三次風(fēng)管是預(yù)分解窯熟料燒成系統(tǒng)中重要組成部分，主要作用是連接冷卻機(jī)與預(yù)分解系統(tǒng)的熱風(fēng)通道，它在燒成系統(tǒng)中起到風(fēng)量、熱量和物流的平衡作用，其功能調(diào)節(jié)在燒成系統(tǒng)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)中起到關(guān)鍵作用。
水泥窯在使用第三代篦冷機(jī)時(shí)，以5000t/d為例，三次風(fēng)管直徑一般為3.3m，耐火材料內(nèi)襯厚度為：115mm硅酸鈣板為保溫層，114mm耐堿磚為工作層，使用壽命能達(dá)到2年以上，基本能滿足生產(chǎn)需求。但使用第四代篦冷機(jī)以后三次風(fēng)管耐火材料使用周期都達(dá)不到設(shè)計(jì)周期2年，最短時(shí)間運(yùn)行1月就出現(xiàn)三次風(fēng)管耐火磚垮塌現(xiàn)象。
第四代篦冷機(jī)的特點(diǎn)就是熱回收效率高，直接導(dǎo)致入窯二次風(fēng)溫和入管三次風(fēng)溫都較傳統(tǒng)窯要高出200℃左右，管內(nèi)瞬間氣流溫度最高可達(dá)1300℃，由于高溫?zé)釕?yīng)力，造成風(fēng)管內(nèi)整體磚頂部下沉，停窯后隨著冷窯時(shí)間的延長(zhǎng)，耐火磚下沉現(xiàn)象加重或垮落。從耐火磚熱面不難看出，耐火磚工作面受到高溫?zé)釕?yīng)力和堿侵蝕的共同作用，表面已經(jīng)脆化，燒流痕跡已開始深入磚體內(nèi)部，對(duì)磚體內(nèi)部造成了極大的破壞，系引發(fā)磚襯跨落的潛在因素之一。此現(xiàn)象說(shuō)明風(fēng)管內(nèi)高強(qiáng)耐堿磚的配置方案已經(jīng)不適應(yīng)配套四代篦冷機(jī)使用，應(yīng)考慮用高荷軟和高致密材料予以替代。5000t/d燒成系統(tǒng)三次風(fēng)管直徑為3.3m，耐火材料內(nèi)襯厚度為：115mm硅酸鈣板，114mm耐堿磚。由于窯系統(tǒng)工況是波動(dòng)的，若三次風(fēng)溫度為1200℃或800℃之間波動(dòng)。則整環(huán)耐堿磚在1200℃的膨脹量為77mm。整環(huán)耐堿磚在800℃的膨脹量為：48mm。冷卻檢修時(shí)，耐堿磚收縮，上半環(huán)磚會(huì)下沉；若重新升溫，已經(jīng)下沉的耐堿磚不會(huì)向上升，只有向兩旁延伸，每次冷卻后升溫過(guò)程，耐火磚都向兩側(cè)延伸整環(huán)磚的膨脹量，直到殼體變形，磚垮塌。
2.1：耐火材料配置及施工優(yōu)化
（1）耐火材料優(yōu)化
三次風(fēng)管內(nèi)早期配套使用的高強(qiáng)耐堿磚或抗剝落磚已不能滿足生產(chǎn)要求，目前三次風(fēng)管普遍使用硅莫系列耐火磚，其耐高溫、抗侵蝕和抗磨損性能好，性價(jià)比適中，能夠較好的滿足生產(chǎn)需要。
澆注料通常使用在膨脹節(jié)、拐彎變徑處、分解爐進(jìn)風(fēng)口和閘閥等耐火磚難以砌筑的部位，隨著三次風(fēng)的溫度及其中粉塵濃度的提高，澆注料經(jīng)常會(huì)成為風(fēng)管內(nèi)襯使用壽命的軟肋。 因此，一方面提倡多用耐火磚，少用澆注料，另一方面，必須尋求性能優(yōu)良的耐高溫高耐磨澆注料來(lái)抵抗高溫沖刷磨蝕。
耐磨澆注料，應(yīng)選用剛玉碳化硅耐磨澆注料用在三次風(fēng)管彎頭和風(fēng)口等部位，該材料具有強(qiáng)度高、抗含塵氣流沖刷性、抗硫堿侵蝕性能和熱震穩(wěn)定性良好的優(yōu)點(diǎn)。
