能源問題是人類普遍關注的問題。水泥工業每年消耗燃料平均約為全世界消耗總量的 1.6%，水泥成本中能源費可達30%以上。水泥企業已經把節能問題作為關注的焦點。工信部582號文關于《工業和信息化部關于水泥工業節能減排的指導意見》中明確指出‘十二五’末，全國水泥生產平均可比熟料綜合能耗小于114千克標準煤/噸，水泥綜合能耗小于93千克標準煤/噸。輕質保溫磚價格耐火材料作為水泥行業節能的原動力，如何推進唐山隔熱磚節能技術在(zai)水泥行業(ye)的(de)應用(yong)呢？對于新(xin)型(xing)干法水泥生產線(xian)而言，其(qi)能源消(xiao)耗量受其(qi)生產規模、設備選型(xing)、工藝狀況、原料差異、管(guan)理水平(ping)等因(yin)素的(de)影響，其(qi)能源消(xiao)耗也有不(bu)同，目(mu)前國內一(yi)般和國外(wai)先進水平(ping)差距較大。

窯爐用耐材包括窯爐的墻體和萱頂，一般分內外三層,內層為輕質保溫棉、氈、板等，中層為重質或唐山輕質保溫磚，外層以紅磚或低溫保溫磚為主。內層的輕質保溫層近幾年發展比較迅速，以低溫莫來石纖維為主，兼顧了高溫莫來石纖維、高鋁莫來石纖維、含鋯莫來石纖維等，在纖維制成工藝上采用了拉絲、甩絲、噴吹等工藝。內層也有用質量好的輕質保溫磚輕質(zhi)(zhi)(zhi)莫來(lai)(lai)石(shi)、高(gao)鋁(lv)等(deng)輕質(zhi)(zhi)(zhi)磚或者板，以輕質(zhi)(zhi)(zhi)氧化鋁(lv)、莫來(lai)(lai)石(shi)等(deng)空(kong)心球(qiu)磚為主(zhu)體。中(zhong)層(ceng)的(de)重質(zhi)(zhi)(zhi)材(cai)(cai)料(liao)仍(reng)然(ran)采(cai)用低(di)鋁(lv)高(gao)硅(gui)(gui)、高(gao)鋁(lv)低(di)硅(gui)(gui)、莫來(lai)(lai)石(shi)磚與堇青石(shi)、焦(jiao)寶(bao)石(shi)與莫來(lai)(lai)石(shi)等(deng)材(cai)(cai)料(liao)制成的(de)重質(zhi)(zhi)(zhi)材(cai)(cai)料(liao)為主(zhu)。外層(ceng)的(de)低(di)溫(wen)(wen)耐火材(cai)(cai)料(liao)主(zhu)要以鋁(lv)礬(fan)土(tu)、焦(jiao)寶(bao)石(shi)、粘土(tu)等(deng)制作而成，相對鋁(lv)含量偏(pian)低(di)，耐溫(wen)(wen)性能較差但價(jia)格較低(di)。

低導熱多層輕質保溫磚復合莫來石磚使用創新的工作層、保溫層、隔熱層多層復合結構設計，導熱系數大大降低。該材料的工作層以莫來石為骨料，加入12%～15%的碳化硅，10%～12%的紅柱石細粉，具有較高的常溫耐壓強度、較高的荷重軟化溫度、良好抗熱震性;保溫層設計采用M60或M70莫來石為主原料，適宜的氧化鋁含量使其具備更高的唐山輕質保溫磚莫來(lai)(lai)石相(xiang)含量，幾乎不含剛玉相(xiang)，其(qi)保溫層(ceng)具(ju)備(bei)比工作層(ceng)更低(di)(di)的(de)(de)導熱(re)系數(shu)(shu)，且與工作層(ceng)具(ju)有良好的(de)(de)結合(he)性(xing)、較(jiao)(jiao)(jiao)高的(de)(de)強度(du)及耐磨(mo)性(xing)。隔(ge)熱(re)層(ceng)選用(yong)含鋯纖維板，因(yin)含鋯纖維板在不同(tong)溫度(du)下的(de)(de)導熱(re)系數(shu)(shu)(見表1)都處于(yu)較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)(di)位置，同(tong)時在高溫下的(de)(de)收縮(suo)率也是較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)(di)[1]。因(yin)此低(di)(di)導熱(re)多(duo)層(ceng)復合(he)莫來(lai)(lai)石磚具(ju)有高強度(du)、高耐磨(mo)、高抗(kang)蝕、高荷重軟(ruan)化溫度(du)以(yi)及優良的(de)(de)抗(kang)熱(re)震性(xing)能(neng)，完全滿(man)足了(le)大中型水(shui)泥回轉窯生產(chan)工藝的(de)(de)要求(qiu)，同(tong)時由(you)于(yu)其(qi)具(ju)有低(di)(di)導熱(re)的(de)(de)特性(xing)，使得筒體(ti)外表溫度(du)降低(di)(di)，減少(shao)了(le)噸(dun)熟料原煤(mei)消(xiao)耗，同(tong)時延長(chang)了(le)筒體(ti)使用(yong)壽命(ming)，從而能(neng)為(wei)水(shui)泥企業(ye)帶(dai)來(lai)(lai)較(jiao)(jiao)(jiao)大的(de)(de)社(she)會(hui)經(jing)濟效益。

