為改變回轉(zhuǎn)窯傳統(tǒng)的內(nèi)襯材料和砌筑工藝，提高使用壽命，降低成本，通過試用不同廠家生產(chǎn)的不定形耐火材料。經(jīng)過幾年的不斷試驗總結(jié)，摸索出適合回轉(zhuǎn)窯的不定形耐火材料的最佳理化指標(biāo)、砌筑方式和烘窯制度�，F(xiàn)將低水泥高鋁質(zhì)耐火澆注料在回轉(zhuǎn)窯中應(yīng)用作一介紹。
焙燒車間的鎳精礦回轉(zhuǎn)窯投產(chǎn)至今運(yùn)行已30多年，窯內(nèi)襯一直采用粘土質(zhì)耐火磚。這種內(nèi)襯主要有以下幾個缺點(diǎn)：
（1）對磚的外形尺寸、磚與磚之間的間隙、配制耐火泥漿的材料等的要求都十分嚴(yán)格。如果這些條件有一樣不達(dá)標(biāo)，都會造成磚與磚粘結(jié)不良，磚縫大，砌體強(qiáng)度低，容易出現(xiàn)“抽簽”（即抽磚）現(xiàn)象。
（2）焙燒車間的回轉(zhuǎn)窯是Φ3.6m×52m的大型設(shè)備，經(jīng)過多年的運(yùn)行和更換筒體，窯體偏心較大，增大了窯內(nèi)襯的扭矩，磚與磚之間受力大，降低了窯內(nèi)襯的整體強(qiáng)度，造成抽磚和剝落現(xiàn)象。
（3）按規(guī)定，施工時砌磚人員應(yīng)對粘土磚進(jìn)行精心挑選和磨磚。但在實(shí)際施工中，由于多種原因，往往省略了這道工序，因此常造成砌體外形不好，扭曲嚴(yán)重，磚縫大，抽磚現(xiàn)象嚴(yán)重等后果。
（4）發(fā)生抽磚現(xiàn)象時，整個磚體松垮，修補(bǔ)困難。若勉強(qiáng)修補(bǔ)也大大降低了砌體強(qiáng)度。在生產(chǎn)中也維持不了半個月。因此，在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)抽磚現(xiàn)象時，只能打掉所有的砌體，重新砌筑。這樣即影響了生產(chǎn)，也浪費(fèi)了耐火磚。
（5）在砌筑過程中，磚體中無法預(yù)留膨脹縫，使窯內(nèi)襯應(yīng)力過大，磚體剝落嚴(yán)重。
由于以上原因，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯在高溫區(qū)的使用壽命平均在3個月左右，檢修和烘窯時間約7天。在2000多年前，由于兩臺回轉(zhuǎn)呀都焙燒鎳精礦，可以互相備用，只影響生產(chǎn)成本，對生產(chǎn)任務(wù)影響不大。但是，隨著金川公司的發(fā)展，第一冶煉廠一期系統(tǒng)的生產(chǎn)格局發(fā)生了變化，焙燒車間兩臺回轉(zhuǎn)窯一臺焙燒鎳精礦，一臺焙燒銅精礦，并且同時生產(chǎn)。這樣一來，窯內(nèi)襯就成為影響生產(chǎn)的主要因素。因此，一冶煉廠在1997年就提出了這個課題，并在回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行試驗探索，為現(xiàn)在的生產(chǎn)格局打下了良好的基礎(chǔ)。
2 低水泥高鋁質(zhì)耐火澆注料的選用
對材料的要求
煉鎳回轉(zhuǎn)窯的特殊性和已經(jīng)暴露的問題，在材料的選擇方面非常慎重。主要應(yīng)考慮一下幾個問題：
（1）在800℃時，厚度為200mm的澆注料內(nèi)襯必須能夠完全燒結(jié)成為一個整體，并具有足夠的抗折強(qiáng)度；
（2）必須解決施工過程中由于模板支設(shè)造成的施工間斷問題，使初步凝結(jié)的先施工部分與后施工部分之間具有良好的連接，形成整體，避免產(chǎn)生斷縫；
（3）重?zé)�變化率要小于0.5%，避免產(chǎn)生表面爆裂；
（4）材料磨損應(yīng)是緩慢而均勻的同步蝕損，強(qiáng)調(diào)良好的整體使用性能。
2.2 材料的試驗
采用振動澆注的方法，分別將不同廠家提供的高鋁質(zhì)低水泥澆注料制作成150mm×150mm×150mm的樣塊。制樣時先振動澆注1/2，放置30min以后再振動澆注余下的1/2。
樣塊自然干燥24h后進(jìn)行烘烤試驗：緩慢升溫至800℃，恒溫4h以后自然降溫，觀察其由無開裂、粉化以及較大的膨脹或收縮等現(xiàn)象出現(xiàn)。經(jīng)過烘烤的試驗進(jìn)行耐壓試驗，檢查接茬部位有無明顯裂紋，并從接茬部位砍斷，檢查斷茬狀況是否為明顯交結(jié)斷面。
通過以上試驗，選擇出降溫以后無開裂、粉化現(xiàn)象、膨脹和收縮變化較小，耐壓強(qiáng)度高，砍斷后斷面為非整齊的交接斷面的澆注料進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)試驗和使用。
2.3 材料的理化性能
通過對幾個廠家的高鋁澆注料的對比試驗，我們在2#窯選擇了高鋁澆注料。該澆注料的主要原材料有粘土熟料、莫來石、硅線石等。各種原材料的化學(xué)組成和耐火度見表1。澆注料的理化指標(biāo)見表2。
