窑系统表面散热的热损失包括预热器、回转窑和冷却机。其中回转窑的散热损失占总散热损失的50%以上,因此开发和研制用于回转窑的新型节能砖对于水泥行业节能尤为重要。新型节能耐火材料主要以轻质骨料以及轻质造孔剂为原料制成的阳泉硅藻土砖轻质耐磨砖,它通过降低材料的密度和提高材料的气孔率来降低耐火材料的导热系数,从而达到保温节能的目的。这种轻质耐磨砖主要用于回转窑的分解带。轻质耐磨砖用于水泥回传窑如窑最后面,与其他阳泉硅藻土砖砖种性能对比,轻质耐磨砖有较低的导热系数和较低的体积密度。荷重软化温度和耐压强度也有所降低,但不影响轻质保温砖的使用,因为在这一区间,物料的热负荷较小,固体物料的冲刷和磨损也较轻,因此在耐火材料配置上,主要考虑适抗碱侵蚀能力即可。
通过阳泉轻质保温砖在回转窑的实际应用,起到了较好的保温效果,在窑筒体外表风速为2.5m/s;室外平均温度为25℃的情况下,使用性价比高的硅藻土砖轻质耐磨砖的筒体温度为247℃,使用硅莫砖的筒体表面温度为289℃。新型衬体结构,用新型衬体结构,通过对耐火材料安装进行改造,可以提高耐火材料的使用寿命,从而达到节能的效果。篦冷机通过衬体改造后的节能情况大大改善,篦冷机顶部施工难度大,尤其一段顶部环境温度可达1100℃,热气流对耐火材料冲刷严重,因此经常出现剥落、烧塌现象,耐火材料使用寿命短。采用陶瓷锚固件整体浇注作的方法可以大幅度提高衬体的使用寿命,而且还可以降低耐火衬体的导热系数。
由于性价比高的隔热耐火砖具有如下特点:使用温度高,可以在1300℃长时间使用,非金属材料具有很强的耐酸碱侵蚀性能,不会出现金属锚固件在高温下的氧化、开焊而引起耐火材料剥落的现象;与耐火材料有相近的导热系数,减少由于性价比高的硅藻土砖漂珠砖的体积变化差异产生的应力;由于陶瓷锚固件代替金属锚固件减少了热桥效应,使整体导热性能降低,因此节能效果也明显增强。篦冷机矮墙要长期承受300-1450℃的高温熟料颗粒的冲刷,同时跟冷热空气交替接触,使矮墙损坏较快。目前采用矮墙整体预制的方法进行制作,这种方法有可以快速安装、实现复杂形状制作、免受水泥厂施工环境影响,而且制作过程给予充分的养护和烘烤可以达到最佳的耐火材料性能。因此可以大大提高砌墙的使用寿命。更重要的是矮墙砌块采用了轻质和重质材料复合,因此降低了耐火衬体的导热系数,达到了良好的节能效果。
玻璃和配合料的挥发物在池炉的上部空间和蓄热室中部都存在,对这些部位的耐火保温砖进行化学侵蚀。挥发物的成分主要是硅藻土砖碱金属氧化物的化合物和硼的化合物,还有氟化物、氯化物和硫的化合物。这些挥发物除以气相状态与耐火材料发生化学反应外,在温度低时还会凝结成液相与耐火材料发生化学反应。其中钠的化合物在1400℃。时就会冷凝。这些冷凝液体通过浸润、扩散向阳泉硅藻土砖耐火材料气孔内渗透。尤其是当上部结构砌体有龟裂和未充满泥浆的砌缝时,会给耐火材料造成很大的破坏。随着池炉技术的进步,蓄热室的高度不断增加,格子体自重对于下层格子砖及炉条碹的压力很大,当化学侵蚀将其损坏后,在损坏部位由于应力集中而破坏,结果会导致整个格子体的倒塌。
玻璃液沿着硅藻土砖耐火材料流动时具有滴水穿石的功效,把耐火材料磨出一条条沟槽,这是机械磨损。主要磨损部位在玻璃液面处。另外,在循环液流流动处(特别是液流紊乱处)也明显可见。当液面波动及液流变化(如受温度波动影响)时,磨损加剧。物理侵蚀与时间、温度有很大的关系。物理侵蚀最重要的是玻璃液流的冲刷作用和隔热砖。在高温区,熔融玻璃液流的冲刷作用会使化学侵蚀速率成倍增加。在低温区域,化学侵蚀很小,主要是液流冲刷的物理侵蚀。在熔化池高温区,玻璃流黏度低,液流强烈。尤其是使用电助熔和鼓泡以后,液流更为强烈。强烈的冲刷作用与化学侵蚀配合会对性价比高的硅藻土砖厂家耐火材料造成很大的破坏。