7 耐磨耐高温材料
7.1 复合式耐磨钢板
◎使用方向选择
复合耐磨钢板的耐磨性能远大于普通钢板，有利于提高设备运转率，减少维修成本；也有利于减少系统漏风、漏料，降低能耗、改善环境。所以它是高性价比材料。但因它的表面都有应力释放裂纹，使用中如能选择物流及气流方向，与裂纹方向合理规避，有利于延长使用寿命。当用于含尘气体输送的管道及设备壳体衬板时，通常让含尘气体方向垂直于堆焊纹路（与微裂纹方向平行），减少气体中尘粒对裂纹的冲刷；如果用于输送块状物料的管道及壳体，可以不考虑焊接纹路方向，但最好是平行纹路方向，即与裂纹方向垂直。
在选择切割方向时，如制作选粉机转子叶片、立磨分离器转子叶片时，都应沿焊纹纵向切割，会有较好使用效果。但无论用于何种环境，在使用前都要检查材料有无缺陷，特别是堆焊层与基板结合层间不应存在裂纹。
7.2 耐热铸钢件
参考第2篇7.2节与第3篇7.2节对应内容。
7.3 耐磨陶瓷
◎组合陶瓷片应用
立磨出风口后的旋风筒，蜗壳部分会因风速较高磨损较快。此处试用各种陶瓷片粘贴，效果会有不同改善。如选用耐磨陶瓷片和磁性耐磨陶瓷片组合，成为复合陶瓷片，提高使用寿命预计可8年，大为节约成本。具体做法是：将磁性陶瓷片平放，再将A、B胶1∶1混合均匀，涂抹在表面，截取与其面积相同的耐磨陶瓷片粘贴在磁性陶瓷片上，晾干后成为复合陶瓷片。在对壳体粘贴时，先应对磨损部位挖补为光滑平整表面；打磨除锈，用清洗剂清洗壳体表面异物；将瓷片直接吸附在壳体上粘贴。该工艺可以提高粘贴工作效率，且小块陶瓷片，可防止随设备振动脱落。
◎涂料应用
耐磨陶瓷涂料实际就是水泥基复合干粉砂浆，它强度高、耐磨性好、与混凝土粘结强度高、体积稳定，由水泥、矿物掺和料、超微粉体、高强耐磨骨料、增强材料以及外加剂组成，但配方并非固定。使用中要加清水，不能用胶水。因是不同级配使颗粒达到最紧密堆积，常温强度达150MPa以上，它与耐磨钢板、堆焊钢板相比，使用更加方便。
水泥生产中，选粉机出口、磨机溜槽、下料斗、筒仓锥体内壁、输送弯管、三次风管等都可使用这种耐磨涂料，在窑处理垃圾中，其耐酸耐碱能力也将得到展示，它的无缝施工特点，比陶瓷片粘贴有较大优势。
但在应用中要注意选择供应商，应具有全套工艺生产能力，也必须使用同批次产品，且能有相关证明，否则会发生因材料质量差异大而降效；并对制造商提出明确使用环境温度，才能选用合理涂料。要根据接触材料的粒径设计耐磨陶瓷涂料的施工厚度：块状物料，厚度应为50～60mm；粉状物料，厚度可为20～30mm；钢纤维加入量一般只为干粉的5%，掺入时应缓慢均匀，不能形成块状；严禁为赶工期多加水，或搅拌不匀。
7.4 耐火砖（定形耐火材料）
◎窑口衬砖选用与维护
维护好窑口衬砖，使用周期应在一年以上。频繁停窑且保温措施不到位，就会缩短寿命。规范的冷窑制度为：当止料后，高温风机风量应大幅减少；待止煤后，更要大幅降低风量；同时，篦冷机高温段风机继续开，窑头排风机风量可比中低温段鼓入的风量略大，延缓窑口冷却速度；筒体表面测温扫描仪不能忽略对窑头的监测，注意观察此处窑皮的稳定性；燃烧器喷嘴端面不应结焦，避免火焰疵火伤害窑头窑皮。
需合理选用耐火衬砖。原0.8～2.0m处使用通达镁铝尖晶石砖，寿命仅6个月，改用耐磨性好、热震稳定性好的硅莫红砖，但开停窑操作升温不当时，仍易炸裂，因此，1～2m处又改用奥镁的镁铁尖晶石砖，只剩前2环用硅莫石砖；同时重视点火时用油、煤的切换时间不可过早，否则煤粉会因环境温度过低熄火，让油溅落在砖面上燃烧。
◎易结圈部位用砖
基于结圈是KCl、Na2SO4和K2SO4在砖表面渗透黏附的理论，抑制渗透就成为不让这些有害成分与耐火砖反应的首要措施，因此，耐火砖制造商开发出显气孔率远低于硅莫砖的高致密砖，便可抑制这种渗透，再增加SiC，以减少碱盐的黏附。实践证明，此砖有利于抵制结圈发生，但正因致密，再加之无黏结窑皮，此处筒体表面温度提高了30～40℃，散热增加。如果只强调结圈是与物料有害成分有关，为何煅烧过程中始终存在有害成分，但绝大多数窑绝大多数时间都不结圈呢？看来，窑砖表面温度的控制及煤粉灰分的影响不能忽略，因此，合理调整火焰长度及一次风用量，是不可忽视的操作要点。
