為改變回轉窯傳統的內襯材料和砌筑工藝，提高使用壽命，降低成本，通過試用不同廠家生產的不定形耐火材料。經過幾年的不斷試驗總結，摸索出適合回轉窯的不定形耐火材料的最佳理化指標、砌筑方式和烘窯制度。現將低水泥高鋁質耐火澆注料在回轉窯中應用作一介紹。
焙燒車間的鎳精礦回轉窯投產至今運行已30多年，窯內襯一直采用粘土質耐火磚。這種內襯主要有以下幾個缺點：
（1）對磚的外形尺寸、磚與磚之間的間隙、配制耐火泥漿的材料等的要求都十分嚴格。如果這些條件有一樣不達標，都會造成磚與磚粘結不良，磚縫大，砌體強度低，容易出現“抽簽”（即抽磚）現象。
（2）焙燒車間的回轉窯是Φ3.6m×52m的大型設備，經過多年的運行和更換筒體，窯體偏心較大，增大了窯內襯的扭矩，磚與磚之間受力大，降低了窯內襯的整體強度，造成抽磚和剝落現象。
（3）按規定，施工時砌磚人員應對粘土磚進行精心挑選和磨磚。但在實際施工中，由于多種原因，往往省略了這道工序，因此常造成砌體外形不好，扭曲嚴重，磚縫大，抽磚現象嚴重等后果。
（4）發生抽磚現象時，整個磚體松垮，修補困難。若勉強修補也大大降低了砌體強度。在生產中也維持不了半個月。因此，在生產過程中出現抽磚現象時，只能打掉所有的砌體，重新砌筑。這樣即影響了生產，也浪費了耐火磚。
（5）在砌筑過程中，磚體中無法預留膨脹縫，使窯內襯應力過大，磚體剝落嚴重。
由于以上原因，回轉窯內襯在高溫區的使用壽命平均在3個月左右，檢修和烘窯時間約7天。在2000多年前，由于兩臺回轉呀都焙燒鎳精礦，可以互相備用，只影響生產成本，對生產任務影響不大。但是，隨著金川公司的發展，第一冶煉廠一期系統的生產格局發生了變化，焙燒車間兩臺回轉窯一臺焙燒鎳精礦，一臺焙燒銅精礦，并且同時生產。這樣一來，窯內襯就成為影響生產的主要因素。因此，一冶煉廠在1997年就提出了這個課題，并在回轉窯中進行試驗探索，為現在的生產格局打下了良好的基礎。
2 低水泥高鋁質耐火澆注料的選用
對材料的要求
煉鎳回轉窯的特殊性和已經暴露的問題，在材料的選擇方面非常慎重。主要應考慮一下幾個問題：
（1）在800℃時，厚度為200mm的澆注料內襯必須能夠完全燒結成為一個整體，并具有足夠的抗折強度；
（2）必須解決施工過程中由于模板支設造成的施工間斷問題，使初步凝結的先施工部分與后施工部分之間具有良好的連接，形成整體，避免產生斷縫；
（3）重燒線變化率要小于0.5%，避免產生表面爆裂；
（4）材料磨損應是緩慢而均勻的同步蝕損，強調良好的整體使用性能。
2.2 材料的試驗
采用振動澆注的方法，分別將不同廠家提供的高鋁質低水泥澆注料制作成150mm×150mm×150mm的樣塊。制樣時先振動澆注1/2，放置30min以后再振動澆注余下的1/2。
樣塊自然干燥24h后進行烘烤試驗：緩慢升溫至800℃，恒溫4h以后自然降溫，觀察其由無開裂、粉化以及較大的膨脹或收縮等現象出現。經過烘烤的試驗進行耐壓試驗，檢查接茬部位有無明顯裂紋，并從接茬部位砍斷，檢查斷茬狀況是否為明顯交結斷面。
通過以上試驗，選擇出降溫以后無開裂、粉化現象、膨脹和收縮變化較小，耐壓強度高，砍斷后斷面為非整齊的交接斷面的澆注料進行實際生產試驗和使用。
2.3 材料的理化性能
通過對幾個廠家的高鋁澆注料的對比試驗，我們在2#窯選擇了高鋁澆注料。該澆注料的主要原材料有粘土熟料、莫來石、硅線石等。各種原材料的化學組成和耐火度見表1。澆注料的理化指標見表2。
表1 主要原材料的化學組成和耐火度
