回轉窯內耐火材料的主要作用是保護回轉窯筒體不受高溫氣體和高溫物料的損壞，保證生產的順利進行。如果耐火材料壽命短，達不到預期效果，將嚴重影響回轉窯的正常生產。鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司900 t回轉窯自投產以來，多次出現因耐火材料損壞而停窯的現象。因此，必須提高回轉窯各部位耐火材料的使用壽命，以提高回轉窯的運轉率，保證生產的順行。
1、回轉窯簡體各部位耐火材料
鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司900 t回轉窯窯頭至窯尾共分5段，各段耐火材料選材如下：
第一段（窯頭）：含鋼纖維耐磨澆注料；
第二段（煅燒帶）：鎂鋁尖晶石磚+隔熱磚；
第三段（過渡帶）：高鋁磚；
第四段（預熱帶）：粘土磚+輕質高鋁隔熱磚；
第五段（窯尾）：含鋼纖維增強高鋁質澆注料。
回轉窯的工作特點是窯體耐火材料隨殼體一起轉動，窯內氣體溫度比物料溫度高，造成窯襯受到周期性的熱沖擊，另外，還存在著窯內物料的磨損和撞擊，這幾方面的因素嚴重影響了窯內耐火材料的使用壽命。從各回轉窯的運行情況來看，筒體內煅燒帶、預熱帶的耐火材料以及窯頭、窯尾的澆注料損壞較嚴重，是影響回轉窯運轉率的主要因素，而過渡帶的高鋁磚未發現損壞現象，使用效果較好。
2、過渡帶耐火材料
停窯觀察發現，雖然過渡帶的高鋁磚磨損比較嚴重（表面發亮），但未出現掉落現象，不影響使用效果。分析認為主要有兩個原因，一是該部位溫度不高，表面無法結成窯皮，物料與高鋁磚直接接觸；二是該部位沒有揚料器，高鋁磚接觸的物料仍然以滑動為主。因此，過渡帶的耐火材料磨損不影響回轉窯的正常運轉，所以未改進該處耐火材料。
3、預熱帶耐火材料
預熱帶采用的耐火材料為優質粘土磚和輕質高鋁隔熱磚。停窯觀察發現，大齒圈附近的粘土磚脫落嚴重，脫落部位從靠近揚料器內側開始。分析原因有兩個，一是由于靠近粘土磚的隔熱材料輕質高鋁磚的耐壓強度(4 MPa)和體積密度小(1.0g／m3)，先于粘土磚損壞，從而導致粘土磚大面積脫落；二是預熱帶每環磚增加了6（或3）塊揚料器，所以有12（或6）塊磚需要重新加工，否則只需要加工2～3塊粘土磚，接口增多，需要加工的磚也增加，加工過的磚在熱膨脹不均勻的情況下更容易脫落。
針對以上兩種原因，對該部位耐火磚進行了改進。一是使用一體的粘土磚代替輕質高鋁磚，并且為了不改變窯體的受力平衡，對窯體煅燒帶的鎂鋁尖晶石磚也進行了改動；二是考慮到揚料器在窯內具有防止窯尾堆料、加速窯內布料速度和提高窯尾物料與熱煙氣熱交換的重要作用，未取消揚料器，而是將所有（用于鎖縫）的磚砌筑到揚料器的外側。按上述兩個方面改進后，該部位耐火磚未出現掉落現象，說明改進后的效果較好。
4、煅燒帶耐火材料
4.1 回轉窯煅燒帶簡體耐火材料
滿負荷生產時，回轉窯簡體表面溫度高( 400℃以上)，不僅直接影響簡體鋼板的使用壽命，還增加了熱輻射，浪費大量能源…。為解決簡體溫度高的問題，經多次研究，確定了3種材料為選擇對象，各理化指標見表1。
從表1比較來看，A產品的導熱系數明顯小于B和C，同時強度也小得多，如果直接與工作層的耐火磚接觸會造成粉化；而B、C兩種產品屬于高強度的隔熱制品，其強度高，不易粉化。尤其是C產品，可直接與工作層的鎂鋁尖晶石磚配合使用。但考慮到現有隔熱層的高鋁磚為“板凳”形式，可承受全部的壓力，隔熱材料填充其間不會被損壞，所以決定先采用A產品。對于B和C產品，需要對隔熱層的耐火磚更改后使用。由于整個回轉窯未進行大修，此種材料還未實際使用，但根據熱工理論計算，使用這種材料可使簡體表面溫度平均降低40～60℃。
4.2煅燒帶擋磚圈耐火材料