高堿玻璃具有較低的黏度，硼硅酸鹽玻璃的表面張力小，所以，它們的侵蝕作用就劇烈。提高熔制溫度會降低熔融玻璃液的黏度和表面張力，從而也加速了侵蝕作用。含硼酸、磷酸、氟、鋁、鋇化合物的玻璃液，對隔熱磚有劇烈的侵蝕作用，強烈的玻璃液對流和不穩定的液面會把保護層沖刷掉，加速蝕損。對質量好的輕質保溫磚耐火材料本身來說，蝕損程度主要與它的化學組成、礦物組成和結構狀態有關。一般耐火材料的結構都是由一個或多個晶相、玻璃相和氣相組成的。氣孔，特別是開口氣孔，是侵蝕劑滲入輕質保溫磚耐火(huo)材料內部的通道，并使(shi)侵蝕(shi)面增加。相(xiang)對(dui)于(yu)晶相(xiang)來說(shuo)，玻(bo)璃(li)相(xiang)是薄弱(ruo)環節，其化學穩定性差，要提高耐火(huo)材料的抗(kang)侵蝕(shi)，必(bi)須使(shi)其高溫(wen)的穩定晶相(xiang)增多，玻(bo)璃(li)相(xiang)含量(liang)減少(shao)，且軟化溫(wen)度(du)和黏度(du)要大，氣孔率盡可(ke)能低。

由于質量好的隔熱耐火磚具有如下特點：使用溫度高，可以在1300℃長時間使用，非金屬材料具有很強的耐酸堿侵蝕性能，不會出現金屬錨固件在高溫下的氧化、開焊而引起耐火材料剝落的現象；與耐火材料有相近的導熱系數，減少由于質量好的輕質保溫磚漂珠(zhu)磚的(de)體(ti)積(ji)變化差異產生的(de)應(ying)力；由(you)于陶(tao)瓷錨(mao)(mao)固件(jian)代替(ti)金屬錨(mao)(mao)固件(jian)減少了熱橋效應(ying)，使整(zheng)體(ti)導(dao)熱性(xing)能(neng)降(jiang)低(di)(di)，因此節能(neng)效果(guo)也(ye)明(ming)顯增強。篦(bi)冷機矮(ai)墻要(yao)長期(qi)承受(shou)300-1450℃的(de)高溫熟料(liao)顆粒的(de)沖刷，同時跟冷熱空氣交替(ti)接觸，使矮(ai)墻損(sun)壞較快。目前采(cai)用(yong)矮(ai)墻整(zheng)體(ti)預制(zhi)的(de)方法進(jin)行制(zhi)作(zuo)，這種方法有可(ke)以快速安裝、實(shi)現(xian)復雜形狀(zhuang)制(zhi)作(zuo)、免(mian)受(shou)水(shui)泥廠施工環境(jing)影響，而且制(zhi)作(zuo)過程給予充分的(de)養護和烘(hong)烤可(ke)以達(da)到最佳的(de)耐火(huo)材(cai)料(liao)性(xing)能(neng)。因此可(ke)以大(da)大(da)提高砌墻的(de)使用(yong)壽命。更重要(yao)的(de)是矮(ai)墻砌塊采(cai)用(yong)了輕質和重質材(cai)料(liao)復合，因此降(jiang)低(di)(di)了耐火(huo)襯體(ti)的(de)導(dao)熱系數，達(da)到了良好的(de)節能(neng)效果(guo)。

窯系統表面散熱的熱損失包括預熱器、回轉窯和冷卻機。其中回轉窯的散熱損失占總散熱損失的50%以上，因此開發和研制用于回轉窯的新型節能磚對于水泥行業節能尤為重要。新型節能耐火材料主要以輕質骨料以及輕質造孔劑為原料制成的唐山輕質保溫磚輕質耐磨磚，它通過降低材料的密度和提高材料的氣孔率來降低耐火材料的導熱系數，從而達到保溫節能的目的。這種輕質耐磨磚主要用于回轉窯的分解帶。輕質耐磨磚用于水泥回傳窯如窯最后面，與其他唐山輕質保溫磚磚種性能對比(bi)，輕質耐磨(mo)磚有較(jiao)(jiao)低的導(dao)熱(re)系數和較(jiao)(jiao)低的體(ti)積密(mi)度。荷(he)重軟化溫度和耐壓強度也(ye)(ye)有所降低，但不影響輕質保溫磚的使用，因(yin)為在(zai)這一區間，物料的熱(re)負(fu)荷(he)較(jiao)(jiao)小，固體(ti)物料的沖刷(shua)和磨(mo)損也(ye)(ye)較(jiao)(jiao)輕，因(yin)此(ci)在(zai)耐火材料配置上，主要考慮適(shi)抗堿侵蝕(shi)能力即可。