表1 主要原材料的化學(xué)組成和耐火度
表2 澆注料的理化性能
3 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯的澆注施工
3.1膨脹縫的確定
根據(jù)以前澆注料的使用經(jīng)驗，膨脹縫是影響回轉(zhuǎn)窯澆注料內(nèi)襯使用壽命的一個關(guān)鍵因素�；剞D(zhuǎn)窯內(nèi)襯澆注時的膨脹縫確定如下：
（1）環(huán)縫：5m一段，環(huán)繞澆注體之間采用夾20mm硅酸鋁纖維氈的方法，膨脹后將纖維壓實(shí)，緩沖膨脹應(yīng)力。
（2）平縫：澆注體沒、每三條在內(nèi)圓周方向夾深100mm五合板，工作端留縫，共6條。
（3）澆注時每平方米采用25支排氣插銷，在烘窯排氣的同時，釋放一定的膨脹應(yīng)力。
3.2 施工溫度的確定
澆注料的最適宜施工溫度為10~30℃。如果環(huán)境溫度低，應(yīng)采取以下措施：（1）封閉周圍施工環(huán)境，增加保暖設(shè)施，嚴(yán)防冰凍。（2）采用35~50℃的熱水拌料。
3.3 混料
視攪拌機(jī)的容量確定一次攪拌量。攪拌量確定后將包裝袋內(nèi)澆注料及袋內(nèi)小包裝添加物同時加入攪拌機(jī)內(nèi)。先開動攪拌機(jī)干混2~3min，再將事先稱量好的水先加入4/5，攪拌2~3min，然后根據(jù)泥料的粘稠度確定剩余1/5水的加入量。待充分混合后進(jìn)行試澆注，結(jié)合振動翻漿情況，確定最佳加水量。加水量確定后，必須嚴(yán)格控制。在保證能振動翻漿的情況下，應(yīng)盡量少加水
3.4 施工
本澆注料的可施工時間為30min左右。對已脫水或凝結(jié)的料不能再加水拌和使用，應(yīng)堅決廢棄。采用振動棒振動，達(dá)到翻漿密實(shí)。振動棒要有備用，以免在振動棒出現(xiàn)故障時，備用棒能啟用。
澆注料的施工應(yīng)沿回轉(zhuǎn)窯軸線方向分條進(jìn)行，在每條澆注前應(yīng)將施工表面清理干凈，不得有塵土、焊渣等雜物，同時檢查錨固件的焊接及表面瀝青漆處理是否到位，否則應(yīng)采取補(bǔ)救措施。
在分條施工中，第一條澆注體的施工要在窯體的下部自窯尾向窯頭方向先進(jìn)行敞開式澆注。模板的支設(shè)，應(yīng)在錨釘與鋼板間進(jìn)行。鋼板與錨釘間用木塊鑲嵌牢固。支模高度220mm，寬度620mm，長度4~5mm，圓心角為22.5°。
第二條澆注體的施工，應(yīng)在第一條終凝拆模后進(jìn)行，在其一側(cè)采用支設(shè)弧形模板的方法自窯頭向窯尾方向封閉澆注。
澆注料振動施工時，應(yīng)將混好的泥料邊加入胎膜內(nèi)邊振動。振動時間的控制應(yīng)以澆注體表面翻漿并無明顯氣泡出為宜。脫模時間應(yīng)視施工現(xiàn)場的環(huán)境溫度而定。要保證在澆注料終凝并具有一定強(qiáng)度后脫模。
3.5 內(nèi)襯的烘烤
回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯烘烤質(zhì)量的好壞，直接影響到內(nèi)襯的使用壽命。在以前的烘烤過程中，由于沒有成熟的經(jīng)驗和好的方法，在低溫、中溫和高溫烘烤過程中，都采用噴入重油燃燒的方法進(jìn)行，溫度很難控制；當(dāng)溫度控制在150℃以下時，重油不燃燒；當(dāng)溫度高于150℃時，升溫速度過快，并且窯內(nèi)溫度分布很不均勻，重油燃燒處內(nèi)襯的溫度偏高約350~500℃，而其他部位的溫度卻又偏低。這樣，內(nèi)襯就容易爆裂，影響內(nèi)襯的使用壽命。
4 使用效果和經(jīng)濟(jì)效益
4.1 使用效果
澆注料的使用部位時回轉(zhuǎn)窯的高溫區(qū)域，也是受銅、鎳焙砂強(qiáng)烈磨損的區(qū)域。2001年10月將25m窯體內(nèi)襯改為澆注料，截止目前使用近1年。從目前的使用情況看，該澆注料的使用效果良好，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）強(qiáng)度比較高。沒有出現(xiàn)表面局部剝落等現(xiàn)象：接茬部位突出的約20mm的料棱在回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)了3個月以后仍然保持完好。
（2）整體結(jié)合性能良好。施工過程中支設(shè)模板造成的施工結(jié)合部位與其他部位沒有明顯區(qū)別，整個窯體呈一均勻光滑的整體，解決了先前一些澆注料暴露的問題。
（3）損壞速度緩慢。在使用1年的情況下，呈現(xiàn)為均勻的向下磨損，平均損壞深度為10~20mm，速度比較緩慢。該澆注料的使用壽命預(yù)計可達(dá)到3~5。
