耐火材料范文

时间:2023-03-11 14:03:05

耐火材料

耐火材料范文第1篇

石灰资源综合利用的应用与实践

活性石灰回转窑用耐火砖损坏原因及对策

节能型立窑煅烧小块石灰石的实践与体会

石灰活性度酸碱滴定测定法的优化

焦宝石基可塑料的研制

《耐火与石灰》网站正式开通

铝加工用阳极焙烧炉内铝硅酸盐耐火材料的气相腐蚀

促凝剂对浇注料性能的影响

中间包涂料中镁质骨料所用的酸性和碱性结合剂

水泥回转窑烧嘴用浇注料使用寿命的提高

通过一水乙酰丙酮锌的热分解形成纳米级ZnO颗粒

由纸制得高温下应用的SiC-Si_3N_4陶瓷

电熔尖晶石砂对水泥熟料的抗侵蚀性

金属加入剂对硅砖性能的影响

抗氧化剂种类及石墨的变性处理方法对镁碳质耐火材料性能的影响

《耐火与石灰》2010年度总目次

浅析冶金石灰生产设备的发展过程

高温隧道窑用油水焦浆的开发及研究

煅烧冶金活性石灰燃料的选择与应用

低水泥结合氧化铝空心球轻质浇注料的研究

矾土基电熔锆刚玉粒度对Al_2O_3-MgO浇注料性能的影响

吹氧转炉内衬用耐火材料寿命的提高

中间包内衬用新型材料

采用变性剂强化高级耐火氧化物的烧结

欢迎订阅2010年《耐火与石灰》杂志

钢包底吹用刚玉-尖晶石透气砖

焦炉用硅砖的实验室和工业检验

征订启事

钢包滑动水口系统的改进

连铸中间包清除渣壳问题的研究

以稠浓抗絮凝铝酸钙结合的新型浇注料

MgO粒度对原位尖晶石浇注料性能的影响

氧气燃烧器用热震稳定性良好的高温陶瓷喷嘴

耐火材料复合物的热震受损特征

欢迎订阅2010年《耐火材料》杂志

高温快烧活性石灰的工艺条件研究

干熄焦装置中耐火材料的使用

B_4C对铝碳材质性能的影响

环保中间包镁质干式料的研制与使用

铝碳质整体中间包水口的研制

耐火材料再循环利用技术的开发

中间包永久衬损毁的模拟

粘土质耐火材料在回转窑上的应用

MgO-ZrO_2-Al_2O_3耐火材料组分的研制

采用赛隆和碳化硅制造的抗热震性烧结材料

高性能绝热材料生产中的微孔原理

抗氧化剂对镁碳耐火砖抗氧化性的影响

由回收材料成型的MgO-Al_2O_3-SiO_2耐火陶瓷

镁碳质耐火材料用综合性结合剂的性能

耐火材料热震损伤的一种新型实验方法的研究

锆英石——莫来石复合材料的热机械行为

欢迎订阅·赐稿·刊登广告

石灰颗粒度对含石灰熔剂熔融过程的影响

添加MgO及烧结参数对莫来石形成的影响

二氧化锆耐火材料的抗渣性

氧化铝-氧化锆复合材料的分散、流变性以及泥浆的带式浇注

金属锌粉对Al_2O_3-C质耐火材料抗氧化性的影响

HOTMEL系列放热材料

耐火材料范文第2篇

2.信息动态

3.聚乙烯醇对铝硅溶胶理化性能的影响 张永治,李红霞,孙加林,王金相

4.气氛对氧化铬材料烧结的影响 尹洪基,徐延庆,吕世坪,王金相

5.梭式氮化窑用Si3N4-SiC匣钵砖用后分析 李勇,王佳平,朱晓燕,薄钧,张建芳

6.棕刚玉和矾土对Al2O3-SiO2系无水泥浇注料结构和性能的影响 李志刚,张振燕,陆治超,宋文平

7.不同气氛中高铬材料的抗煤熔渣性研究 孙红刚,闫双志,王刚,耿可明,王金相

8.硅铁含量对反应烧结Fe-Si3N4-SiC复合材料性能的影响 翟亚伟,李勇,刘磊,Zhai Yawei,Li Yong,Liu Lei

9.BN-O'-SiAlON复合材料抗热震性能研究 甄强,高林,倪亮,孙桂春,张中伟

10.制备工艺对六钛酸钾晶须隔热材料性能的影响 陈康康,王刚,王来稳,Chen Kangkang,Wang Gang,Wang Laiwen

11.加入α-Al2O3和Cr2O3对镁质材料性能的影响 张国栋,张小芳,游杰刚,袁政和,罗旭东

12.不同显微结构烧结镁钙砂的水化动力学分析 尹国祥,潘波,高心魁,刘忠波,王健东,杨晓峰

13.中间包永久衬用MgO-SiO2-H2O结合矾土基浇注料的研制 罗志勇,刘开琪,刘永锋,杨粉荣

14.高强抗侵蚀精炼钢包渣线镁碳砖的研制与应用 金广湘,梁新亮,魏耀武,Jin Guangxiang,Liang Xinliang,Wei Yaowu

15.硅灰石对ZrO2-CaO-SiO2体系抗钢水侵蚀性的影响 杨红,孙加林,尹国祥,Yang Hong,Sun Jialin,Yin Guoxiang

16.尖晶石加入量对刚玉-尖晶石浇注料性能的影响 李洪波,张建超,刘雷,刘杰

17.硅溶胶对刚玉浇注料性能的影响 熊继全,代洁,方昌荣,彭云涛

18.关于用后镁碳砖多次再生利用的探讨 田守信

19.金融危机下中国铝矾土出口的现状与对策思考 樊荣华

20.莱钢RH真空精炼炉用钢包内衬长寿化实践 武光君

21.宝钢120 t VOD钢包耐火材料的选择和使用 刘义成

22.中间包用镁橄榄石质涂抹料的研制与使用 马青花,闫芳,曾广娅,马晓清

23.碳素铬渣用于耐火材料的探讨 刘帅,侯庆东,刘森起

24.高强铝镁质钢包浇注料的研制与应用 王尖锐,赵圣功,李建平,郭达,李振

25.1750 m3高炉用铁沟快干浇注料整体承包实践 帅奇

1.绿色耐火材料的理念与实践 周宁生,李纪伟,于仁红,毕玉保

2.碳化硼加入量对氧化镁-氮化硅铁浇注料力学性能的影响 涂军波,魏军从,牛森森,Tu Junbo,Wei Juncong,Niu Sensen

3.专利信息

4.Al2O3-Si材料埋炭加热过程中性能和显微结构的变化 刘新红,叶方保,钟香崇,Liu Xinhong,Ye Fangbao,Zhong Xiangchong

