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高溫條件下，水泥熟料和耐火材料互相作用，形成窯皮是一個(gè)復(fù)雜的現(xiàn)象。從耐火材料的角度看，這一問題涉及耐火材料的“發(fā)汗”、掛窯皮時(shí)耐火材料受到的損傷以及水泥熟料耐火材料反應(yīng)產(chǎn)物的熱態(tài)和冷態(tài)物理化學(xué)性質(zhì)等眾多問題。

第一，耐火材料的化學(xué)礦物組成、氣孔率和組織結(jié)構(gòu)的牢固性決定熟料組分是否容易進(jìn)入磚體，以及和耐火材料反應(yīng)后產(chǎn)生何種物質(zhì)。由此，決定耐火材料是否容易“發(fā)汗”，是否容易被熟料液相潤(rùn)濕，是否容易粘接水泥熟料顆粒形成窯皮。

第二，耐火材料受到高溫的作用和熟料的侵蝕，耐火材料表面的化學(xué)成分、物相組成、物理性能都發(fā)生了改變。例如，鎂鐵尖晶石磚、鐵鋁尖晶石磚含有大量的助燒Fe2O3。如果不能迅速形成窯皮，磚中Fe2O3將與熟料反應(yīng)，形成C4AF和c2F，致使耐火磚熱端的體積密度增高、顯氣孔率降低、熱膨脹系數(shù)增大，從而易于受熱震損害。

第三，水泥熟料耐火材料反應(yīng)產(chǎn)物的物理性能。例如，CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3-Cr2O3系物質(zhì)的始熔溫度，如圖1所示。

從上圖可知，C2S-MgO·(Fe,Cr)2O3系統(tǒng)的熔點(diǎn)比C2S- MgO·(Fe，Al)2O3。系統(tǒng)高200℃左右。由此推知，鎂鉻磚的耐燒蝕性要比鎂鋁尖晶石磚、鎂鐵尖晶石磚、鐵鋁尖晶石磚好得多。

第四，水泥熟料與白云石磚的反應(yīng)產(chǎn)物是C3S。與鎂鉻、鎂鋁耐火材料的反應(yīng)產(chǎn)物都有C2S。C2S具有相變和粉化的可能。在Cr、Al、Fe三種元素中，只有Cr能穩(wěn)定β-C2S。所以，白云石磚的掛窯皮性最好，鎂鉻磚次之，鎂鋁磚的掛窯皮性最差。水泥熟料一耐火材料界面的粘接抗折強(qiáng)度如圖2所示。