2.2：施工優(yōu)化
工作層和隔熱層總襯厚由通常的 200mm 左右優(yōu)化為 300mm；根據(jù)所用耐火材料膨脹特性設(shè)置軸向膨脹量，磚環(huán)鎖緊；強(qiáng)化硅酸鈣板施工質(zhì)量，減少硅酸鈣板間空隙率，特別是拐彎變徑等異型區(qū)域，保證工作層與風(fēng)管殼體隔離；膨脹節(jié)位置耐火材料全部改砌耐火磚或預(yù)制塊，以提高抗擠壓及耐磨性能，避免膨脹節(jié)燒損。
2.3：管內(nèi)風(fēng)速及管徑設(shè)計(jì)優(yōu)化
根據(jù)預(yù)分解窯通風(fēng)特性，為了保證粉塵攜帶能力和管底不積灰，管內(nèi)風(fēng)速應(yīng)在 25m/s 以上。 由于三次風(fēng)管邊壁風(fēng)速明顯低于中心部位，為保證風(fēng)管底部不積灰，管內(nèi)風(fēng)速需要達(dá)到 30m/s 左右，以此作為理論設(shè)計(jì)風(fēng)速相對(duì)更合理。 事實(shí)上眾多按 18～25m/s 設(shè)計(jì)的 1000～5000t/d 生產(chǎn)線， 三次風(fēng)管底部積灰厚度達(dá)300～800mm，工況下管道截面積會(huì)明顯變小 ，實(shí)際通過(guò)的風(fēng)速還是接近 30m/s 左右。
管徑不一定非要參照設(shè)計(jì)院或其他廠家的尺寸，根據(jù)所需風(fēng)量和所確定的三次風(fēng)風(fēng)速 30m/s， 再考慮既定的內(nèi)襯厚度，便可確定風(fēng)管直徑。
2.4：三次風(fēng)閥結(jié)構(gòu)及安裝位置優(yōu)化
很多生產(chǎn)線出現(xiàn)過(guò)因三次風(fēng)閥故障影響窯系統(tǒng)運(yùn)行的情況，多數(shù)都是由于閥板材質(zhì)、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)缺陷和焊接口脫焊造成的閥板膨脹變形或大塊澆注料拉裂脫落。 三次風(fēng)閥材質(zhì)不但要考慮耐高溫性能，還要有一定的耐高溫磨蝕性，宜選用 ZG40Gr25Ni20Si2 或Gr25Ni20Si2 材料，閥體結(jié)構(gòu)應(yīng)整體澆筑成型，盡量減少焊接部位。 閥體尺寸應(yīng)追求小巧輕便，減少伸入高溫?zé)釟饬髦械拈y板面積，合理設(shè)計(jì)利用耐火材料砌體作為“固定閥板”部分。
目前很多生產(chǎn)線都將三次風(fēng)閥板安裝在靠近分解爐的預(yù)熱器框架內(nèi)，可以避開高溫且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔省事。 該布置方法存在以下缺陷：三次風(fēng)在入爐前不但因彎頭改變風(fēng)向， 還要受閥板影響而強(qiáng)制改變風(fēng)速，使靠近分解爐部分的三次風(fēng)管內(nèi)耐火材料磨損嚴(yán)重，并對(duì)分解爐內(nèi)三維流場(chǎng)產(chǎn)生一定的影響，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成分解爐堵塞。 為此，建議把三次風(fēng)閥板布置在靠近窯頭罩的區(qū)域，能夠減輕高溫含塵氣流對(duì)管壁的壓力，減輕風(fēng)管內(nèi)襯損壞，保證分解爐內(nèi)流場(chǎng)，同時(shí)也便于檢修維護(hù)和操作調(diào)整。