5.研究动态

6.锆质溶胶在刚玉质浇注料基质中的应用 张寒,赵惠忠,余俊,聂建华,贺中央

7.钢包精炼渣对不同MgO基耐火材料的侵蚀研究 谢文明,魏耀武,赵保华,Xie Wenming,Wei Yaowu,Zhao Baohua

8.高铬砖与煤渣侵蚀反应的初探 尹洪基,先,胡飘,张涛,王金相

9.镁钙材料表面包裹MgO膜过程的热力学分析及试验验证 马艳龙,尹洪峰,史绪波,寿科迪

10.SiC-C复合料在高炉炮泥中的应用研究 甘菲芳,夏欣鹏,王峰,Gan Feifang,Xia Xinpeng,Wang Feng

11.单铁口高炉出铁沟用Al2O3-SiC-C质快干防爆浇注料的研制及铁沟的储铁式改造 章荣会,赵勇,刘守宽,张圣辉,刘晓峰,朱磊

12.红柱石微粉加入量对红柱石材料结构与性能的影响 王龙光,刘鹏,周会俊,张立明,王冬冬,娄海琴

13.镁质-铝镁质复合型挡渣墙的研制 严培忠,唐宁,祁琪,叶小星

14.添加Si粉改善高铝浇注料抗蠕变性能的研究 周安宏,石凯,李纪伟,张诚,秦伟

15.添加物对低碳镁碳砖抗水化性能的影响 胡开艳,顾华志,鲁慧峰,Hu Kaiyan,Gu Huazhi,Lu Huifeng

16.含镁铝尖晶石的铝酸盐水泥制备及力学性能研究 周文彩,李金洪,姜晓谦,班建伟,郭伟娟

17.板状刚玉细粉和氧化铝微粉对铝矾土基喷涂料性能的影响 张巍,戴文勇,Zhang Wei,Dai Wenyong

18.SiC耐磨材料制备的研究进展 侯永改,张国锋,李文凤,Hou Yonggai,Zhang Guofeng,Li Wenfeng

19.全氧燃烧玻璃熔窑耐火材料的研究进展 武丽华,陈福,安晓燕,王晓军

20.中国耐火材料的教育与培训现状及思考 刘增田

21.钢铁企业用后耐火材料的再生利用 姚金甫,崔维平,洪建国,田守信

22.浇注料在水泥厂的使用体会 李丽霞,何金峥

1.LF炉精炼渣对烧成镁钙砖的侵蚀机制研究 朱伯铨,方斌祥,张文杰,李享成,万洪波

2.综合信息

3.硅粉对刚玉-氮化硅复合材料表面氧化膜的影响 涂军波,魏军从,Tu Junbo,Wei Juncong

4.氧化铝微粉加入量对低碳镁碳砖性能的影响 谢朝晖,叶方保,Xie Zhaohui,Ye Fangbao

5.Al+Mg-Al、Al+Si复合添加剂对低碳镁碳砖抗氧化性的影响 张晋,朱伯铨,Zhang Jin,Zhu Boquan

6.用Si-Fe反应烧结制备Fe-Si3 N4-SiC复合材料的性能研究 朱晓燕,李勇,王佳平,薄钧,张建芳

7.利用提钛尾渣制备六铝酸钙-镁铝尖晶石多孔材料 李胜,李友胜,李鑫,柯昌明,李楠

8.镁砂细粉加入量对轻骨料刚玉-尖晶石浇注料性能的影响 鄢文,李楠,韩兵强,Yan Wen,Li Nan,Han Bingqiang

9.含石灰石的镁橄榄石质中间包涂料的性能研究 窦刚,李友胜,李胜,李楠

10.连铸用铝碳滑板的热应力仿真分析 罗会信,陈文俊,李亚伟,李远兵,刘百宽,贺中央,傅秋华

11.胶体黏度和纤维化工艺条件对80多晶氧化铝纤维性能的影响 傅顺德,徐建峰,刘丽彬,贾佳,甘小明

12.还原气氛对高铬砖性能的影响 尹洪基,耿可明,石鹏坤,王金相

13.低碳MgO-C材料的抗热震性研究 刘波,刘永锋,刘开琪,孙加林

14.球状沥青对Al2 O3-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响 赵义,赵顺,聂建华,Zhao Yi,Zhao Shun,Nie Jianhua

15.采用煤矸石基β-SiAlON制备β-SiAlON-SiC复合材料 岳昌盛,彭犇,张梅,郭敏,王习东,赛音巴特尔,廖洪强

16.高炉非金属冷却壁用Al2O3-SiC-C质浇注料的研制 郝洪顺,徐利华,尹航,蔡美峰,仉小猛,张作顺,杨增朝

17.煅烧条件对铝土矿碱溶脱硅效果的影响 晋艳娥,刘百宽,张翼,罗先进

18.黏土的杂质含量对堇青石-莫来石复合材料相组成及性能的影响 何家敏,李楠,He Jiamin,Li Nan

19.耐火浇注料用分散剂进展 李再耕,Li Zaigeng

20.河南省铝土矿资源情况及资源合理分配的建议 靳亲国

21.加热炉膨胀缝的设计与施工 陈勇,李彩霞,薛鸿雁,闫光辉

22.立窑火廊碹倒塌原因分析及对策探讨 王永均

23.耐热混凝土的质量控制 张慧爱

24.耐火材料销售中的风险控制 谢红伟

1.Al2O3含量及热处理温度对Al2O3-SiO2系浇注料抗铝液侵蚀性的影响 张三华,王战民,胡书禾,李少飞,石会营,曹喜营,喻枫

2.研究动态

3.B4C外加量对Al2O3-SiC-Si3N4铁沟浇注料性能的影响 涂军波,魏军从,李朝云

4.六偏磷酸钠对几种浆体ζ电位、等电点和流变特性的影响 余同暑,,曹喜营

5.B4C对低碳MgO-C材料性能的影响 刘波,刘永锋,刘开琪,孙加林

6.提钒渣对莫来石-碳化硅材料的侵蚀研究 王长民,杨强,高钦,李冬梅,韩兵强

7.原料种类和合成温度对合成CA6的影响 易帅,王凡,童玲欣,沈洁,胡建辉,房明浩,刘艳改,黄朝晖

8.专利信息

9.Al2O3-Si3N4-SiC复合材料的抗高炉渣和碱蒸气侵蚀性能 陈春霞,李勇,康华荣,夏文斌,岳月红

10.引入纳米Cr2O3前驱体对致密氧化铬材料烧结的影响 徐延庆,吕世坪,范志辉,王金相,洪彦若,陈肇友

11.Ti粉加入量对Al2O3-C材料强度与抗氧化性的影响 谢毕强,蒋明学,王宝玉,程竹,彭西高

12.加入Al粉和Si粉对低碳MgO-Al2O3-C材料性能的影响 任桢,马成良,钟香崇

13.SiC结合刚玉材料的抗高炉渣侵蚀性 谷晓雷,刘新红,钟香崇

14.烧成制度对莫来石-堇青石窑具弯蠕变的影响 裴春秋,代刚斌,段西克

15.埋炭气氛对高铬材料烧结及抗侵蚀性的影响 方旭,王刚,孙红刚,闫双志

16.纳米氧化锆增韧刚玉质陶瓷蓄热体的性能研究 吴锋,霍琳,李志坚,李心慰,徐娜,张玲,李志辉

17.白云石质煤矸石的烧结及其熟料的抗水化性 宋鹏涛,薛群虎,田晓利,崔庆阳,闫振华

耐火材料范文第3篇

关键词: 耐火材料; 节能; 高能耗

中图分类号: TU 541文献标志码: A

Energy saving in the production of refractory materials

KANG Rui

(Yangquan Institute of Quality and Technical Supervision Inspection & Measurement,

Yangquan 045000, China)

Abstract: This paper carried out investigations on the energy saving problem in the production of refractory materials. On one hand, heat loss could be reduced by reducing the thermal conductivity of refractory materials, e.g. by changing the composition and organization of refractory materials. On the other hand, we can adopt various energy saving methods, e.g. kiln technology improvement, waste heat utilization, selecting the best technological conditions for refractory materials production, development and application of new processes and technologies, and recycling of waste refractory materials, etc. In addition, a critical path method is used to save energy and protect environment via optimizing the management and parameter matching, with the help of advanced monitoring and managing technique by means of computer.

Key words: refractory material; energy saving; high energy consumption

耐火材料是我国高温领域的一种战略性材料,服务于许多行业.其中,钢铁行业是第一大消费领域,使用量高达65%,水泥行业使用量达10%,建材、金属等行业也在大量消费耐火材料.经过几十年的发展,我国耐火材料产销量已跃居世界耐火材料首位,耐火制品及原料已出口到100多个国家和地区.然而,耐火材料所面临的困境也不容忽视:产品结构能耗高、资源消耗量大导致资源和能源的大量浪费;绿色节能型材料所占比重小,数量和品质都有待进一步提升.

我国虽有丰富的耐火原料资源,尤其是矾土、菱镁矿、石墨,但过多的不合理消耗造成了资源的匮乏,优质原料供不应求,产品质量很难稳定.随着国家“节约能源”和“淘汰高能耗行业落后产能”基本国策的提出,耐火材料行业迎来新的挑战和发展机遇,节能降耗刻不容缓.在本文中,主要介绍了耐火材料在节能方面的一些思路和所做的工作,为可持续发展寻求新的出路.

1节能耐火材料的开发和应用

通过改变耐火材料的组成成分可以满足节能需求.耐火材料主要用于各种窑炉、转炉等需要高温处理的部位,由于衬体存在一定热导率,炉体的散热量达到了总供给热量的15%~45%,能量损失相当严重,因此需要研发各种低热导率的工作衬用耐火材料.如降低含碳耐火材料的碳含量,使用无碳和低碳的钢包砖.目前,用于水泥回转窑高温带的主要是氧化镁-镁铝尖晶石、铁铝尖晶石耐火材料[1] .与镁铝尖晶石相比,铁铝尖晶石有更低的热导率和热膨胀率,保证了较低的窑体温度,降低了热损失,延长了回转窑的使用寿命.李艳等[2]对比了轻质耐磨砖和硅莫砖的性能,结果如表1所示.实践证实,使用较低热导率的轻质耐磨砖时,筒体温度下降了42 ℃,有效降低了热损耗,每年可节约标煤390 t.

能源研究与信息2013年第29卷

第3期康睿:耐火材料节能化研究

不定形耐火材料由于不需要高温烧成,已经成为耐火材料节能领域的重要成员.通过原料的轻质化和微孔化,可以显著降低热导率,减少单位材料的能量消耗,如氧化铝空心球、氧化镁空心球的应用.文献[3-4]分别采用原位分解法获得了莫来石、镁铝尖晶石等微孔骨料,孔径在10 μm以下.Vladimir 等[5] 高温合成了以六铝酸钙为主晶相的高纯轻质骨料,25~1 400 ℃时的热导率为0.15~0.5 W・m-1・K-1.

表1轻质耐磨砖与硅莫砖性能对比

Tab.1Porperty comparison between light wearresistant

brick and SiMo brick

性能参数硅莫砖轻质耐磨砖密度/(g・cm-3)2.71.6热导率(1 000 ℃)/(W・m-1・K-1)2.01.3

2工业窑炉的改进与余热利用

工业窑炉是使用耐火材料的主要设备,也是陶瓷、冶金、建材等工业领域中至关重要的热能设备.因此,加强窑炉管理和技术创新是耐火材料节能的重点.

制定耐火材料工业窑炉技术目录,积极发展新技术,淘汰落后技术;淘汰落后窑炉,制止其重复建设.例如,淘汰落后的倒焰炉,开发新型间歇式隧道窑.该窑型是在梭式窑的基础上,前端增加了预热带,后端增加了冷却带,具有隧道窑的高“热效率”优点.

