低導熱多層輕質硅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湖北輕質硅磚莫(mo)來石(shi)相含(han)量，幾乎不含(han)剛玉(yu)相，其(qi)保(bao)溫(wen)層(ceng)具(ju)備比工作層(ceng)更低(di)的(de)導(dao)熱(re)(re)(re)系數，且與工作層(ceng)具(ju)有良好(hao)的(de)結合(he)(he)性(xing)、較高(gao)的(de)強(qiang)度(du)及耐(nai)磨性(xing)。隔熱(re)(re)(re)層(ceng)選用含(han)鋯(gao)纖(xian)維(wei)板，因含(han)鋯(gao)纖(xian)維(wei)板在不同溫(wen)度(du)下(xia)(xia)的(de)導(dao)熱(re)(re)(re)系數(見(jian)表1)都處于較低(di)位置，同時在高(gao)溫(wen)下(xia)(xia)的(de)收縮率也(ye)是較低(di)[1]。因此(ci)低(di)導(dao)熱(re)(re)(re)多層(ceng)復(fu)合(he)(he)莫(mo)來石(shi)磚具(ju)有高(gao)強(qiang)度(du)、高(gao)耐(nai)磨、高(gao)抗(kang)蝕、高(gao)荷重軟(ruan)化溫(wen)度(du)以及優良的(de)抗(kang)熱(re)(re)(re)震性(xing)能(neng)，完全滿足了大中(zhong)型(xing)水泥(ni)回轉窯生產工藝(yi)的(de)要求(qiu)，同時由于其(qi)具(ju)有低(di)導(dao)熱(re)(re)(re)的(de)特性(xing)，使得筒體外表溫(wen)度(du)降低(di)，減少(shao)了噸熟料原煤消耗，同時延長(chang)了筒體使用壽命，從而能(neng)為水泥(ni)企業(ye)帶(dai)來較大的(de)社會經濟效(xiao)益。

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。輕質硅磚廠家耐火材料作為水泥行業節能的原動力，如何推進湖北隔(ge)熱磚節能(neng)技術在水泥行(xing)業的(de)應用呢？對于新型(xing)干法水泥生產線而言，其能(neng)源消(xiao)耗(hao)(hao)量受(shou)其生產規模、設(she)備選型(xing)、工藝狀況、原料差(cha)異、管理(li)水平等因素的(de)影(ying)響，其能(neng)源消(xiao)耗(hao)(hao)也有不同，目前國內一般(ban)和國外先(xian)進(jin)水平差(cha)距較大。

質量好的重質耐火保溫磚基本有以下幾個品種：酸性磚：硅磚(SiO2)，耐火粘土磚(SiO2+Al2O3)，中性磚：高鋁磚，鉻磚(Cr2O3+Al2O3，MgO，FeO)，堿性磚：鎂磚，鉻鎂磚，白云石磚，特種磚：尖晶石磚，鋯英石磚，氧化鋯磚，碳磚，碳化硅磚，其他磚。陶瓷窯爐最早用耐火材料以重質磚為主，隨著輕質隔熱耐火材料的不斷完善，湖北輕質硅磚重(zhong)質(zhi)(zhi)磚(zhuan)基(ji)本上在(zai)(zai)建筑衛生陶(tao)瓷的隧道(dao)窯(yao)(yao)、軌道(dao)窯(yao)(yao)等(deng)除非(fei)有特殊需求外(wai)不再使用(yong)。而(er)在(zai)(zai)耐腐蝕的窯(yao)(yao)爐如熔(rong)塊窯(yao)(yao)、做色料(liao)的梭式窯(yao)(yao)、回轉窯(yao)(yao)等(deng)領域仍(reng)然(ran)使用(yong)重(zhong)質(zhi)(zhi)耐火(huo)(huo)材(cai)(cai)料(liao)。目的是為(wei)了不至(zhi)于(yu)掉渣、抗腐蝕強度好(hao)。特別是熔(rong)塊窯(yao)(yao)，物料(liao)直接和(he)隔(ge)熱耐火(huo)(huo)磚(zhuan)接觸，更應該謹慎選(xuan)擇(ze)重(zhong)質(zhi)(zhi)耐火(huo)(huo)材(cai)(cai)料(liao)，尤其是材(cai)(cai)質(zhi)(zhi)、密度和(he)導熱系數等(deng)。這(zhe)類窯(yao)(yao)爐的特點恰(qia)恰(qia)和(he)隧道(dao)窯(yao)(yao)、軌道(dao)窯(yao)(yao)相(xiang)反，一(yi)般重(zhong)質(zhi)(zhi)耐火(huo)(huo)材(cai)(cai)料(liao)在(zai)(zai)內層而(er)重(zhong)質(zhi)(zhi)耐火(huo)(huo)材(cai)(cai)料(liao)和(he)保溫(wen)材(cai)(cai)料(liao)在(zai)(zai)中外(wai)層。