通過4～5次停窯觀察發現，煅燒帶擋磚圈（距窯口約12 m左右）位置的三環高鋁磚剝落最多，達到了150 mm，最少的也有50 mm。實際生產中已經得到證實，剝落造成的后果：厚度減小，導致窯皮溫度升高；由于高鋁磚的脫落，與其接觸的鎂鋁尖晶石磚會從側面受到侵蝕，加速了鎂鋁磚的損壞。
針對上述情況，將這三環高鋁磚換成了同磚形的鎂鋁尖晶石磚。使用結果表明，由于兩者的導熱系數相差近3倍，導致該部位對應的窯皮溫度比周圍的窯皮溫度高出50℃左右。因此，使用鎂鋁尖晶石磚時必須采用隔熱材料，而表1中C產品的隔熱效果和強度均能滿足實際要求，可以選擇作為擋磚圈耐火材料。
4.3鎂鋁尖晶石磚層裂現象分析
回轉窯筒體煅燒帶是整個系統中工作環境最惡劣的部位，由于受到熱一機械綜合效用和熱一化學綜合效用的影響，該部位耐火磚應具有良好的理化指標。鎂鋁尖晶石磚具有較好的耐剝落性、熱膨脹性、抗侵蝕性、熱震穩定性及抗壓耐折強度，因此在石灰回轉窯煅燒帶得到廣泛的應用。鲅魚圈鋼鐵分公司900 t回轉窯采用的鎂鋁尖晶石磚是在方鎂石中添加一部分預先合成的鎂鋁尖晶石基質，通過增加成品磚中方鎂石一尖晶石和方鎂石一方鎂石之間的直接結合來減少由硅酸鹽包圍尖晶石這種典型的結構，鎂鋁尖晶石磚的高溫性能和物理性能得到很大的提高。可是，個別磚仍出現了層裂現象，分析原因如下：
(1)磚使用前存儲時間長。由于這批磚生產后存儲一年才使用，磚中的Ca0和Mg0吸收了空氣中的H20，發生了破壞性的水化反應，所以使用過程中出現了層裂現象；
(2)磚中雜質Si02的影響；
(3)磚中加入過多的尖晶石基質，這可從化驗結果中Al203含量達到19.4%看出。
研究發現，按照表2中A制造出的鎂鋁尖晶石磚出現了層裂現象，B為出現層裂的鎂鋁尖晶石磚取樣化驗的結果。由表2可以看出，兩者的理化指標很接近。
因此，要想提高鎂鋁尖晶石磚的使用壽命，應控制鎂鋁尖晶石磚的使用周期，越短越好，而且存儲過程中一定要防潮、防水。另外，生產高質量的鎂鋁尖晶石磚，原料的純度是關鍵，尤其是原料中Si02和Ca0的含量應越少越好。此外，使用過程中還要注意以下兩點：第一次烘窯時一定要嚴格按照烘窯制度進行，使磚得到充分的膨脹；停窯過程中盡量自然冷卻，控制一、二次風量，降溫幅度應控制在50℃以下。
5、窯體入料端與出料端澆注料
轉運溜槽及窯尾澆注料損壞頻繁也是導致回轉窯被迫停窯的原因之一。開工初期，各窯轉運溜槽的澆注料最先磨損掉，使結構件直接暴露在高溫煙氣下，有的通過外接風機還可以暫時維持生產。但窯尾進料端的澆注料掉落，使窯體溫度達到700℃以上，夜間呈紅色，根本無法維持生產，只有停窯處理，多次修理后仍不能改善。
分析認為，這是因為澆注料的質量無法滿足該部位的使用要求導致的。原因有兩個：一是原澆注料中Al203含量低；二是微粉在高溫下的結合作用不好，這與微粉的原料有關。針對這種情況，合理改善澆注料的理化指標，并對澆注料中水泥及微粉的含量和質量做了明確的要求，澆注料的實測指標滿足了生產的要求，實測值見表3所示。對運行了3個月的回轉窯停窯觀察發現，其磨損量非常小（澆注時留下的波浪型溝槽還存在），完全能滿足生產的需要，這種澆注料在鲅魚圈回轉窯上已經推廣應用。
6、結論
(1)耐火材料使用壽命是影響回轉窯運轉率的最主要因素之一。鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司回轉窯耐火材料改進后，回轉窯的運轉率得到提高。
(2)回轉窯筒體隔熱材料應選擇耐壓強度大于4 MPa、體積密度大于1.0g／m3的輕質高鋁磚。
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