采用微机操作等技术改进现有窑炉,有针对性地解决问题,降低热耗.三相电弧炉[6] 以“熔块法”生产电熔刚玉和电熔镁砂,成为行业耗能大户.河南义马某厂经过改进和创新,建成了单极直流电炉,预计降低电耗200 kW・h・d-1,降低石墨电极消耗30%~40%,降低原料消耗20%.张豫等[7] 改进了智能高温电炉,采用氧化铝纤维耐火材料作炉材,二硅化钼作发热元件,经测试,能耗低于普通电炉50%,工作效率高于普通电炉5倍以上.李仪[8]对比了顶烧式隧道窑与侧烧窑的主要热工指标,如表2所示.不难看出,顶烧式隧道窑二次空气温度高,窑墙散热损失小,煤气消耗量、预热带上下温差、单位产品燃料消耗小,充分节约了燃料.

表2两种窑炉的主要热工指标

Tab.2Main thermal indexes of two different industry kilns

热工指标侧烧窑顶烧窑二次空气温度/℃150550窑墙散热损失/W489326消耗煤气热值/W549328预热带上下温差/℃35080单位产品燃料消耗/(L・t-1)11075

鉴于很多工业窑炉的热效率都低于70%,而其排放的废气热值占窑炉总能耗的20%以上,废气的余热利用率仅为4%~5%,具有很大的节能潜力.谭业锋[9] 研究了热管技术在窑炉废气余热利用方面的应用,设计出结构合理的低温高效热管换热设备,可将废气余热用于冬季民用取暖,实现了经济、社会和环境效益的统一.其设计思路可推广到其它类似窑炉换热器中.

3工艺条件的选择与创新

除了窑炉必须节能外,更要重视生产过程中的工艺创新,例如,利用微波和远红外线快速干燥,降低烧成温度,缩短烧成周期等,都可有效节约燃料.郑化[10] 采用行星式高能球磨机机械法制备氧化镁微粉,在粉磨过程中通过添加助磨剂,可使粉磨时间控制在90 min以内,氧化镁粉体粒径降至6 μm左右,粉磨效率提高了20%~30%,从而达到一定的节能目的.

富氧燃烧是近代燃烧领域的节能技术之一.该技术可以降低燃料燃点,加快燃烧速度,促进燃烧完全,提高热利用率[11] .与普通空气燃烧相比,其节能效果显著.表3为日本富氧燃烧节能效果的试验数据[11].

表3助燃富氧空气氧含量与节能效果

Tab.3Oxygen content and energy saving effect

in oxygenenriched combustion

氧含量/%232527节能率/%10~2520~4030~50

4废旧耐火材料的再利用

在我国,废旧耐火材料通常被填埋,重新回收利用的比例还不足30%,而欧洲耐火材料再生利用比例可达到50%以上,被废弃的耐火材料很少.随着能源短缺的日益加剧以及对减少固体废弃物要求的提高,耐火材料的回收利用已经成为一项社会责任和可持续发展的驱动力.逐渐转向开发高附加值产品的研究,不仅解决了其带来的环境污染问题,更有利于实现废料的再利用,为耐火材料节能减排开辟一条新途径.

郑忠燕[12] 通过对半成品镁碳废砖进行预处理,选择合理的碾料方式,同时添加1%的添加剂,将半成品镁碳废砖加入量的比例提高到30%,实现了半成品镁碳废砖的有效回收利用.钟莲云[13] 以耐火材料废料为主要原料,天然矿物为助熔剂,通过合理设计晶界相的组成,成功制备了一系列性能优异的Al2O3含量45%~85%的Al2O3基瓷球.张国富[14] 分析了炼钢中废弃铝碳耐火材料的回收利用情况,指出将少量废弃铝碳材料与未使用过的材料混合,由于铁水渗透到氧化铝天然石墨基质中的量微不足道,损毁非常低,不影响使用.

5系统节能的提出与应用

杨大东[15] 提出了“系统节能”的概念.系统节能就是指在不改变现有的设备、工艺技术状况,不涉及单个环节的耗能水平或用能效率的情况下,通过改变管理和控制方面的参数匹配,使其调整到一组最佳值,从而使企业在一定产出条件下达到能耗总量最低的技术方法.辅以计算机管理后,可实现动态快速的跟踪和优化决策.

上海耐火材料厂在使用该方法进行管理之后,实现了工序能耗环比下降3.49 kg・t-1,直接节能效益和间接经济效益达236万元,项目的投资效益比高达1 ∶39.[15]

6结语

资源短缺、环境污染日益成为制约耐火行业发展的瓶颈.面对诸多困难,耐火材料行业更应接受挑战,解决自身产品结构不合理、产能过剩、资源利用过于粗放、能耗高等问题,发展高效、节能、功能化、绿色环保为内涵的先进耐火材料,走资源节约、环境友好型的可持续发展道路.

参考文献:

[1]郭宗奇,NIEVOLL J.氧化镁-铁铝尖晶石耐火材料在水泥回转窑中的应用[J].中国水泥,2007(5):63-65.

[2]李艳,毛恩亮,白雪松.耐火材料节能技术在水泥行业的应用[J].水泥,2012(5):31.

[3]LI S,LI N.Effects of composition and temperature on porosity and pore size distribution of porous ceramics prepared from Al(OH)3 and kaolinite gangue[J].Ceramics International,2007,33(4):551-556.

[4]鄢文.原位分解法制备多孔陶瓷的影响因素及相关应用研究[D].武汉:武汉科技大学,2008.

[5]VLADIMIR V P,VALERY V M,LARISA D,et al.Super low thermal conductivity heat insulating lightweight material on the basis of calcium hexaaluminate[C]∥Proceeding of UNITECR 01,Cancun,2001:1186 -1192.

[6]魏同,吴运广.我国耐火材料生产节能方向[J].耐火与石灰,2007,32(1):4-8.

[7]张豫,李志强,牛学臣,等.改进智能高温高效节能电炉及耐火材料[J].稀有金属材料与工程,2008,37(S1):725-728.

[8]李仪.陶瓷耐火材料工业窑炉节能的措施[J].陶瓷,1981(4):42-47.

[9]谭业锋.工业窑炉废气余热的回收与利用研究[D].济南:山东大学,2006.

[10]郑化.有机助磨剂在机械法制备和改性MgO微粉中的应用[D].武汉:武汉科技大学,2010.

[11]苏俊林,潘亮,朱长明.富氧燃烧技术研究现状及发展[J].研究与开发,2008(3):1-4.

[12]郑忠燕.半成品镁碳废砖回收利用的研究[J].四川冶金,2011,33(3):71-73.

[13]钟莲云.用硅酸铝质耐火材料废料制备氧化铝基陶瓷的技术及机理研究[D].武汉:武汉理工大学,2006.

[14]张国富.炼钢中废弃铝碳耐火材料的回收利用[J].耐火与石灰,2011,36(4):18-22.

耐火材料范文第4篇

关键词: 加热炉;耐火材料;高温技术

中图分类号:TG155.1+2文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)16-0033-02

1耐火材料的发展及分类

耐火材料与高温技术相伴出现,大致起源于青铜器时代中期。中国东汉时期已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。20世纪初,耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展,同时出现了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纤维。现代,随着原子能技术、空间技术、新能源技术的发展,具有耐高温、抗腐蚀、抗热振、耐冲刷等综合优良性能的耐火材料得到了应用。

耐火材料种类繁多,通常按耐火度高低分为普通耐火材料(1580~1770℃)、高级耐火材料(1770~2000℃)和特级耐火材料(2000℃以上);按化学特性分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料。此外,还有用于特殊场合的耐火材料。现在对于耐火材料的定义,已经不仅仅取决于耐火度是否在1580℃以上了。目前耐火材料泛指应用于冶金、石化、水泥、陶瓷等生产设备内衬的无机非金属材料。

2耐火材料在加热炉上的发展历程及应用

耐火材料对加热炉的炉型有着极大的影响,耐火材料的技术进步和耐火材料的性能、质量,不仅影响加热炉的炉型结构,而且影响着加热炉的运行状况、维修次数和使用寿命。我国加热炉用耐火材料先后采用了普通粘土砖、高铝砖;捣打料、可塑料、普通浇注料和高性能浇注料时期。

2.1 耐火材料在加热炉上的发展历程

2.1.1 粘土砖和高铝砖时期70年代以前,我国加热炉用耐火材料主要采用粘土砖和高铝砖,炉型结构主要为拱顶结构。由于使用的耐火材料属于低档材料,高温性能差,加上炉型结构存在缺陷,加热炉使用寿命很低。此外,炉顶砖在运行过程中易产生松动、脱落以及局部损毁过快,使得加热炉维修频繁,作业率较低。

2.1.2 捣打料、可塑料、粘土浇注料和水泥结合普通浇注料时期70年代后期至80年代,加热炉上开始采用捣打料、可塑料、粘土浇注料和水泥结合普通浇注料。上述材料在加热炉上的应用,改变了传统的砖砌炉体结构,开始了不定型耐火材料在加热炉上的应用时期。采用捣打料、可塑料、粘土浇注料和水泥结合普通浇注料砌筑的炉体结构,不仅可以采用平顶结构,方便砌筑,而且炉体的整体性好,气密性好,有利于加热炉的操作和维护。