連鑄功能耐火材料以含碳為其特色，這是由湖北輕質硅磚耐火材料的應用要求決定的。鱗片石墨的主要功能可概括為兩條:增強抗熱震性，因其較高的熱導率和較低的膨脹系數，提高了熱擴散能力，緩解熱應力集聚;另外是其不與耐火氧化物產生陶瓷結合，大量的質量好的莫來石(shi)磚對緊密的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化物(wu)陶(tao)瓷基(ji)質(zhi)及結合網(wang)絡起到了阻斷隔離作(zuo)用，就像氣(qi)孔一樣(yang)，使熱應力掉進(jin)了“黑洞”，因而能夠阻止裂紋擴(kuo)展(zhan)，其比氣(qi)孔絕熱更(geng)可貴(gui)的(de)(de)(de)(de)一點(dian)是(shi)，不(bu)對熔(rong)渣潤濕(shi)，不(bu)會(hui)吸收液渣“填坑”。要(yao)說明(ming)的(de)(de)(de)(de)是(shi)，不(bu)同于常見的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)及其氧(yang)化物(wu)等，石(shi)墨(mo)的(de)(de)(de)(de)熱導率隨溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)升高(gao)反而降低(di)，在極高(gao)溫(wen)(wen)度(du)下趨于不(bu)導熱狀(zhuang)態，這(zhe)對石(shi)墨(mo)作(zuo)為連鑄功能耐火材料(liao)的(de)(de)(de)(de)應用也大有裨益(yi)，在持續高(gao)溫(wen)(wen)應用條(tiao)件下可以使材料(liao)保(bao)持基(ji)本恒(heng)定的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)梯(ti)度(du)。增強(qiang)抗侵(qin)(qin)蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)，因其對渣、熔(rong)劑及鋼水的(de)(de)(de)(de)不(bu)潤濕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)，不(bu)僅自身不(bu)容易被(bei)侵(qin)(qin)蝕，還進(jin)而能夠保(bao)護包裹纏繞的(de)(de)(de)(de)基(ji)質(zhi)顆粒(li)。另外，就是(shi)石(shi)墨(mo)特(te)異的(de)(de)(de)(de)耐高(gao)溫(wen)(wen)性(xing)(xing)(xing)(xing)能，與一般耐高(gao)溫(wen)(wen)材料(liao)不(bu)同，石(shi)墨(mo)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)是(shi)隨溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)升高(gao)而增高(gao)，這(zhe)也賦予基(ji)質(zhi)顆粒(li)乃至基(ji)體(ti)材料(liao)較高(gao)的(de)(de)(de)(de)抗侵(qin)(qin)蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)。

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湖北輕質硅磚輕質耐磨磚，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，與其他湖北輕質硅磚磚(zhuan)(zhuan)種性能對(dui)比，輕質耐(nai)(nai)磨磚(zhuan)(zhuan)有較(jiao)低的(de)導熱(re)系數和(he)較(jiao)低的(de)體積(ji)密度。荷重軟化溫度和(he)耐(nai)(nai)壓強度也有所降(jiang)低，但不影響(xiang)輕質保(bao)溫磚(zhuan)(zhuan)的(de)使用，因為在這一區間，物料的(de)熱(re)負(fu)荷較(jiao)小，固體物料的(de)沖刷(shua)和(he)磨損也較(jiao)輕，因此在耐(nai)(nai)火材料配置上，主(zhu)要考(kao)慮適抗(kang)堿侵蝕能力即(ji)可(ke)。

質量好的耐火保溫磚優良的抗熱震性。水口使用前一般預熱到1100℃，而連鑄開澆鋼水溫度高達1500℃，水口需在1s內承受開澆熱震溫差400℃。抗結晶器保護渣侵蝕性好。渣線部位用鋯碳材料因ZrO2的引入，其耐渣蝕性增強，但鋯碳材料因其較低的碳含量及ZrO2的相變又存在熱震炸裂風險，因此要求預熱后不能降溫太快。同時，因質量好的輕質硅磚廠家鋯碳(tan)材(cai)料(liao)(liao)如果與內孔鋼水直接(jie)接(jie)觸，因其石墨含量(liang)及結合強度較低，在(zai)高(gao)速鋼流的(de)沖(chong)(chong)刷下會被(bei)快速熔損，所(suo)以(yi)必須與本體鋁碳(tan)材(cai)料(liao)(liao)或內襯材(cai)料(liao)(liao)配合使用。抗(kang)(kang)鋼液侵(qin)蝕性(xing)好，尤其是內孔部分，既要抗(kang)(kang)鋼水沖(chong)(chong)刷，又要耐化(hua)學侵(qin)蝕。浸在(zai)結晶器中(zhong)的(de)本體部分很少被(bei)侵(qin)蝕，這也是選(xuan)擇鋁碳(tan)質浸入(ru)式水口的(de)主要原因。