以刚玉、碳化硅为基体，添加钢纤维，防爆纤维的低水泥浇注料，该超强高耐磨浇注料产品体积密度高、强度大，具有足够的耐腐蚀和耐磨性能。解决了大型回转窑三次风管弯头的材料问题。
背景：某厂5000t/d预分解窑(Φ4.8mx74m)的三次风管弯头内衬不仅承受800~1200℃工作温度条件下的严重碱腐蚀，而且还要经受饱含大量细颗粒熟料的高速三次风气流的冲刷，所处环境工况恶劣，损坏严重，常常为此影响生产。
三次风管弯头内衬所用的耐火材料经过了多次演变：原设计为高铝浇注料，使用时间约为1个月，之后改为莫来石刚玉浇注料，使用时间约为2个月，后采用HMS高耐磨砖与莫来石刚玉浇注料组合框架结构，使用时间也仅能维持4个月。每当管壁出现隐患，不得不采用“打包箱”等应急措施，以勉强维持生产运转，弯头内衬材质始终成为事故隐患。为保证生产正常运转，必须选用合适的材质作弯头内衬。
刚玉，碳化硅为基体的超强高耐磨浇注料的性能及增强防爆措施
鉴于宁国水泥厂5000 t/d预分解窑的三次风管弯头的工况及实际应用现状，我们双方作了多次技术交流、分析与研究，最终确定选用刚玉和碳化硅为基体、添加钢纤维的低水泥浇注料作内衬。
性能
刚玉、碳化硅为基体的低水泥浇注料是以超微粉与高效外加剂巧妙使用、粒度组成精细配制的新一代浇注料，它具有高密度、低气孔、高强度、低磨损、耐热震和抗侵蚀等特点。
刚玉硬度大(硬度9)，熔点高(熔点2050℃)，化学性质稳定，对酸、碱都有良好的抵抗性;碳化硅也硬度大(硬度95)，熔点高(分解温度3400°)，即使在氢氧酸中也完全不溶解。我们以刚玉、碳化 硅作基体骨架，从而确保了浇注料具有体密高、强度大的特点，使产品具有足够的耐腐蚀性和耐磨性能。
在改善上述材质为基体骨架的同时，我们又仔细地考虑了作为基质的材质，我们以充分电熔烧结的优质原料细粉与超微粉，按合适的配比组合成基质，从而保证基质料在高温下充分发挥连接、胶结骨料的作用，有效地充填骨料孔隙，显著地改善材料的高温性能。
表1为5000t/d窑的三次风管弯头传统用料及超强高耐磨浇注料的性能对比。
表1传统用料及超强耐磨浇注料的性能对比
注：为了模拟工作状态，我们选择1300℃×10h。
添加钢纤維强化浇注料性能
钢纤维可以显著地提高浇注料的抗折强度，改善抗热震性能、冲击性能和耐磨性能。资料表明，在浇注料中加入1 %钢纤维可使烧后抗折强度提高40%~120%，刚玉质浇注料中，加入1%钢纤维，10次冷热循环后的抗折强度仅损失10% ~ 30%，而未加钢纤维的同材质的抗折强度损失达40% ~ 60%，抗折强度损失率愈低，抗热震性能愈好。钢纤维可以抑制热应力引起的裂纹的扩展，而且浇注料基体与钢纤维的热膨胀系数的差异形成的微细裂纹也可以抵消热应力产生的大裂纹扩展的能量。当然，在不同的工作温度，应选用合适的钢纤维(表2)，包括加入量。
添加防爆剂改善施工体质量及烘烤质量
表2 耐热钢纤维主要参数
低水泥浇注料是高密度、低气孔材料，所以施工体水分的排除尤要当心，处理不当会造成施工体炸裂。尤其在作业条件限制时，比如，烘烤时间不能保证时，这类问题的考虑更为重要。
我们选用的某种防爆纤维(直径30um，长度3 mm)在干态下和耐火材料有很好的分散性;在湿态下又表现出很强的柔和性，在施工体内形成无定向分布的网状结构，并起到微细配筋作用，使施工体抗冲击，耐拉伸，提高了整体强度。当烘烤温度不断提高，纤维软化、收缩、熔化、碳化，形成成千上万条的细长微孔，将水与水蒸汽排出，减少内部应力，从而防止了施工体出现爆裂现象。
优化的施工方案
科学施工是保证材料性能不可忽视的重要环节， 是贯彻设计意图的关键环节，也是施工体长寿的重要基础。
折叠式内村设计
为缓冲带细熟料颗粒的高速三次风气流对弯头内衬的冲刷力，将内衬设计成图1的折叠式样，从而使气流频繁转向，冲刷力由强变弱。
图1 折叠式样的内衬
金属锚固件及布置
超强高耐磨浇注料施工厚度为230mm，在管壁上按200mmx200mm间距均匀焊接锚固件，锚固件材质为Φ16mm的1Cr25Ni20Si2耐热钢筋所制作，呈“丫”型，必须满焊，并在高温部位约120 mm高度缠绕绝缘布胶带包裹锚固件，以避免金属件膨胀产生应力，引起施工体龟裂开裂，锚固件形状如图2。
浇注施工
我们采用强制式搅拌机混练，并严格控制加水量稳定在4%〜5%左右，既保证一定的流动性，又保证了施工体的低水分、高密度。釆用振动浇注，浇注料加入模壳内，层高为500mm左右，加入2/3高度左右的欲注料，开始插入振动棒，然后边振动，边加料，待平齐后再重复上述施工。
图2 锚固件形状
管道顶部采用割孔加料施工，施工完毕再用钢板将割孔封闭。
养护、烘烤
施工后带模自然养护24 h，后随生产启动，热风干燥至600℃x 18 h后，即可投入生产使用。
结束语
该厂5000t/d预分解窑的三次风管弯头内衬自2005年2月4日上午点火至今(2005年11 月1日)已近9个月，未出现任何异常状况，更未因风管弯头内衬磨损而影响生产运转。实践证明，选用刚玉、碳化硅基体的添加钢纤维的低水泥浇注料， 该超强高耐磨浇注料初步解决了风管弯头内衬的磨损问题。在今年9月份的停窑检修过程中，我们专门检查了弯头部位，发现虽无掉块现象，但表面碱腐蚀严重。因此，如何增强材料的抗碱侵蚀能力，以进一步提高寿命，还有大量的工作要做。