前言

目前水泥窯很多部位仍需要使用澆注料來適應結構復雜的部位，其中水泥窯前窯口、三次風閘板、三次風彎管等部位，存在溫度波動較大、熱應力高，高溫飛砂磨損大等問題。澆注料的使用壽命受施工過程、烘干烘烤質量控制影響較大，一旦損壞嚴重就需要停窯檢修，嚴重影響水泥窯運行效率。因此，開發(fā)長壽、高效、節(jié)能的耐火材料制品，解決水泥窯系統(tǒng)中關鍵部位使用壽命穩(wěn)定性，成為水泥行業(yè)迫切需要解決的共性難題。

一、鈦鋁陶瓷復合材料介紹

鄭州利孚新材料有限公司公司與法國TRB公司合作，針對水泥行業(yè)生產(chǎn)過程中遇到的，易磨損、侵蝕嚴重等難題，引進法國先進復合材料制造技術和全自動生產(chǎn)設備，研發(fā)出了鈦鋁陶瓷復合材料。

1.1 鈦鋁陶瓷復合材料的組成

該材料使用70%進口陶瓷材料加30%鈦鋁合金纖維，使用定制攪拌機攪拌均勻，在恒溫恒濕條件下放置入專用模具中進行養(yǎng)護，最后使用定制烘烤設備按標準升溫曲線進行烘烤，即可得到鈦鋁陶瓷復合材料成品。

該材料中鈦鋁合金纖維含量比普通鋼纖維澆注料高10倍以上，同時這種纖維比普通304耐熱鋼纖維使用溫度更高，韌性更強。通過與陶瓷材料的復合，賦予了該材料金屬般的超高強度及韌性，同時具有陶瓷材料在高溫環(huán)境中的高耐磨性及抗侵蝕性。

1.2 鈦鋁陶瓷復合材料性能指標

根據(jù)GB/T5988-2004、GB/T2997-2000、GB/T5072.2-2004、YB/T370-1995分別測試試樣燒后的線變化率、耐壓強度、體積密度、氣孔率；經(jīng)檢測，LF-TCH(適合侵蝕嚴重部位)、LF-TCS(適合磨損嚴重部位)、各項性能指標都達到可用于實際水泥窯生產(chǎn)。檢測指標如下表所示：

1.3 鈦鋁陶瓷復合材料性能優(yōu)勢

眾所周知水泥窯系統(tǒng)內(nèi)溫度波動、堿、氯、硫等有害物質侵蝕等多種原因，要求所使用耐火材料具有強度高、抗震性好、抗氧化、耐磨損、抗侵蝕等高溫性能。而鈦鋁陶瓷復合材料具有陶瓷材料的高耐磨、高抗侵蝕性能，又具有金屬材料的超強韌性及超高強度，用于高溫環(huán)境中，易磨損、侵蝕嚴重等部位，使用壽命遠遠超過傳統(tǒng)澆注料。具體對比數(shù)據(jù)如下圖所示：

1.4 鈦鋁陶瓷復合材料應用范圍

鈦鋁陶瓷復合材料為不定型材料，可以根據(jù)客戶使用部位不同單獨設計模具加工制作，大到水泥窯三次風閘板單塊8噸重，小到窯尾煙室空氣炮嘴單塊30公斤重均可設計加工，普遍應用于水泥窯各種使用壽命不穩(wěn)定、使用壽命短等影響系統(tǒng)正常運行部位。 

二、鈦鋁陶瓷在水泥窯的應用案例

圖3、圖4為中材云孚水泥窯前窯口使用安裝現(xiàn)場

圖5、圖6為湖南海螺三次風閘板使用安裝現(xiàn)場

三、結語

從2017年開始，鄭州利孚新材料有限公司生產(chǎn)的鈦鋁陶瓷復合材料產(chǎn)品已應用于國內(nèi)數(shù)十家水泥企業(yè)，在前窯口、三次風閘板、空氣炮、煙室月亮門等部位均取得了較好的使用效果。

圖7、圖8為桃江南方水泥使出具的應用說明節(jié)選，該客戶使用窯口預制件使用壽命累計38個月，拆除時預制件正常磨損，整體結構完好，沒有出現(xiàn)松動、脫落現(xiàn)象。同時正在國內(nèi)多家海螺公司使用的三次風閘板使用壽命遠超以往產(chǎn)品，目前觀測閘板整體結構仍完好，沒有異常剝落情況，預估使用壽命可達到以往產(chǎn)品3倍以上。

在新常態(tài)下，提質增效降低成本是水泥行業(yè)的主要工作，同時也對耐火材料提出了更為苛刻的質量要求，鄭州利孚將會為水泥行業(yè)提供更多解決方案。