2.1.3 低水泥、超低水泥和无水泥浇注料时期80年代后期,随着不定型耐火材料技术的不断进步,低水泥、超低水泥和无水泥浇注料等一系列高技术耐火材料在我国问世,并在冶金工业的各种热工窑炉上得到应用。低水泥、超低水泥和无水泥浇注料是利用流变学原理,最紧密堆积理论和越细粉技术,在普通浇注料基础上发展起来的一类高技术耐火浇注料。由于采用了最紧密堆积理论和超细粉技术,这类材料具有气孔率低、气孔尺寸细小、密度大、体积稳定性好、强度高和加水量低等特点。

2.2 耐火材料在加热炉体的应用炉体由炉墙、炉底和炉顶组成。在炉子一侧端墙安装有端烧嘴,均热段端墙上还有出料门,另一侧端墙上有进料门。侧墙除有炉门和入孔外,加热段侧墙上有时也安装侧烧嘴;推钢式炉炉底由均热床和水冷管滑道或陶瓷滑轨砖组成,步进式炉炉底则由固定梁(底)和步进梁组成。习惯上所称炉底系指砖砌或不定形耐火材料制作的实炉底。炉顶分为拱顶和平顶两种。炉顶部位受高温、气流冲刷和热应力等因素影响,特别是加热段前部和均热段的炉顶,较易损毁,是整个炉体的薄弱环节。因此,炉顶的寿命,即代表加热炉的使用寿命。

2.2.1 砖砌炉体用隔热砖和耐火砖砌筑的炉衬。炉子绝热层用粘土质或高铝质隔热砖、漂珠砖、硅藻土砖及耐火纤维毡等材料砌筑。厚度为113~300mm,炉墙工作层用粘土质耐火砖砌筑,厚度为230~400mm,开孔洞处可用砖砌拱、用异型砖拼砌或搭盖长条粘土质耐火砖。如炉墙较高需在适当的间距处安设高铝质抗拉砖,以防炉墙起到。同时,加热段炉墙底部需加厚,以增加其稳定性。受钢坯碰撞的炉墙较易损毁。烧嘴周围和侧出钢口等开孔洞部位的炉墙,受高温、急冷急热和机械等作用最易损坏。炉底工作层厚度为300~400mm,预热段用粘土质耐火砖砌筑,加热段则用粘土砖或高铝砖砌筑,其上铺一层冶金镁砂以抵抗氧化铁皮渣的侵蚀,也可用镁砖或镁铬砖直接砌筑一层保护层。均热段的实底均热床因受高温和钢坯冲击、移动磨损及渣侵蚀等作用,损毁较快。该部位用高铝砖或镁砖作工作层时,使用寿命约为半年,改用电熔莫来石砖或刚玉砖使用寿命可延长至1年左右。炉顶为砖砌拱顶时,其工作层厚度为230~250mm,绝热层厚度约为70mm。吊挂平顶用的吊挂砖分为单沟式、单面槽式、双面槽式和夹持式等类型。一般用矾土质吊挂转,高温区也有用高铝质吊挂砖的。炉顶压下部位常用的异性吊挂砖不需作绝热层。粘土质耐火砖炉顶的使用寿命为1~2年,高铝砖炉顶的寿命略高些。将烧成砖改用不烧高铝质吊挂砖后,使用寿命可提高1倍左右。在正常操作的情况下,轧钢加热炉的使用寿命一般为1~3年,锻钢加热炉因间歇操作,受热应力和机械碰撞等作用大,其使用寿命为3~11个月。

2.2.2 预制块吊装炉体预制块是用铝酸盐水泥、磷酸盐低水泥和水玻璃等耐火浇注料制造的。如用粘土结合耐火浇注料制作预制块需配有锚固件。炉顶预制块分为拱形和长条形两种,如配用钢筋,必须安放在非工作层内。

2.2.3 耐火纤维可塑料捣制炉体用耐火可塑料捣打制成的安有锚固件的炉衬工作层。在锚固砖或吊挂砖的间隙部位需填充耐火可塑料料坯,并用风锤或捣固机捣打密实。包括炉底在内的耐火可塑料一般带分层、分段连续施工,并将表面刮毛、扎排气孔和切出膨胀缝。耐火可塑料炉衬的优点是整体性强、烧结性好和高温强度高。因此,炉衬一般不剥落,使用寿命约13年。

2.2.4 衬火浇注料浇灌炉体用耐火浇注料现场浇灌的炉衬工作层。炉墙和炉顶部位的构造和耐火可塑料炉体的相同。锚固件或吊挂砖安装就位后,从一侧开始布耐火浇注料拌和料,然后用振动器(棒)振动密实,应连续施工、及时养护。1980年之前,一般用高铝水泥或磷酸盐耐火浇注料浇灌炉衬工作层,但高温区域的炉衬工作层易产生结构剥落,影响使用。寿命一般为2~4年。1980年以后,炉体普遍用各种粘土结合或低水泥系列耐火浇注料浇灌炉衬工作层,高温区炉底有事用抗渣蚀的刚玉质、莫来石质或镁铬质耐火浇注料,均热床则用耐磨的耐热钢纤维耐火浇注料进行浇灌。烘炉时间约需8天。在正常操作的情况下,轧钢加热炉的使用寿命可达4~10年,锻钢加热炉的使用寿命为2~4年。

耐火材料范文第5篇

不定型耐火材料生产方法简单、设备简单、劳动强度小、免烧、节能、整体性好、导热系数小、强度大、热震好,这些技术优势使不定型耐火材料迅速发展。不定型耐火材料大体可分为混凝土、浇注料、喷涂料和可塑料,高炉建设主要使用的也是这4种不定型耐火材料。浇注料是由耐火材料厂提供原料和配料方案,现场加工,用振动棒密实,养护后须热处理。虽然受现场条件限制质量不稳定,但浇注料的整体性好于混凝土。只是在对浇注料质量至关重要的用水量和热处理两个方面不如混凝土,且原料的消耗比混凝土多5%~8%。可塑料介于混凝土和浇注料之间,由耐火材料厂先将“浇注料”做成具有可塑性的泥条,配料中有缓凝剂,由塑料袋封装,在现场进行施工和热处理。可塑料施工中的最大问题是打结接茬处易起皮脱落,缓凝剂用量不当或是塑封不良易硬化结块。

二、耐火材料采购管理中常遇到的问题

1.供货商资质考察问题

中国是耐火材料主要的生产国,生产厂家达数千家,企业实力良莠不齐,且多为民营企业,很多不具备科研实力。因此,在高炉耐材招标过程中,会有一些滥竽充数的厂家,在招标提供的一些书面资料中,夸大企业的实力,从而对采购方造成一定的误导。耐火材料供应商资质考察对于耐火材料的采购非常重要,所以要严格把握资质考察关,最终选择合格的供货商。在对企业进行实地考查时,要从以下几个方面对耐材供应商进行考察:一是要有合格的窑炉(目前,为了提高产品质量,节省能源,隧道窑已广泛使用,且不同产品的隧道窑长度是不同的);二是要对原料进行严格的进厂检验(原料检测实验室);三是要对最终产品进项抽检(产品检验室);四是具有一定实力的科研团队。

2.招标中存在的问题

目前,冶金类企业耐火材料招标主要是设计方提供耐火材料种类及数量,再由采购部实际操作招标,审计监督过程的模式。此模式在一定程度上保证了参加投标单位的技术可行性,过程的公开性及透明性,确保各投标商的权益。但因耐火材料的地域性特点及其本身受原料影响较大,故价格往往波动很大,为耐材最终定标造成很大影响。在以往工程中,常存在以下问题:(1)由于设计部门无专业耐材人员,耐材指标的制定往往出现偏差。(2)不能掌握耐材市场价格波动机制,一般通过与同期或往期项目比较,采用最低价中标的原则,为耐材质量埋下隐患。(3)在审计过程中,过分看重价格因素,有时造成中标价格低于成本价格。

三、耐火材料采购管理

耐火材料采购管理是一项非常繁琐的工作,对于一项高炉工程,耐火材料现场到货非常集中,这就为耐火材料的现场管理带来一些问题。要顺利完成耐火材料的采购管理,就必须严格把握各个环节,严格按照相关要求和标准进行。

1.供应商筛选

中国是耐火材料生产大国,要在众多的厂家中选出合格的供货商,就必须对供应商的资历、诚信度等各方面进行全面的考察,获取更多的一手资料。对于已成为企业合格供应商的,应对其进行重新评估,从这些供应商以往供货的质量、合同履行情况、到货情况、售后服务等方面进行评估。最后,根据各供应商的得分进行分级,将评估合格且优秀的供应商评为优级,并可成为企业的战略合作企业;评估基本合格的供应商评为中级,需对其进行进一步的考察,留为备用供应商;将评估不合格的供应商评为差级,直接从企业供应商中去除。除对已有供应商进行评估外,还应该通过招标公告、行业刊物、互联网、专家推荐等方式寻找新的供应商,使公司耐火材料供应商的数量和质量都有所提高。增选新的供应商,必须对其进行严格的考察,主要从以下几个方面进行:一是考察企业资质,即考察供应商是否具备耐火材料生产资质。硬件方面,供应商必须具备生产耐火材料的完整生产线。

