水泥窯用堿性耐火磚損毀機理

熟料熔體主要源自窯料和燃料，其組成主要位于CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3四元體系中。在窯料、耐火磚內濃度梯度和溫度梯度驅動下，熔體主要以離子遷移的方式，從耐火磚的熱端向冷端遷移。

隨著預分解窯的大型化，以煤代油特別是代用燃料的廣泛使用，以硫酸堿和氯化堿為主的揮發性組昆山耐火磚分，在窯氣和窯料中含量大增。堿鹽深度地滲入磚層，并在700?1000℃的磚層內凝聚沉積，使該處高度致密化，并侵蝕磚內除方鎂石以外的相鄰組成，導致該層的熱震穩定性顯著減弱，再在熱-機械應力綜合作用下開裂剝落。堿、硫、氯含量越高，堿對硫(和氯)的摩爾比偏離1越多，磚越容易損壞。

還原火焰或存在局部不完全燃燒時，鎂鉻磚內的三價鐵還原成二價鐵，使MgO·Fe2O3轉化成MgO·FeO，體積收縮20%。而且Fe2+在方鎂石晶體中遷移擴散的能力比Fe3+強得多，進一步加重了方鎂石晶粒邊界區的體積收縮效應，并因而產生孔洞，磚的結構被弱化，使其強度降低。

窯內熱負荷過高，使磚面長時間失去窯皮的保護，熱面層內基質在高溫下熔化并向冷面層方向遷移，即使滲入層致密化，又留下疏松多孔的熱面層。而且在溫度梯度場的作用下，方鎂石晶體都以其(1，0，0)晶面向著熱面層，沿著這一方向伸長并長大，可直至幾毫米長。疏松多孔的熱面層不耐磨刷、沖擊、震動和熱疲勞，易于損壞。

窯皮不穩定和窯的轉動不正常時，堿性磚特別易受熱震而損壞。窯皮的突然垮落而使磚面溫度瞬時驟增甚至近2000℃，窯的頻繁開停又在磚內頻繁產生熱應力。磚內吸收熱應力的能力有一定限度，一旦超出其結構強度，磚就會開裂，并沿上述種種結構弱化處不斷擴大加深，使磚碎裂。窯皮掉落時，帶耐火磚價格走處于熱面層的碎磚片，使磚不斷剝落而損壞。

窯轉動時，位于托輪處的磚受擠壓，位于窯筒頂部的磚受窯皮重量和自重帶耐火磚的比熱來的拉伸。窯初開和初停的瞬間，特別是位于傳動部位的磚受到扭曲。當襯里砌筑不良時，磚會受剪切作用。實際上，磚受到的是壓力、拉力、扭力和剪刀的綜合機械應力。其中，窯的轉動，窯筒體的橢圓度和窯皮掉落，使磚受到動力學負荷;磚和窯皮的重量以及磚本身的熱膨脹，使磚承受靜力學負荷，磚開始開裂損壞。

在窯內冷卻帶文山州耐火磚和卸料端缺乏窯皮保護的部位，已離燒成帶的熟料和大塊窯皮的溫度較低，因而較硬，可以產生較嚴重的沖擊和磨蝕損壞。