表2 澆注料的理化性能
3 回轉窯內襯的澆注施工
3.1膨脹縫的確定
根據以前澆注料的使用經驗，膨脹縫是影響回轉窯澆注料內襯使用壽命的一個關鍵因素。回轉窯內襯澆注時的膨脹縫確定如下：
（1）環縫：5m一段，環繞澆注體之間采用夾20mm硅酸鋁纖維氈的方法，膨脹后將纖維壓實，緩沖膨脹應力。
（2）平縫：澆注體沒、每三條在內圓周方向夾深100mm五合板，工作端留縫，共6條。
（3）澆注時每平方米采用25支排氣插銷，在烘窯排氣的同時，釋放一定的膨脹應力。
3.2 施工溫度的確定
澆注料的最適宜施工溫度為10~30℃。如果環境溫度低，應采取以下措施：（1）封閉周圍施工環境，增加保暖設施，嚴防冰凍。（2）采用35~50℃的熱水拌料。
3.3 混料
視攪拌機的容量確定一次攪拌量。攪拌量確定后將包裝袋內澆注料及袋內小包裝添加物同時加入攪拌機內。先開動攪拌機干混2~3min，再將事先稱量好的水先加入4/5，攪拌2~3min，然后根據泥料的粘稠度確定剩余1/5水的加入量。待充分混合后進行試澆注，結合振動翻漿情況，確定最佳加水量。加水量確定后，必須嚴格控制。在保證能振動翻漿的情況下，應盡量少加水
3.4 施工
本澆注料的可施工時間為30min左右。對已脫水或凝結的料不能再加水拌和使用，應堅決廢棄。采用振動棒振動，達到翻漿密實。振動棒要有備用，以免在振動棒出現故障時，備用棒能啟用。
澆注料的施工應沿回轉窯軸線方向分條進行，在每條澆注前應將施工表面清理干凈，不得有塵土、焊渣等雜物，同時檢查錨固件的焊接及表面瀝青漆處理是否到位，否則應采取補救措施。
在分條施工中，第一條澆注體的施工要在窯體的下部自窯尾向窯頭方向先進行敞開式澆注。模板的支設，應在錨釘與鋼板間進行。鋼板與錨釘間用木塊鑲嵌牢固。支模高度220mm，寬度620mm，長度4~5mm，圓心角為22.5°。
第二條澆注體的施工，應在第一條終凝拆模后進行，在其一側采用支設弧形模板的方法自窯頭向窯尾方向封閉澆注。
澆注料振動施工時，應將混好的泥料邊加入胎膜內邊振動。振動時間的控制應以澆注體表面翻漿并無明顯氣泡出為宜。脫模時間應視施工現場的環境溫度而定。要保證在澆注料終凝并具有一定強度后脫模。
3.5 內襯的烘烤
回轉窯內襯烘烤質量的好壞，直接影響到內襯的使用壽命。在以前的烘烤過程中，由于沒有成熟的經驗和好的方法，在低溫、中溫和高溫烘烤過程中，都采用噴入重油燃燒的方法進行，溫度很難控制；當溫度控制在150℃以下時，重油不燃燒；當溫度高于150℃時，升溫速度過快，并且窯內溫度分布很不均勻，重油燃燒處內襯的溫度偏高約350~500℃，而其他部位的溫度卻又偏低。這樣，內襯就容易爆裂，影響內襯的使用壽命。
4 使用效果和經濟效益
4.1 使用效果
澆注料的使用部位時回轉窯的高溫區域，也是受銅、鎳焙砂強烈磨損的區域。2001年10月將25m窯體內襯改為澆注料，截止目前使用近1年。從目前的使用情況看，該澆注料的使用效果良好，主要表現在以下幾個方面：
（1）強度比較高。沒有出現表面局部剝落等現象：接茬部位突出的約20mm的料棱在回轉窯生產了3個月以后仍然保持完好。
（2）整體結合性能良好。施工過程中支設模板造成的施工結合部位與其他部位沒有明顯區別，整個窯體呈一均勻光滑的整體，解決了先前一些澆注料暴露的問題。
（3）損壞速度緩慢。在使用1年的情況下，呈現為均勻的向下磨損，平均損壞深度為10~20mm，速度比較緩慢。該澆注料的使用壽命預計可達到3~5。