例如:严格的原料进厂检测实验室,原料混合、成型设备,烧成设备(最主要,因为不同的定型产品所需要的窑炉不同,如用隧道窑其长度也不同),成品检测实验室。企业软件方面,供应商必须有一支技术过硬的专业团队,企业管理有序,具备能长期合作的条件。二是考察行业信誉,即通过各种渠道对供应商的信誉进行考察,从供应商是否有不良的供货事迹、其产品在行业中是否有竞争力、市场占有额是否高等全方位进行考察。三是考察生产能力,即对供应商往年的生产量和销售额进行考察,看其是否具有一定的生产能力,能否满足工程所需耐火材料的供应。对于所有的供应商都要进行定期考察。现场采购人员要定期将现场供应商的供货情况、产品质量和售后服务信息传送到总部,使总部对供应商有一个定期的考察。当一项工程竣工后,采购部要对整个工程中耐火材料的供应商进行总结,总结采购过程中供货厂商存在的问题和不足,为下一个工程的采购工作总结经验,做好铺垫。

2.招标

在设计方确定了耐材种类及数量后,就要进行耐火材料的招标工作。在进行招标前,要制定采购计划,采购计划是采购管理的第一步。对采购计划的要求主要是及时性和准确性:及时性要求留有足够的组织进货时间;准确性要求计划要反映真实情况,尽量避免临时更改。(1)进行采购分析。根据设计部门的设计,分析所需采购耐火材料的种类、数量和采购时间。(2)供应商选择。能否选择到合适的供应商,关系到是否可以为工程开一个好头,选取合适的供应商,应从以下几个方面进行:①合同谈判,和多个供货商进行“议标”,通过与初步选择的供货商进行商谈,选择质量合格、价格相对低的供货商;②加权方法,把耐火材料的各种要求指标化,然后把供货商的指标进行比较,从而初步选择比较合适的供货商;③筛选和独立估算,可以制定几个评价标准,多方面进行选择,自己编织“标底”,进行综合比对选择。(3)合同的签订。在最终选择好供应商后,要和供应商签订合同。因为耐火材料生产周期一般比较短,且最终的使用量不确定,质量存在波动,因此,要充分考虑各方面的问题,在合同中明文规定,维护公司的权益,可以对不同类型的耐火材料制作专门的合同模板和技术附件。为了保证招标过程中技术的可靠性,应邀请耐材方面的相关专家参加技术交流,保证所购耐材的理化指标和工艺的准确性。根据市场原材料价格及各种生产成本,核算出各种耐火材料的价格区间,保证最终中标价格的合理性。在耐火材料的采购过程中,在保证采购成本低的情况下,要充分考虑耐火材料的质量问题、供货问题,从各方面保证采购的顺利进行,同时也降低采购成本。

3.监制

如何才可以保证耐火材料的质量和按时供货,对供应商的监制显得尤为重要。在监制过程中,监制人员不能只是一味要求供应商及时供货,产品质量也非常重要,所以必须聘请精通耐火材料生产工艺的专业监制人员,严格监督耐火材料的每一个环节,确保耐火材料的质量。

4.催货

高炉耐火材料使用主要集中在热风炉、高炉本体、热风管道和渣铁沟部位,对耐火材料的需求相对比较集中,做好催货工作,对整个工程的进度至关重要。进行耐火材料催货,必须了解耐火材料的生产周期,了解其生产所需要的时间。此外,施工前要经常与现场施工监理人员进行经常性沟通,了解工程进度,制定详细的催交时间安排表,并按照自己的安排进行催货。在催交过程中,可能会出现以下情况:(1)发货的品种和数量有偏差。由于耐火材料的到货量大,且为连续性到货,所以在发货前必须告知厂家发货量,如果发货量不对,随后再向供应商进行核对发货就浪费了很多时间,因此,在向供应商发函要求其发货时要向其明确此次发货的品种和数量。(2)供应商发货存在欺骗性。在催货时,供应商常以各种理由说工期紧,货已发出但实际没发货来搪塞,因此,在催货时不能光以口头形式通知,要以书面形式告知供应商,并说明设备不能按时供货的严重性,并要其传真发货单以证实。如果属于工期紧张,则需派专人到供应商催货。由于耐火材料的使用量大,所以在催货过程中要作详细的催货表。虽然在施工前施工方列出的计划表中会写明所需耐火材料的数量及时间,但采购人员不能完全按照施工方的计划表来催货,必须结合现场施工进度,按照自己的计划进行催货,防止现场到货量大,难于管理,损耗量增加。

5.现场管理

耐火材料施工相对比较集中,货到达施工现场的量也很大,所以对现场耐火材料的管理必须井井有条:(1)需防雨的必须做好防雨措施,能入库的必须入库,不具备条件的必须用防雨布进行遮盖。(2)严格按照计划及现场进度安排耐火材料有序进场,避免过多进场,存放混乱而造成浪费。(3)严格监督施工单位的施工及材料管理,避免施工单位因自身保管及使用不当而造成浪费。现场情况多变,所以一切以现场为主,本着一切为工程服务的宗旨,做好耐火材料现场管理工作。

四、结束语

耐火材料的使用寿命直接影响一座高炉的使用寿命,关系到施工企业对于业主的承诺。故设计合理的耐火材料、采购合格的耐火材料、规范耐火材料施工对高炉建设至关重要。作为中间环节的耐火材料采购,就必须严格把控耐火材料采购的各个环节,供应商筛选过程分级化,招标过程科学及公开化,监制过程专业化,催缴过程合理化。把握耐火材料采购管理的细节,严把质量关,将一切隐患消除在萌芽状态。

耐火材料范文第6篇

[关键词] 绿色耐火材料; 6S; 现场管理

[中图分类号] F272 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194(2013)06- 0092- 01

企业竞争看管理,管理看现场。塑造先进的现场管理模式,是企业提升竞争力的根本。在现场管理竞争方面,我国耐火材料行业将面临更大的挑战:市场竞争主体多元化的挑战,耐火材料技术和产品越来越呈现标准化、同质化的挑战,现场管理模式适应新的生产方式的挑战等。面对诸多挑战,良好的企业现场管理是提升耐火材料产品质量的重要保证。而以6S为载体提升企业现场管理水平,是一个十分有效的方式。

1 6S是一切管理的基础,是生产管理目标实现的基本保障

6S起源于日本,是一种有效管理生产现场中人员、机器、材料、方法、信息等生产要素的活动。是对生产现场各生产要素所处状态不断进行整理、整顿、清洁、清扫、提高素养及安全的活动。6S活动首先对生产过程中的必需品与非必需品进行区分,定期处置非必需品,定置管理必需品,明确数量并准确标示,节约查找时间,通过清扫,达到作业现场干净整洁,提高职工素养,消除事故隐患,保障员工人身安全,保证生产正常进行。推行6S活动是管理生产作业现场的重要手段,是一项长期而艰巨的活动,需要全员的共同参与,需要持续不断的推动和创新。

好环境能够潜移默化,如果我们什么地方都注意细节,就会影响员工的工作态度,影响品质的控制,所以环境本身也是一种生产力。6S活动的对象是现场的“环境”,它对生产现场环境全局进行综合考虑,并制订切实可行的计划与措施,它通过整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全、节约等活动,消除生产作业现场各种不利因素和行为,合理利用时间、空间、能源等资源,发挥其最大效能,从而创造一个高效、物尽其用的工作场所,达到规范化管理,保证生产任务顺利完成,最终实现企业用最低的成本,实现最大的效益[1]。因此6S管理是企业现场提高工作效率,降低作业成本,保证质量和交货期的重要手段,是企业适应市场竞争必不可少的工具。提升了产品品质,增强了企业的核心竞争力。

2 企业推行6S活动的现状

6S管理在我国企业推广以来,企业管理者和职工对管理效果褒贬不一。实施成功者对6S管理充分认可。如海尔集团开展5S管理以后,工作环境发生了重大改变,张瑞敏为更好地实施“日事日毕,日清日高”的OEC管理,对生产现场环境全局进行综合考虑,并制订切实可行的计划与措施,如“海尔大脚印”,从而达到规范化管理。6S活动的核心是素养,如果没有职工队伍素养的相应提高,活动就难以开展和坚持下去。

很多企业在实施6S管理之后,没有达到预期的效果,不仅浪费了人力、物力、财力,而且职工怨声载道。为什么不同的企业在推行和实施6S管理活动中会出现不同的效果,究其原因,是没有考虑企业自身实际,没有真正做到以人为本。全员对6S管理认识不到位,没有把握6S管理的过程控制,在推行方法和实施步骤等方面出现了问题或存在偏差。

“行百里者半九十”,6S活动的实施与取得成效非一日之功。作为一项基础性管理工作,6S得不到切实可靠的实施,其他管理活动就会有“水中花、井中月”的感觉。但是同样要看到,我国企业学习先进的管理经验和方法,往往只注重表面的“形”而忽视了内在的“神”,习惯于喊口号、提指标、做思想工作,这值得每一位管理者警醒。

3 6S活动与节约管理的关系

6S活动的六要素有着内在的逻辑关系,构成相对完备的体系。前一要素是后一要素实现的基础。其中,整理、整顿、清扫是进行日常6S活动的具体内容,清洁是对整理、整顿、清扫工作的规范化和制度化管理;素养要求员工培养良好作业习惯,安全则强调员工在开展前5S活动的基础上,实现安全化作业。6S活动的最终目的是节约,减少浪费,降低成本。

