3 石油焦
近些年， 石油焦在北美水泥生產基地中用作主要能源煤的替代能源。過去幾年中，一些生產基地將石油焦和其他替代能源的比例從10%~25%到100%。石油焦作為能源很重要的一個原因是經濟因素，即石油焦熱值/價格比。考慮到低廉的價格以及較高的熱值使得石油焦成為減少能源消耗的有效途徑。除去價格因素外，其他關于石油焦使用的因素需要綜合考慮：
（1）NOx釋放量的增加：石油焦增加的熱值產生更高的火焰溫度，因而導致更高的NOx釋放。高NOx釋放量可能需要脫硝處理或者其他的NOx控制方式，使NOx釋放量在規定的范圍內；
（2）具體熱耗的增加(MMBtu/t KK)：更高的氧含量需要更高的二次風溫度，因此提高熱耗；
（3）預熱器系統的能耗增加(kW·h/t) ：引風機和冷風機的高負荷維持足夠的氧含量來阻止結皮現象的發生；
（4）風扇的限制：如果引風機的使用受到限制，維持供氧量會影響產能；
（5）熟料成分變化：原料中硫含量的增高，以及灰分含量降低可能改變熟料的化學組成，添加原材料去優化熟料化學成分和硫、堿物質的量比；
（6）維護費用：石油焦需要更嚴格的精細化處理，在磨煤機、風管和生產線等各個階段需要增加維修成本，需要采用更多昂貴的材料；
（7）額外的燃料穩定火焰：一些生產基地需要使用天然氣或者燃油來控制火焰促進燃燒，避免窯內溫度波動；
（8）耐火材料的穩定性和使用壽命受到影響。
由于石油焦中硫含量將近4.9%，是廢舊輪胎中硫含量的2.5倍，更是標煤中硫含量的7倍，因此耐火材料必須 有良好的抗硫侵蝕性能；另外硫蒸氣與堿蒸氣反應滲透進磚的熱面，在磚內部產生化學反應，因此耐火材料需要有抗滲透性能；此外石油焦火焰溫度不穩定，可能導致窯內頻繁的溫度波動，耐火材料需具備良好的熱震穩定性；同時硫堿比(物質的量比)過高產生的硫循環會導致窯皮過厚，結圈現象以及預熱器結皮的形成。因此配置水泥窯用耐火材料需要綜合考慮上述因素，筆者結合生產實際情況給出如下建議：
（1）AZS澆注料有良好的抗結皮能力。AZS晶粒有良好的抗熱震性，較低的膨脹系數，較低的導熱率以及優秀的抗侵蝕能力。試驗證明：相較于SiC，AZS有更加良好的抗結皮能力，較低的導熱系數以及更加優秀的抗堿侵蝕的能力。
（2）50%~70%的高鋁產品在基質中加入4%~8%的氧化鋯粉末，粉末填充基質中間隙位置，使其濕潤角大于90°，有助于抵抗堿侵蝕。該產品不僅用于抗結皮區域，也可用于三次風門區域。
（3）低氣孔致密鎂鋁尖晶石磚有助于減少筒體腐蝕，原因在于這種類型的磚通常有較高的彈性模量。
（4）高百分比的鋁酸鹽水泥不定形耐火材料避免使用在溫度1 400 ℃的環境下。
4 總結
水泥行業耐火材料的發展趨勢可以歸納為兩方面；一方面減能節排是水泥行業未來發展的趨勢，包括低導熱多層復合莫來石磚、低導熱鎂鋁尖晶石磚在內的高科技產品不斷涌現，滿足節能的需求，此類產品氣孔率較高；另一方面未來數年內水泥回轉窯將逐步采用可替代能源和協同處理城市垃圾，為避免鉀、鈉、硫以及重金屬等有害成分的侵蝕，因此耐火材料需要走低氣孔、致密化的道路。目前包括RHI、Refratechni、Vesuvius等在內的外資企業為應對接下來的市場變化積累了大量的試驗數據和技術資料，而相較之下中國耐火材料企業技術儲備不足，沒有完善的產品線應對這一發展趨勢。基于此，為在愈加激烈的全球化競爭格局當中尋求競爭優勢，國內企業的產業轉型升級一方面需要加大企業研發資本投入，另一方面試驗數據的統籌管理，尤其是在"互聯網+"思維的影響下耐火企業破除技術專利壁壘，互通有無，形成戰略聯盟，提升國家整體耐材行業的技術及裝備水平。（轉自《第十五屆全國耐火材料青年學術報告會論文集》作者：周嚴敦 袁建偉等。）