水泥窑用耐火砖，就这么选！

       随着水泥熟料不断提产，水泥窑速不断加快，窑煅烧温度不断提高，越来越多的生产线开始同时处理垃圾、危废等物质，这些都给水泥窑内耐火砖的使用寿命带来了巨大挑战。

       除了受窑速增加、窑温提高工艺工况变化及水泥窑协同处置的影响外，耐火砖的损毁还受化学因素的影响。

一、化学损坏机理

1、碱盐渗透

       碱盐渗透是指气相碱盐化合物渗入砖体空隙内冷凝和固化，在砖体形成碱盐的水平渗透层。碱盐渗透造成的砖损坏从残砖剖面可以看到明显的碱盐水平渗层，上过渡带主要是KCl渗透沉积，下过渡带主要为K₂SO₄渗透沉积，碱盐渗透造成渗透层与原砖层性能不一致，易伴随热震而剥落。碱盐渗透的耐火砖损坏一般具有可明显看到耐火砖分层颜色变化与碱盐渗透后各层之间的化学成分差异较大的特点。

（耐火砖碱盐渗透损坏）

       应对碱盐渗透造成的损坏，需要选择抗碱盐渗透性能好的耐火砖，同时尽量减少入窑的碱盐含量。

2、碱盐侵蚀

       水泥窑中的Na、K等碱元素与耐火砖中的Al₂O₃和SiO₂反应形成碱爆，造成耐火砖损坏。

       碱盐在高温层侵蚀砖中的方镁石及结合相，造成高温层疏松，水泥熟料大量渗透和侵蚀导致形成致密的变质层；碱盐在低温层的沉积使致密的变质层变厚。而致密且较厚的变质层在温度波动时会导致方镁石-镁铝尖晶石产生严重的结构剥落。

（碱盐侵蚀造成的耐火砖致密变质层）

       为防止碱盐侵蚀造成的损坏，需要控制耐火砖碱硫比ASR(Alkali-Silica Reaction)在1左右，选择耐碱性能好的耐火材料，保证耐火材料尽量低的气孔率和杂质量。

3、氧化还原爆裂

       耐火砖氧化还原爆裂主要表现为砖体工作面发白或非工作面发黑（重烧后可返色），且砖体结构爆裂，砖内的Fe²⁺和Fe³⁺随着窑内氧化气氛和还原气氛波动而发生体积变化，造成结构剥落。含铁元素的耐火砖受氧化和还原气氛影响较大，例如镁铁砖。

       采用低铁无铬砖，尤其是配置协同处置的水泥窑更要搭配好燃料和空气比，改善煤粉细度，可有效解决因氧化还原而造成耐火砖损坏。

4、水化裂纹

       水化裂纹主要表现为砖体表面发白，水化程度较大者呈现蜘蛛网状碎裂，形成的原因主要是MgO与空气中的H₂O反应生成Mg(OH)₂，体积增加导致耐火砖开裂。

（耐火砖水化裂纹）

       为防止耐火砖水化裂纹，在储存耐火砖的时候，必须在室内干燥储存。过期的镁砖不建议使用，使用前必须仔细观察是否有水化裂纹。

二、耐火砖的选择

       为解决以上在水泥窑中产生的化学损坏问题，国内某公司研发生产的ZJMA镁铝尖晶石砖与ZJMI镁铁尖晶石砖，可有效降低因化学因素导致的耐火材料的损毁，延长制品的服役寿命。

1、ZJMA镁铝尖晶石砖优势及适用区域

       ZJMA镁铝尖晶石砖，通过对原料的优化选择，将影响产品稳定性的SiO₂与Fe₂O₃降低到合理范围之内，提高了尖晶石砖的抗侵蚀性能。通过引入氧化铝基尖晶石的方式，使制品在高温烧结过程中生产原位尖晶石，并利用反应过程中产生的微裂纹提高制品的热震稳定性。

       由于镁铝尖晶石相在高温下稳定，且不易受到碱性物质的腐蚀，因此镁铝尖晶石砖具有较低的ASR，更不容易与碱性物质发生反应。镁铝尖晶石相具有较低的溶解度和化学活性，因此在碱性环境下能狗保持结构的稳定性，使得镁铝尖晶石砖能够抵抗碱性侵蚀，延长使用寿命。

       由于镁铝尖晶石砖广泛被用于水泥窑过渡带，而水泥窑烧成带温度更高，环境更复杂，因此研发出适用于烧成带的ZJMI镁铁尖晶石砖。

2、ZJMI镁铁尖晶石砖优势及适用区域

       ZJMI镁铁尖晶石砖在以镁砂和铁铝尖晶石为主材的基础上，通过在基质成分中引入活性尖晶石的方式，使制品在烧结过程中形成网络状尖晶石结构，达到抗硫氯盐碱成分侵蚀渗透的作用。

       镁铁尖晶石砖中的铁铝尖晶石相不易与碱性物质发生反应，因此具有较低的ASR，使镁铁尖晶石砖在暴露于碱性环境时能够保持结构的稳定性。

       同时，镁铁尖晶石具有较高的化学惰性，对碱性物质具有低溶解度和反应性，因此在碱性环境中，镁铁尖晶石砖能够有效地抵御碱性物质的侵蚀和腐蚀。

       除此以外，镁铁尖晶石砖还是无铬低铁环保砖，在水泥行业广泛替代镁铬砖，适用于水泥窑烧成带。

       镁铁尖晶石砖与镁铝尖晶石砖，具有低ASR、优异的耐碱性能、出色的抗碱盐渗透性能、产品无铬低铁。这些优势叠加，使得产品可有效解决水泥窑常见的化学损坏情况，保障水泥窑高效安全运转的同时达到节能降耗，降低成本的目的，是水泥窑理想的环保碱性耐火材料。