摘要:

??? 陶瓷材料是耐火材料的一種，具有良好的高溫性和抗侵蝕性。這種材料的耐火度一般在1600℃以上，而荷重軟化溫度也在1400℃左右，因此以這樣的條件，即使使用在水泥窯預熱器內800—1200℃溫度環境中，也是絕對沒有問題的。此外，陶瓷材料的耐磨性及抗氧化性也是耐熱鋼無法比擬的。

引言
進入21世紀以來，我國水泥工業迅猛發展，日產2500噸、5000噸甚至10000噸熟料的預分解生產線在全國各地拔地而起。然而這些生產線的預熱器旋風筒內筒至今仍采用耐熱鋼制造。一般來說，耐熱鋼在600—1000℃之間有較好的機械性能，但當溫度大于1000℃時，其機械性能則大大降低。即使是王牌耐熱鋼Gr25Ni20，最高使用溫度可以達到1200℃，但在1000℃以上其機械性能也會大大降低。

眾所周知，水泥窯預熱器內筒特別4級及5級內筒，要長時間經受800—1200℃高溫及高物料濃度氣流的沖刷，同時氣體中含有大量的K、Na、CL、S等有害成分，這對耐熱鋼的使用壽命和效果來講，是非常不利的。因此，水泥窯預熱器4級及5級內筒用的耐熱鋼材料，常常會因材料耐不了高溫而發生變形，從而影響內筒的通風面積，使掛接處斷裂，掛板脫落或整個內筒脫落，堵塞下料管，而被迫停窯。即使不發生上述現象，耐熱鋼材料也會因為在高溫下機械性能降低，逐漸變軟和受到Na腐蝕而很快破、磨損，其使壽命也只有一年左右。

1.陶瓷材料替代耐熱鋼
鑒于這種情況，如何尋找一種更好的材料來替代耐熱鋼，就成為我們這些為水泥工業服務的耐火材料企業一項義不容辭的工作。

陶瓷材料是耐火材料的一種，具有良好的高溫性和抗侵蝕性。這種材料的耐火度一般在1600℃以上，而荷重軟化溫度也在1400℃左右，因此以這樣的條件，即使使用在水泥窯預熱器內800-1200℃溫度環境中，也是決對沒有問題的。此外，陶瓷材料的耐磨性及抗氧化性也是耐熱鋼無法比擬的。

另一方面，陶瓷內筒的原材料資源豐富、價格低廉。同規格的預熱器陶瓷內筒的造價相對要比同規格耐熱鋼內筒低。我們知道，耐熱鋼中的Ni和Gr都是重要的戰略物資，我國是缺Ni的國家，每年都花大量的外匯從國外進口Ni。但如果采用陶瓷內筒替代耐熱鋼內筒，每年可節約大量的優質耐熱鋼Gr25Ni2O。以日產2500噸水泥熟料生產線為例，一臺窯年產水泥100萬噸，我國水泥產量近14億噸全國就要有1400臺窯，每臺窯內筒用耐熱鋼大約6噸，則全國每年就要消耗8400噸優質耐熱鋼Gr25Ni2O。而采用陶瓷內筒替代耐熱鋼內筒，不僅可以減少造價，節省稀缺資源，同時可以減少大量的溫室氣體排放，為企業和國家帶來具大經濟效益和社會效益。

2000年，長興盛華耐火材料有限公司在有關科院所及專家的幫助和指導下，開始研制和開發陶瓷內筒。經過兩年多的反復試驗，終于在2001年研制出第一批陶瓷內筒。

通過測試，發現陶瓷內筒內部有納米彌散相的存在，產生了優異的強韌化效果，使其具有耐高溫、強度高、高溫時抗拉抗折性能好、耐冷熱急變性能好等特點，從而得到國家科技部及業內專家的肯定，并獲得國家專利。

2. 應用效果評價
目前，該陶瓷內筒已經通過徐州霸王山水泥廠、杭州水泥廠、邳州水泥廠等多家水泥廠試用，證明納米陶瓷內筒具有耐高溫、耐磨、不氧化、不變形、耐冷熱、急變性能好的優點。

杭州某水泥廠預熱器1#、2#、3#內筒在使用一年后無任何變化，4# 5# 內筒表面稍有磨損，仍可持續使用3-5年。實踐結果證明，該廠自使用陶瓷內筒以來到2006年停窯檢查時，1# 2# 3# 4# 5#內筒均完好無損，盡管由于該廠已停產，無法得到進一步驗證，但從各項技術參數上表明，該陶瓷內筒再持續使用數年，也沒有任何問題。

與此同時，為了使陶瓷內筒適用于日產2500噸熟料及以上的大型水泥窯，長興盛華耐火材料有限公司又從提高耐冷熱急變性能、高溫抗拉強度及耐堿性等方面入手，不斷改變材料配方及掛接方式，研發能夠更好地適用于大型水泥窯旋風筒的陶瓷內筒。

目前納米陶瓷內筒已在浙江裕廊、遼寧撫順、湖北京蘭、洛陽新黃河等眾多水泥廠推廣使用，都取得了良好的經效益及社會效益。實踐證明，目前這項納米陶瓷內筒的生產工藝及安裝工藝都己經趨近成熟，大規模使用納米陶瓷內筒的時代己經到來。