◎三次风管衬料
三次风管为连接窑头罩与分解炉的供热风管道，由若干节组成（每节约2.5m），并满焊成整体。每节用高于保温层厚度的加强筋加固。保温层全部为厚为140mm（两层70mm）的硅酸钙板，将其紧贴在钢板上；为提高保温效果，建议选用与风管弧度相同的弧形硅酸钙板。在内镶砌高强耐碱砖相配，厚度为180mm；并确定三次风管有效内径为窑有效内径的0.6倍，既保证耐火砖不易脱落，也保证管道内不易存料。砌筑中如无设计锁砖，每环砌砖可借用窑插缝砖代替，确保每环砖不超过3块锁缝钢板，且不能用于一个插缝。
◎更换窑衬条件
判断需要更换窑衬的原则是：砖的厚度已低于原砖厚度60%，如曾经受过温度剧变的恶劣条件，发现砖面已有裂纹，就须及时更换。新砌筑的耐火砖，升温过程不应过快，要充分考虑砖的烘干及筒体与砖的温度传导过程，升温曲线中至少要有两个班以上的慢升温，并应在指定温度下，有两次数小时的恒温。
◎超短窑优化配置
ϕ5.2m×61m超短窑经摸索，根据国内耐火材料发展，得出最佳窑衬配置方案如下。
窑口0～0.8m，用抗磨损低水泥浇注料；下过渡带0.8～1.4m，用R-2000耐火砖；烧成带及上过渡带1.4～38m，用镁铝尖晶石砖；上过渡带38～48m，用Ⅰ型硅莫红砖；放热反应带48～60.2m，用硅莫砖；后窑口60.2～61m，用莫来石高强度浇注料。如此选择的理由如下。
（1）前窑口寿命本是全系统窑衬最薄弱部位，是影响全窑安全运转的关键，选用抗磨浇注料代替莫来石浇注料，用R-2000耐火砖代替镁铝尖晶石砖，依靠它们的优秀机械强度、抗磨性能和热震稳定性及抗结皮性能，延长寿命。实践已达到12个月以上。
（2）上过渡带曾使用镁铝尖晶石砖，但它的热导率高，窑筒体温度达350℃，热震稳定性也差，易开裂剥落。改用硅莫红砖后，不仅使用寿命延长达18个月以上，且筒体温度下降60℃，降低了筒体散热损失。
（3）用硅莫砖代替传统的抗剥落砖，是耐火砖技术进步的大势所趋，寿命已达两年之久。
（4）国产砖已能实现全窑最佳配置，窑衬每年更换一次便可。标准长窑与超短窑的窑衬配置原则基本相同，只是增加了窑尾到烧成带的长度，即增加了硅莫砖与硅莫红砖的长度。
7.5 耐火浇注料（不定形耐火材料）
◎维护要求
除掌握正确的施工要领外，窑温的升降速率控制将是影响使用寿命的关键。升温时要按升温曲线规定，尤其500～600℃阶段，是耐火材料结合水脱水的温度范围，如果在此温度段时间过短，会导致继续升温后仍有水分蒸发，将使其内部产生巨大内应力而开裂，甚至大面积剥落；在非计划检修的冷窑时，开始止料后降温不能太快，要给系统自然冷却时间4～5h，此时不能强开风机，从1100℃降到400℃，应该持续8h以上，400℃以下才能快冷；窑头罩应保持微负压状态，可使浇注料寿命比正压长1/3。对无水浇注料，此升温时间可缩短（见第3篇7.5节）。
◎锚钉选用原则
合理选用锚钉是提高浇注料衬体寿命的重要环节，尤其是承受高温的浇注料。
形状选用分U形、Y形和波形，三种形式所承受的最大应力分别是1530MPa、2080MPa和2380MPa，显然以U形最低，波形最高。锚钉所能承受的应力应大于耐火浇注料及燃烧器管道承受的应力；用Y形时，一边纵向可缩短10mm，以减小剪切应力；锚钉之间应以90°交错。
在材料选用上，虽然都为耐热钢制作，但承受温度不同，锚钉的最高使用温度应低于浇注料热表面温度150～350℃，因此，锚钉的材质耐高温性能很重要。有如下几类可选用：304耐热钢（900℃）、310或310S耐热钢（1000℃）、601镍铬合金钢（1200℃），甚至用陶瓷制作。
考虑窑筒体的旋转会为砌体带来应力，可设计活动锚钉。将固定块焊接在窑筒体上，锚钉穿过固定块上的孔洞。