎn)節(jié)能效果。因此，首先要弄清現(xiàn)有耐火材料的性能如何?施工、使用、維護(hù)是否正確?主要損毀機(jī)理是什么?此外還需做些必要的分析工作。例如，送檢耐火材料，剖析殘磚，走訪科研院所，到兄弟單位取經(jīng)等。根據(jù)主要損壞機(jī)理的分析、現(xiàn)有材料和候選材料的優(yōu)缺點(diǎn)比較、以往的經(jīng)驗(yàn)、同行的實(shí)踐，制訂出預(yù)期目標(biāo)。接著，對(duì)水泥窯耐火材料生產(chǎn)廠家進(jìn)行考察，對(duì)國(guó)內(nèi)外知名單位、人士走訪，通過去偽存真、去粗取精，找到解決問題的方案。然后，進(jìn)行技術(shù)談判、簽約試用。最后，評(píng)價(jià)試用效果、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，必要時(shí)和耐火材料生產(chǎn)、研制單位合作繼續(xù)改進(jìn)材料。
? ? 水泥窯用耐火材料是一個(gè)跨學(xué)科的專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，其技術(shù)含量較高，需要既懂水泥生產(chǎn)，又懂耐火材料使用的人才。以下，將從這兩個(gè)方面人手簡(jiǎn)要分析水泥企業(yè)對(duì)耐火材料的需求。
? ? 水泥窯用耐火材料的主要作用是作為水泥窯爐內(nèi)襯，應(yīng)維持燒成水泥熟料所需的高溫，同時(shí)保護(hù)窯爐設(shè)備并減少窯爐散熱損失。耐火材料對(duì)水泥生產(chǎn)的產(chǎn)量高低、質(zhì)量好壞、能耗大小和設(shè)備壽命都有重要的影響。
? ? 改革開放以來，我國(guó)水泥工業(yè)得到了很大發(fā)展。特別是近年來新型干法窯得到了迅猛發(fā)展。1980年，全國(guó)水泥產(chǎn)量?jī)H0．8億噸，1990年增長(zhǎng)到2．1億噸，2000年又增長(zhǎng)到6．0億噸，2008年增至13．9億噸，2009年全國(guó)水泥產(chǎn)量又增至16．3億噸。至2009年底，全國(guó)共有新型干法水泥生產(chǎn)線1113條，熟料產(chǎn)能9．6億噸。采用新型干法生產(chǎn)的水泥已占水泥總量的76．9％。
? ? 目前，我國(guó)水泥工業(yè)的產(chǎn)能已嚴(yán)重過剩，水泥企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，一方面水泥市場(chǎng)漸趨飽和，產(chǎn)品價(jià)格低迷不振；另一方面，燃料和動(dòng)力價(jià)格節(jié)節(jié)攀升。在很多地方，水泥企業(yè)的利潤(rùn)已經(jīng)很薄。因此，水泥企業(yè)特別需要通過挖掘潛力來提高效益。如果一臺(tái)10000t／d的大型新型干法水泥窯，每年少停一次窯，以每天至少生產(chǎn)10000t水泥計(jì)，按停窯5d計(jì)，可多產(chǎn)50000t水泥，價(jià)值近2000萬元。所以，正確選擇和使用耐火材料對(duì)于水泥工業(yè)設(shè)法實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗和安全運(yùn)轉(zhuǎn)的目標(biāo)具有舉足輕重的作用。
? ? 從耐火材料工藝來講，水泥窯用耐火材料已從黏土磚、高鋁磚、礬土水泥砌塊等少數(shù)幾個(gè)品種，發(fā)展成為近百種材料的家族。當(dāng)今，水泥窯用耐火材料可大致分為燒結(jié)堿性耐火材料、燒結(jié)鋁硅質(zhì)耐火材料、不定形耐火材料及預(yù)制件、隔熱耐火制品等幾個(gè)板塊。
? ? 燒結(jié)堿性材料方面，有普通鎂鉻磚、直接結(jié)合鎂鉻磚、低鉻鎂鉻磚、方鎂石一鎂鋁尖晶石磚(以下簡(jiǎn)稱鎂鋁尖晶石磚)、鎂鋁尖晶石鋯磚、鎂鋁尖晶石鋯鑭磚、鎂鐵尖晶石磚、鐵鋁尖晶石磚、含鉻鎂鋁尖晶石磚、鎂錳尖晶石磚、白云石磚、鎂白云石磚、白云石鋯磚、鎂白云石鋯磚、方鎂石鋯酸鈣磚、復(fù)合堿性磚等品種。
