На современных технологических линиях сухого способа производства цемента циклопы-подогреватели, кальцинаторы и дымовая камера печи являются наиболее типичными зонами, подверженными интенсивному наростообразованию и сильному щелочному воздействию.

В этих узлах дымовые газы содержат высокие концентрации летучих компонентов, таких как щелочи (K₂O, Na₂O), сера (SO₃) и хлор (Cl⁻). В диапазоне средних и высоких температур (примерно 900–1300 °C) эти компоненты конденсируются и осаждаются, образуя легкоплавкие соли и стекловидные фазы. Это приводит к формированию прочных наростов («портланд-камня») и закупорок, что вызывает рост перепада давления в системе, снижение производительности и внеплановые остановки печи. Следовательно, огнеупорная футеровка данных участков должна одновременно удовлетворять двум ключевым требованиям:

1. Стойкость к наростообразованию

2. Щелочестойкость

Для достижения этих целей в инженерной практике обычно применяется комбинация двух основных типов огнеупорных бетонов: высокоглиноземистого карбидкремниевого (Al₂O�₃-SiC) бетона, стойкого к наростообразованию, и высокопрочного щелочестойкого бетона / щелочестойкого бетона.

I. Условия эксплуатации: Почему эти зоны требуют «стойкости к наростам + щелочестойкости»?

Общие особенности циклонов-подогревателей, кальцинаторов и дымовой камеры:

• Обилие летучих компонентов: Конденсация и осаждение щелочных металлов, сульфатов и хлоридов.

• Средне-высокий температурный диапазон газов (около 900–1300 °C): «Опасная» зона для липкости и консолидации солей.

• Сложная геометрия, способствующая застою материала: наклонные спуски, конусы, изгибы, повороты камер.

• Эффект «снежного кома»: Первичный слой нароста создает шероховатую поверхность, к которой легче прилипают новые материалы, приводя к быстрому утолщению и закупорке.

Таким образом, рабочий слой огнеупора в этих зонах должен сочетать:

• Гладкую поверхность, к которой наросты плохо прилипают (стойкость к наростообразованию).

• Химическую стойкость к длительному воздействию агрессивной среды (щелочестойкость).

II. Огнеупорный бетон, стойкий к наростообразованию (Высокоглиноземистый карбидкремниевый тип, Al₂O₃-SiC)

1. Состав и конструкция
Данный бетон по сути является высокоглиноземистым бетоном с карбидом кремния (SiC) в качестве ключевого компонента. Его основные характеристики:

• Основной сырьевой компонент – карбид кремния (SiC).

• В качестве каркаса часто используются высокоглиноземистые наполнители (например, кальцинированный боксит).

• Общее содержание (SiC + SiO₂) в системе обычно составляет около 55–60% или выше.

2. Ключевые свойства и механизм стойкости к наростам
Эффективность бетона Al₂O₃-SiC основана на следующих механизмах:

• Формирование плотного глазурного слоя: При высоких температурах в окислительной атмосфере SiC на поверхности частично окисляется до SiO₂, образуя вместе с тонкодисперсной фазой матрицы плотный стекловидный слой. Этот слой блокирует проникновение легкоплавких фаз и клинкерного расплава вглубь материала, локализуя эрозию на поверхности.

• Гладкая поверхность: Оплавленная поверхность имеет низкий коэффициент трения, что препятствует прочному прилипанию пыли и частично расплавленного материала. Образовавшиеся отложения легче удаляются под воздействием потока газа и материала.

• Выдающиеся физические свойства SiC: Высокая твердость (отличная износостойкость), низкий коэффициент теплового расширения (хорошая термостойкость), устойчивость к воздействию шлаков и щелочей, высокая теплопроводность (способствует равномерному распределению температуры, предотвращая локальный перегрев).

3. Типичные области применения («Где легко образуются наросты – там его и используют»)
Данный тип бетона является предпочтительным для рабочего слоя в зонах с максимальной склонностью к наростообразованию:

• Наклонные спуски циклонов-подогревателей (разгрузочные желоба).

• Восходящие газоходы.

• Конусы циклонов-подогревателей.

• Наклонные участки и зоны поворотов дымовой камеры печи.

• Окружение загрузочного устройства на входе в печь (зона подачи сырья).

III. Высокопрочный щелочестойкий бетон / Щелочестойкий бетон

1. Условия применения и назначение
Данный тип материала является экономически эффективным решением для зон с высоким содержанием щелочных паров, но с относительно более низкой рабочей температурой (≤1200 °C):

• Участки циклонов-подогревателей с температурой рабочей поверхности ≤1200 °C.

• Отдельные зоны кальцинатора со средними температурами.

• Участки газоходов tertiary air duct с заметным щелочным воздействием.

Концепция: Задачу борьбы с наростами решает преимущественно бетон Al₂O₃-SiC. В зонах с умеренной температурой, но активным щелочным воздействием, высокопрочный щелочестойкий бетон или щелочестойкий кирпич обеспечивают защиту футеровки от химического разрушения.

2. Конфигурация футеровки со щелочестойким бетоном
Типичная двухслойная конструкция:

• Рабочий слой: Щелочестойкий кирпич ил