在全球大力提倡环境保护和发展低碳经济的形势下,“十二五”期间发展“绿色耐火材料”势在必行,是关系到我国当前和今后耐火材料行业可持续发展的重要发展战略。我国在耐火材料总产量和品种数量上是当之无愧的世界第一。但就“绿色度”而言,差距却甚大。绿色耐火材料具体为品种质量优良化,资源、能源节约化,生产过程环保化,使用过程无害化[2]。而生产中实施6S等一切先进、科学、合理的理念、技术、管理、做法都是有利于“绿色化”的。

通过对旭硝子、鲁耐窑业、鲁中耐火等耐火材料生产企业实施6S 管理调查分析,结合目前耐火材料企业的生产经营状况,实施6S给他们企业产品质量、安全、清洁生产等带来的效果非常显著,建立了“实施、监督、考核”三位一体的运行机制,多措并举,促进职工行为习惯的养成,同时也是ISO 9000有效推行的保证。职工的创意是无限的,也只有他们对工作的细节才最了解最有发言权。随着6S活动的开展,干部、职工发现问题、解决问题的能力也逐步得到提升,开动脑筋解决问题的工作热情也会逐步激发出来。生产过程中涌现出了很多文明职工,技术能手,先进班组。目前这几家是山东耐料生产和出口的优势企业。

4 结 语

6S 管理是基础管理,为企业造就一支懂管理、会改善、有素质的员工队伍是最终目标,如何做好6S是一件看上去容易,做起来比较困难的事情。企业需根据自己的实际情况,灵活地运用6S这个管理工具去进行自己不断变化的个性化管理。

主要参考文献

[1] 宋莹,谢晓英. 浅谈7S活动与节约管理 [J]. 科技创新导报,2010(28).

耐火材料范文第7篇

2001年以来,耐火原料及制品产量稳步增长,其中“十五”末期约为2001年的2倍,到2010年,全国耐火制品产量约为“十五”末的3倍。截至2011年,我国耐火原材料行业共有规模以上企业1917家,从业人员超过30万人,实现销售收入3376.79亿元,实现产品销售利润477.37亿元。

耐火材料整个行业的发展与国内矿产资源的保有量有直接联系。铝矾土、菱镁矿和石墨是三大耐火原料,而中国是世界三大铝土矿出口国之一,菱镁矿储存量世界第一,同时又是石墨出口大国。丰富的资源优势支撑着我国耐火材料度过了刚刚过去的高速发展的十年。

经济发展的背后,无序的开采以及耐火材料企业参差不齐的加工技术、装备水平,使资源综合利用水平较低,浪费严重。我国必须加快淘汰落后及高能耗产能,行业将重点开发和推广新型节能炉窑,对排放控制、资源回收率利用等提出新的要求。

随着国家各项政策的出台和人们环保意识的提高,全国各地污染严重、耗费能源的小型耐材企业陆续关停。在《产业结构调整指导目录》中,将“焦炉、高炉、热风炉用长寿节能环保耐火材料生产工艺”、“精炼钢用低碳、无碳耐火材料和高效连铸用功能环保性耐火材料生产工艺”、“玻璃熔窑用高档耐火材料”列为鼓励发展项目,将“含铬质耐火材料”列为限制类项目,将“燃煤倒焰窑耐火材料及原料制品生产线”归入淘汰类别。这就对耐火材料提出了新的要求。

彼时,北京金隅成员单位通达耐火技术股份有限公司通过技术与资源优化配置的实践,将原料项目利用中低品位矿和废弃碎矿生产优质耐火原料,有效解决资源浪费问题,成为国内拓展资源节约的高端优质耐火材料产业的“黑马”。

变废为宝 炼土成金

耐火材料是不可替代的战略性基础材料。工信部近日的《关于促进耐火材料产业健康发展的若干意见》征求意见稿指出:“提升耐火材料产业,对于保障高质量耐火材料供给,支撑高温工业发展具有重要意义,要进一步做强做优耐火材料特色产业。”中国的不可再生能源,如化石类一次能源中有60%以上都消耗在高温行业。所以耐火材料的进步,关系到不可再生资源的消耗。

举个简单的例子,高温产业除了在项目建设过程中需要耐火材料以外,生产过程中亦要消耗耐火材料。在耐火材料的下游企业生产的过程中,耐火材料是要不断更新补修的。比如,要对1500℃的炼钢炉进行维修,则要使炉壁恢复到常温状态下才能实施,修缮完毕后还要将炉壁烘干,然后再升温。这降温升温的过程实际上就会对能源、资源造成巨大的浪费。而且耐火材料本身也是资源。

“节约资源,实际上最直接的方式就是通过开发一些新产品、新技术,使高温行业减少窑炉的检修次数,使其尽可能地长期稳定运行。”通达耐火董事长冯运生说,“这也是我们行业的价值所在。”

在最近几年里,通达耐火在技术创新上下了很大工功夫,已经研发出了高强低导长寿命的耐火砖,可为水泥窑服务。使用这种低导热的耐火材料建造的窑炉,在窑炉运行的时候,其炉壁外侧温度与普通材料相比,能降低50℃左右,尽可能地减少散热。由此而带来的最直接效益是,作为日产5000吨熟料的窑炉,一天就可以节约一吨半煤,一年则可以节约五百余吨煤,如果将这样的节能效益扩展到全国的千余条新型干法水泥窑炉,将会是一个庞大的数字。

为解决困扰水泥行业多年的Cr6+污染问题,通达耐火经过多年的持续创新,形成了整窑配套“无铬化”体系。从2009年起,环保无铬砖在国内数十家大型水泥集团和重点企业应用,并出口到巴西、中东、东南亚等国家和地区,市场应用数万吨,其中公司专利产品方镁石复合尖晶石砖使用寿命超过一年乃至达到一年半,使用效果明显,具有良好的生态、经济和社会效益。

除此之外,耐火原材料在矿山开采、生产过程中产生的碎料、废弃料等,不仅浪费了宝贵的资源,也对生态环境造成了一定的污染和破坏。为此,冯运生又开始思考,能否改善耐火原材料的资源环境,是否可以通过新技术将废弃材料利用起来,通过新的技术手段,将其做成新的耐火原材料?

答案当然是肯定的。

2011年9月,通达耐火在“耐材之乡”山西阳泉,建设了国内最大的优质合成耐火原料项目示范基地,并成为国家“十二五”科技支撑计划重点项目。冯运生向记者介绍,通达耐火通过产学研合作,自主研发,集成创新,采用均化调制、除杂提纯、改型改性等先进技术,利用中低品位铝矾土包括一些丢弃的尾矿、碎矿,生产高端均质合成耐火原料,变废为宝、炼土成金,有效解决资源的浪费问题,资源利用率由30%大幅提升到90%以上,大大延长了矿山的使用寿命。同时,通过技术注入,形成清洁化、节能化、标准化、规模化的生产工艺体系,大幅提升耐火原料品质和附加值。

“我们计划到外埠钢铁、水泥等企业聚集的地区建设新的生产基地,可以通过回收从这些炉窑中拆卸的大量废旧材料,通过技术手段再生利用,使不可再生能源发生新的转变,使耐火材料形成循环发展。”冯运生信心满怀。

耐火材料行业中的黑马

通达耐火真正成为中国耐火材领域响当当的品牌,是在最近十几年。起初,通达耐火仅仅是北京市陶瓷厂与日本东陶合作组建合资公司后,利用剩余资产二次创业组建的小厂,隶属于北陶之下。最初以陶瓷生产中的废料为原料之一,生产新型干法水泥窑预热器配套用耐碱、耐火材料。

冯运生用“汗流浃背”四个字形容自己的创业史。那时候工厂的生产是用电动机拉着石轮碾子转,从进料、生产到产品包装、仓储发运,全靠人工,为生产1吨的产品,工人就要前后搬运5次,全是粗放式的手工劳动。“折腾一年下来,也生产不了几百吨产品。”冯运生第一次感觉到了生存危机。

究竟应该如何扭转局面呢?冯运生所做的第一件事就是引进人才、培养人才。

1995年,通达耐火引进了第一个学机械的大学生韩忠毅,此后,又陆续引进了通达耐火现任总经理李平等几位大学生,组建起了公司的科研和管理团队。在这些人的共同努力下,到了1997年,通达建成了国内第一条年产5万吨的生产线,第一次实现了不定形耐火材料的工业化、标准化生产。产品也从水泥行业横向延伸至石化、电力、冶金等行业。企业陆续建立起国家认定企业技术中心、博士后科研工作站、院士专家工作站、省市级工程研究中心等技术与人才平台,助推通达不断实现新的跨越。

目前,国内水泥行业万吨级生产线、石化行业百万吨乙烯生产线及千万吨大炼油厂、电力行业30万千瓦以上CFB锅炉、冶金行业大型炼铁高炉,都在使用通达的产品和服务。李平说,如今,在全国1500多条水泥窑中,有1200多条都使用过通达耐火的产品;在钢铁冶炼行业,全国1000M3以上大型炼铁高炉270余座,使用通达产品的有140余座。除此之外,在电力行业、石化行业,通达耐火的市场份额都占据着较高的比例。

在行业的大部分企业陷入低端竞争、价格拼杀的时候,冯运生又有了另外一个打算——着力构建技术中心与生产基地紧密结合的技术支撑体系,致力于面向全球客户提供全价值链耐材综合服务。创造性地推出“通达·耐火系统”服务体系,即向高温行业提供集诊断咨询、耐火设计、产品研发、精品制造、整体配套和工程实施等于一体的系统服务,助推行业从传统“点对点服务”向现代“链对链服务”的转变,实现了公司向生产型企业转变的新跨越。