? ? 定形鋁硅質(zhì)耐火材料方面，有耐堿黏土磚、高強(qiáng)耐堿磚、拱頂耐堿磚、耐堿隔熱磚、磷酸鹽結(jié)合高鋁磚、磷酸鹽結(jié)合耐磨磚、鋼纖維增強(qiáng)磷酸鹽結(jié)合耐磨磚、高荷軟磚、藍(lán)晶石磚、抗剝落高鋁磚、硅莫磚、硅莫紅磚以及其他特種高鋁磚。
? ? 定形隔熱耐火材料方面，有普通硅酸鈣隔熱制品、硬鈣硅石隔熱耐火制品、耐火纖維制品，以及采用漂珠、陶粒、硅藻土、膨脹珍珠巖、空心球、其他輕質(zhì)原料以及添加可燃物質(zhì)制成多種多樣的隔熱制品。
? ? 不定形耐火材料方面，有普通耐火澆注料、低水泥耐火澆注料、超低水泥耐火澆注料、無水泥耐火澆注料、鋼纖維耐火澆注料、防爆裂澆注料、抗結(jié)皮澆注料、磷酸鹽耐火澆注料、耐堿澆注料、隔熱澆注料。此外，還有自流料、泵送料、噴射料等各種新型不定形耐火材料。
? ? 由此可見，水泥工業(yè)用耐火材料的技術(shù)變化之快、品種數(shù)量之多，真使人頭暈?zāi)垦?。在很多情況下，實(shí)踐遠(yuǎn)遠(yuǎn)“跑到了”理論的前面，令一些耐火材料專業(yè)人士一時(shí)也難以掌握。
? ? 我國(guó)水泥窯耐火材料經(jīng)歷了從無到有、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)興起、冶金轉(zhuǎn)向建材、跨國(guó)公司進(jìn)入中國(guó)以及國(guó)有企業(yè)重新崛起等幾個(gè)階段。目前，包括轉(zhuǎn)制恢復(fù)活力的國(guó)有企業(yè)在內(nèi)的按現(xiàn)代企業(yè)制度建立的大型中資耐火材料企業(yè)，大幅提高了耐火材料制造工藝技術(shù)，大量購(gòu)置了先進(jìn)裝備，新建了多條具有現(xiàn)代化水平的生產(chǎn)線。因此，我國(guó)一些領(lǐng)軍耐火材料企業(yè)具備了大批量制造優(yōu)質(zhì)耐火材料的能力，耐火材料的質(zhì)量得到明顯提高，水泥企業(yè)使用耐火材料的效果已經(jīng)得到改善，水泥企? 我國(guó)的水泥企業(yè)需要使用優(yōu)質(zhì)、廉價(jià)的國(guó)產(chǎn)耐火材料提高效益。我國(guó)耐火材料工業(yè)也逐步具備了滿足水泥企業(yè)這種需求的能力。但是，耐火材料發(fā)展很快，原有的耐火材料知識(shí)陳舊、新型耐火材料的技術(shù)資料分散，致使許多水泥工廠的技術(shù)人員對(duì)水泥窯用新型耐火材料缺乏了解，不敢或不能正確使用這些材料，從而妨礙了水泥工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。
? ? 為了滿足水泥企業(yè)技術(shù)人員選擇、使用、維護(hù)新型耐火材料，提高水泥回轉(zhuǎn)窯增產(chǎn)節(jié)能、安全環(huán)保效果的需求，筆者根據(jù)長(zhǎng)期從事耐火材料科研、管理工作的經(jīng)驗(yàn)，參考、提煉大量國(guó)內(nèi)外資料，撰寫了這本以普及為主、兼顧提高，關(guān)于水泥工業(yè)用耐火材料的讀物，以期對(duì)推動(dòng)我國(guó)水泥窯用耐火材料的技術(shù)進(jìn)步有所幫助。
? ? 水泥窯用耐火材料科學(xué)是一門快速發(fā)展的邊緣學(xué)科。一方面，水泥窯用耐火材料的質(zhì)量取決于耐火材料企業(yè)的原料、裝備、技術(shù)、管理等制造條件；另一方面，水泥窯用耐火材料的使用效果又受到水泥窯工作條件、耐火材料施工、維護(hù)措施的影響。水泥煅燒技術(shù)的進(jìn)步常常都需要強(qiáng)化窯內(nèi)物理化學(xué)過程，因而都會(huì)增加耐火材料的負(fù)荷，縮短耐火材料的壽命，所以水泥工業(yè)用耐火材料問題的解決、水泥新型干法生產(chǎn)線潛力最大限度地挖掘，就需要水泥行業(yè)和耐火材料行業(yè)的攜手合作。
