水泥窑用碱性耐火砖损毁机理

熟料熔体主要源自窑料和燃料，其组成主要位于CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3四元体系中。在窑料、耐火砖内浓度梯度和温度梯度驱动下，熔体主要以离子迁移的方式，从耐火砖的热端向冷端迁移。

随着预分解窑的大型化，以煤代油特别是代用燃料的广泛使用，以硫酸碱和氯化碱为主的挥发性组昆山耐火砖分，在窑气和窑料中含量大增。碱盐深度地渗入砖层，并在700〜1000℃的砖层内凝聚沉积，使该处高度致密化，并侵蚀砖内除方镁石以外的相邻组成，导致该层的热震稳定性显著减弱，再在热-机械应力综合作用下开裂剥落。碱、硫、氯含量越高，碱对硫(和氯)的摩尔比偏离1越多，砖越容易损坏。

还原火焰或存在局部不完全燃烧时，镁铬砖内的三价铁还原成二价铁，使MgO·Fe2O3转化成MgO·FeO，体积收缩20%。而且Fe2+在方镁石晶体中迁移扩散的能力比Fe3+强得多，进一步加重了方镁石晶粒边界区的体积收缩效应，并因而产生孔洞，砖的结构被弱化，使其强度降低。

窑内热负荷过高，使砖面长时间失去窑皮的保护，热面层内基质在高温下熔化并向冷面层方向迁移，即使渗入层致密化，又留下疏松多孔的热面层。而且在温度梯度场的作用下，方镁石晶体都以其(1，0，0)晶面向着热面层，沿着这一方向伸长并长大，可直至几毫米长。疏松多孔的热面层不耐磨刷、冲击、震动和热疲劳，易于损坏。

窑皮不稳定和窑的转动不正常时，碱性砖特别易受热震而损坏。窑皮的突然垮落而使砖面温度瞬时骤增甚至近2000℃，窑的频繁开停又在砖内频繁产生热应力。砖内吸收热应力的能力有一定限度，一旦超出其结构强度，砖就会开裂，并沿上述种种结构弱化处不断扩大加深，使砖碎裂。窑皮掉落时，带耐火砖价格走处于热面层的碎砖片，使砖不断剥落而损坏。

窑转动时，位于托轮处的砖受挤压，位于窑筒顶部的砖受窑皮重量和自重带耐火砖的比热来的拉伸。窑初开和初停的瞬间，特别是位于传动部位的砖受到扭曲。当衬里砌筑不良时，砖会受剪切作用。实际上，砖受到的是压力、拉力、扭力和剪刀的综合机械应力。其中，窑的转动，窑筒体的椭圆度和窑皮掉落，使砖受到动力学负荷;砖和窑皮的重量以及砖本身的热膨胀，使砖承受静力学负荷，砖开始开裂损坏。

在窑内冷却带文山州耐火砖和卸料端缺乏窑皮保护的部位，已离烧成带的熟料和大块窑皮的温度较低，因而较硬，可以产生较严重的冲击和磨蚀损坏。