2007年,通达耐火并购重组河南巩义中原耐材公司,实现了国内顶尖不定形耐材企业与知名定型企业的强强联合、优势互补,进一步拓展了市场领域、完善了产品链。为加快产品上下游延伸,打造耐材全产业发展链,2010年在山西阳泉开工建设国内最大的优质合成耐火原料项目,公司党委把一支知识型、复合化的团队派到阳泉,他们在山沟战寒暑、洒汗水、拼智慧,一座现代化示范工厂拔地而起。

如今,“通达·耐火系统”已应用于国内外数百条大型水泥窑,为代表水泥行业全球顶级水平的高端项目提供从炉衬设计到材料整体配套的全面服务。这种“一揽子”解决方案顺应了产业价值链走向专业化分工的发展方向,也为公司加快发展注入了强劲动力。按2011年可比指标测算,3年来“耐火系统”为公司带来了主营收入增长93.9%。实现利润增长193.1%的业绩。

也许这样一组数据最能说明问题:从1993年到2011年,冯运生带领通达耐火一路过关斩将,其产值从最初的200余万人民币跃升至9.2亿元人民币,成为耐火材料领域综合竞争力最强的企业。

耐火材料范文第8篇

关键词:耐火材料 问题 发展现状

中图分类号:TQ175 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)02(b)-0236-02

1 耐火材料行业的市场规模

2012年,我国耐火材料产量2818.91万吨,同比降低4.43%。其中:不定形耐火制品1127.78万吨,同比增长0.95%;致密定型耐火制品1633.87万吨,同比降低7.44%;保温隔热耐火制品57.26万吨,同比降低14.97%。

2013年1~9月,我国耐火材料产量1865.61万吨,同比增长4.86%。其中不定形耐火制品619.35万吨,同比增长3.55%;致密定型耐火制品1205.50万吨,同比增长5.88%;保温隔热耐火制品40.76万吨,同比降低3.79%。

不定形耐火材料因在生产、劳动生产率、节能、施工效率、适用性、使用安全性、材料消耗等方面有胜过定形耐火制品的优势,在世界各国都得到迅猛的发展。其在整个耐火材料中所占的比例,已成为衡量耐火材料行业技术发展水平的重要标志。作为世界上耐火材料技术的先进国家,日本1992年率先成为不定形耐火材料产量超过定形耐火材料的国家。目前,日本不定形耐火材料产量占整个耐火材料的比例为60%左右,美国的为50%左右,欧洲国家如英、德、法等为40%~50%。

根据2013年前三季度的统计数据,我国不定形耐火材料占整个耐火材料的比例为33%,明显低于发达国家水平。当前和今后,我国的不定形耐火材料仍有很大的发展空间。

耐火材料是钢铁、建材、电力等高温工业的基础材料,其发展规模又受到下游行业的影响,双方相互促进、相互制约。

1.1 钢铁行业和耐火材料

钢铁工业是耐火材料的最大消耗行业,钢铁工业用耐火材料约占耐火材料产成品消耗总量的70%,钢铁工业的规模直接决定了耐火材料的市场容量。在国民经济持续稳定增长的背景下,近年来我国钢铁等高温工业高速发展,生铁产量由2003年的21,366万吨增长至2012年的66,354万吨,年均增速12%。

在钢铁等高温工业的带动下,我国耐火材料行业生产经营状况连年保持良好的增长态势,耐火材料(含原料)产量由2003年的1,477万吨增长至2012年的8,011万吨(其中耐火材料制品产量为2818万吨),年均增速达18%。

1.2 建材行业与耐火材料

水泥、玻璃等建材行业也是耐火材料的消耗大户,约占耐火材料消耗总量的17%。在我国大规模基础设施建设的带动下,我国水泥产量由2003年的86,208万吨增长至2012年的220,984万吨,年均增速接近10%。

1.3 电力行业与耐火材料

根据中电联2012年全国电力工业年快报统计,2012年我国全口径发电量达49,774亿千瓦时,其中火电发电量达39,108亿千瓦时,占我国总发电量的78.6%。因煤炭等化石能源储量丰富,我国一定时期内仍将维持火电为主的能源结构。耐火材料应用于火电厂锅炉之中,其市场规模与我国的发电量息息相关。

2 耐火材料行业面临的主要问题

2.1 产能过剩、无序竞争的风险

根据国家统计局统计,我国耐火材料企业有2万余家,其中主营业务收入500万元以上的规模企业约2,000家,平均年产量不足2.5万吨。除此之外,尚存在大量未进入统计口径的国内中小型耐火材料企业,这些企业数量巨大、生产能力高度分散,使得我国耐火材料行业处于完全竞争状态,市场竞争较为激烈。

据中国耐火材料行业协会统计,2012年,全国耐火材料产量2818.91万吨,比2011年年同期减少130.78万吨,同比降低4.43%。耐火材料行业产能已由“结构性过剩”转变为“全面过剩”。在目前的经济形势下,耐材产品市场无序竞争、低价竟销、秩序混乱的局面短期内难以扭转。

2.2 下游行业萎缩的风险

耐火材料主要应用于钢铁、石油化工、有色金属和建材等高温工业,其中钢铁工业是耐火材料的最大消耗行业,钢铁工业用耐火材料占耐火材料产成品总消费量的70%左右,因此钢铁行业的景气度对行业的健康发展存在重大影响。2008年下半年以来,受国内产能过剩及全球经济增速趋缓等因素的影响,钢铁等主要下游行业高成本,低利润的经营现状仍在继续。钢铁、水泥及平板玻璃等行业产能过剩问题进一步显现,产品价格低位运行,产能利用率处于较低水平,据相关协会估测,炼钢产能利用率不足75%,水泥产能利用率也仅在72%左右。

下游行业经营状况欠佳的直接后果就是,一方面耐火材料企业为了获取有限的订单互相杀价、恶性竞争;另一方面下游企业拖欠货款越发严重,使得部分中小耐火材料企业资金链断裂。如果未来钢铁等下游行业景气度继续下滑,其对耐火材料行业的负面影响将会加重。

综上所述,我国还处于工业化的过程之中,耐火材料作为支撑高温工业发展的基础性材料,仍将保持一定的发展速度。与发达国家相比,我国耐火材料结构中不定形耐火材料比重偏低。考虑到我国耐火材料庞大的总需求量,不定形耐火材料将以更快的速度实现普及,相关行业企业有望实现超常规的发展。

参考文献

[1] 我国不定形耐火材料的技术发展[N].中国建材报,2012-5-22.

[2] 钟香崇.中国耐火材料工业的崛起[J].耐火材料.2013-1.

[3] 耐火材料工业发展现状及展望[N].中国建材报,2013-5-28.

耐火材料范文第9篇

关键词: 耐火材料;碳;种类;氧化镁;抗氧化性能;

中图分类号:T Q175 文献标识码: A

1 前言

耐火材料多为无机非金属材料, 这种材料可保持足够的理化性能稳定性而应用于加工行业所处的高温环境中。耐火材料总是暴露在高温条件下, 因此它们被应用时其它环境条件的影响就对其应用性能起了非常重要的作用, 这包括: 机械应力、热循环及相应应力、热气体和熔融材料诸如金属、渣、玻璃等的侵蚀与腐蚀。现在, 耐火材料对工业绝对重要, 金属、水泥、玻璃、石油及大部分电能的生产依赖于耐火材料。没有耐火材料, 制造加工几乎不能够进行。但是相对而言, 很少有人知道耐火材料是什么或意识到它的重要性, 因为这些材料几乎不能引起公众的注意。通常耐火材料被直接从出产地送到另外一个工厂, 在这个工厂里耐火材料被消耗用于制成消费品, 这种消费品本身没有耐火材料的一点痕迹, 而耐火材料对生产却是重要的。除了以大规模应用为特点的耐火材料品种外, 还有许多其它的、用于专门用途的耐火材料, 如航天工业的动力推进系统和大气中高速度行进带来的摩擦热产生极高的温度。耐火材料在核能领域也有应用。大量耐火材料的运用是某个特殊系统成功过程中一个重要因素。

随着钢铁工业的持续快速发展,原有的耐火材料在理化性能上已远远不能满足生产技术要求。科学实验研究发现,可把石墨等碳素原料引入到耐火材料中来。由于石墨具有良好的导热性和韧性,不易为炉渣浸润,可有效阻止炉渣沿耐火砖内气孔渗透,从而使含碳耐火材料获得良好的抗渣性和抗热稳定性[1]。近年来,碳作为关键元素越来越被广泛应用在碳质或石墨质耐火砖或耐火大件中。由碳素材料和耐火材料组合而成的材料称为含碳质耐火材料。众所周知, 大部分耐火材料的生产与钢铁工业有关, 也就是钢产量增加, 耐火材料产量随之增长; 反之亦然。最近钢铁工业界吨钢耐材消耗明显降低, 这要归功于过程控制和热修补过程中专业操作水平的提高。耐材消耗降低也是连铸工艺发展的结果。耐火材料质量、特别是作为真正先进复合材料的含碳或碳质耐火材料的质量, 对于耐火材料消耗降低这一成绩的取得起了一个非常重要的作用。

2 碳的来源

2.1 石墨

石墨具有层状结构,直径与厚度的比例特殊,高的热稳定性而不熔化,升华温度为3800℃,在3000℃时蒸气压只有0.1kPa,其原子迁移率是很有限度的。石墨会产生非线性变形,伴随着非线并具有很大的抗破坏应变能力,因而材料在破坏之前可以承受很大的变形,所以其热稳定性能是相当高的。石墨的另一重要特性是具有较高的导热系数,可以明显地提高耐火材料的热稳定性[2]。

2.2 结合剂

结合剂对于耐火材料的混炼和成型是必不可少的。润湿性良好的结合剂可均匀地分布在颗粒及石墨的表面,形成连续的网络,且碳化后形成连续的碳结合骨架,有利于提高制品的机械强度和抗侵蚀性。常用的结合剂有沥青及树脂等。不同结合剂的碳化过程也不同,生成的结合碳的结构也有很大差别。沥青类结合剂可分为煤焦油沥青和石油沥青两大类,它们都是由多种有机化合物组成的混合物,其组成和各种性能因原料来源及用以去除低分子量物质的热处理、蒸馏方法而异。酚醛树脂结合剂具有沥青相近的高残碳率,可以在常温下进行混炼、成型,对耐火骨料和石墨有良好的润湿作用,而且环境污染较少,是目前广泛采用的含碳耐火材料结合剂。酚醛树脂可分为酚醛清漆(热可塑性) 和甲基酚醛树脂(热硬化性) 。

2.3 碳化硅

碳化硅有无定形的和晶体的两种,晶体的结晶型态有两种,即等轴晶系的βSiC和六方晶系(菱面体)的αSiC, βSiC是立方晶格,在2100℃以下是稳定的,但在2500℃以上慢慢转变为六方结构的αSiC变体,2400℃时这个转变速度很快,并且能彻底进行。含碳耐火材料生产选用的碳化硅主要是αSiC和βSiC等几种晶体的混合物[3]。

3 种类

含碳质耐火材料的主要成分为耐火氧化物、碳化物及鳞片状石墨等。含碳耐火材料从显微结构上可分为陶瓷结合型和碳结合型两大类;从含碳质耐火材料的使用方法上主要分为捣打料、可塑料、浇注料、振动料等;从用途上可分为连续铸钢、铁水预处理、炉底、炉墙、风口、出铁沟的含碳质耐火材料。从含碳质耐火材料的化学组成上可分为碳质制品、镁碳砖、石墨粘土制品和碳化硅制品四类。

3.1碳质制品

碳质制品是以碳为主要成分,用焦炭、石墨或热处理无烟煤为原料,以含碳的有机材料为结合剂制得的制品。这类制品有以焦炭或无烟煤为主要成分的碳砖和经石墨化的人造石墨质和半石墨质碳砖。碳质制品具有良好的耐热性、抗侵蚀性、高温强度和高温导热性,目前主要用于高炉。

3.2 镁碳砖

镁碳砖的发展和应用始于40年前, 即20世纪50年代的沥青结合的白云石质耐火材料, 这种材料首先是为转炉而开发的。在初期阶段, 某些这种类型的转炉衬仅能持续使用10 次,这样在一个配置了两个转炉的车间就没有充足的时间来砌第二座转炉炉衬。当镁砂细粉与白云石骨料一起搭配使用时便取得了非常重大的进步, 利用沥青做结合剂。20世纪70年代, 气孔数量很少的烧成油浸镁砖成为冲击区和其它高磨损部位的标准用砖, 同时开始进入转炉分区筑衬时期。那时候镁砂纯度成为一个重要因素, 一种专门的、低硼的、钙硅比为2: 1 至3: 1的96% 的镁砂料被广泛应用。上世纪80年代看到了树脂结合镁碳砖的发展, 先是采用高含量的碳, 接着添加抗氧化剂来保护碳。最近熔融镁砂、具有大结晶尺寸的烧结镁砂、非常纯的烧结镁砂被引人到砖中用来改善砖的抗侵蚀性。除传统的沥青和树脂结合的、烧成的、油浸镁砖外, 在市场上可见到下面三种类型的镁碳砖:

第一种:含有普通烧结镁砂( 97 % MgO ) 和中等质量的石墨( 95 % C );

第二种:采用高纯烧结镁砂( 99% MgO) 和高纯石墨( 99% C );

第三种:采用高纯烧结镁砂和高纯石墨, 外加抗氧化剂。

根据碳含量不同, 镁碳质耐火材料被分为三种类型:

( l ) 烧成含C 镁砖( < 2% 碳) ;

( 2) 碳结合镁砖( < 7% 碳) ;

( 3) 碳结合镁碳砖( > 7% 碳)。

3.3 石墨粘土制品

石墨粘土制品是以天然石墨为原料,以粘土作结合剂制得的耐火材料。它具有良好的导热性,耐高温,不与金属熔体作用,热膨胀小。这类制品有石墨粘土坩埚、蒸馏罐、铸钢用塞头砖、水口砖及盛钢桶衬砖等,其中生产最多应用最广的是炼钢和熔炼有色金属的石墨粘土坩埚。此外还报道了基于成型, 特别是等静压成型技术的研况。同塑性成型的坩埚相比, 等静压成型对用树脂结合和粘土结合的坩埚的性能指标有积极影响, 特别是在体积密度和热导率性能方面。高炉耐火材料炉衬寿命是决定炉龄寿命的一个基本因素。一种延长寿命的办法是采用水冷来减轻化学侵蚀程度。为保持耐火材料和炉负荷间的界面处的温度低于发生反应的温度, 在高炉上推荐了粘土结合的天然鳞片石墨砖来作为热传递的中介物。

3.4 碳化硅质制品

碳化硅质制品是以碳化硅(SiC)为原料生产的高级耐火材料。其耐磨性和耐蚀性好,高温强度大,导热率高,热膨胀系数小,抗热震性好,近年来其应用领域不断扩大。碳化硅质制品按结合剂不同可分以下三种:

氧化物结合SiC;以粘土、二氧化硅为结合剂的;

氮化物结合SiC;以氮化硅(Si3N4)或含氧氮化硅(Si2ON2)为结合剂的;

自结合的SiC;利用碳化硅的再结晶作用。

另外不同类型的炮泥被报道: 粘土结合的炮泥(粘土、酒精、焦炭)、沥青结合的炮泥( 粘土、酒精、焦炭)、最新焦油结合的炮泥(粘土、酒精、焦炭、SiC ), 但由于煤焦油硬化不够快, 一种热硬性合成树脂, 例如酚醛树脂被开发用于结合出铁口炮泥( 电熔刚玉、SiC、粘土、焦炭、Si)。

碳化硅质制品目前钢铁冶炼中可用于盛钢桶内衬、水口、塞头、高炉炉底和炉腹、出铁槽、转炉和电炉出钢口、加热炉无水冷滑轨等方面。在有色金属(锌、铜、铝)冶炼中,大量用于蒸馏器、精馏塔托盘、电解槽侧墙、熔融金属管道、吸送泵和熔炼金属坩埚等。

4 含碳耐火材料的发展和应用

含碳耐火材料的耐火度高(纯碳的熔融温度为3500℃,实际上在3000℃即开始升华。碳化硅在2200℃以上分解),导热性和导电性均好,荷重变形温度和高温强度优异,抗渣性和抗热震性都比其他耐火材料好。但这一类制品都有易氧化的缺点。在20世纪70年代后期, 由于镁砂水化减轻、碳对渣润湿及热震性能的有益的作用, 开始生产烧成的、沥青浸渍的镁砖,这种变化使炉衬寿命增加到80~90次。但是随着转炉炼钢工艺的进步, 如顶吹、底吹及顶底复吹搅拌技术和泡沫渣处理工艺的应用, 意味着需要更优质的耐火材料。碳结合的、石墨强化的镁砖的开发满足了这种要求,由于碳、石墨的非润湿性, 从而为耐火材料提供了极好的抗渣侵蚀性, 而它的很好的导热率和抑制裂纹传播的显微结构提高了抗热震性能。

含碳镁砖被推荐可克服这些困难, 满足这些要求。通过使用钢包把钢水从最初的炉子( 电炉、Al2O3炉、转炉)转移到连铸工序, 钢包是用陶瓷耐火材料砌筑的巨大的容器。用于综合性钢厂的最普通的耐火材料是富Al2O3的材料, 尤其是MgO-Al2O3质的材料。通常认为渣线部位的耐火材料损坏最快, 渣线部位耐火材料既与钢接触又与渣接触, 因此更多具抵抗性的、主要由MgO和碳构成的材料被推荐用于钢包渣线部位。C 结合镁砖的使用使转炉炉龄由415次提高到1350 次。碳质镁砖、白云石镁质耐火材料、高铝质耐火材料、镁尖晶石耐火材料、铝镁质耐火材料、白云石质耐火材料作为新型产品被引入到钢包上来。然而由于在耐火材料和渣之间的界面处形成一层致密尖晶石层, 沥青结合镁碳砖引进到钢包渣线部位和树脂结合铝镁石墨砖用于盛钢桶壁及底部, 展现了很好的使用性能。连铸时钢水被从钢包注人到中间包进而到结晶器或模具内时, 通常充分利用特种定形耐火材料进行成型处理来控制钢水的流动, 保护液态金属免于被氧化。在这些特殊定形耐火材料中, 用滑板或塞棒来控制熔化金属的流动。此外, 特殊定形耐火材料浇注管与钢包和中间包有关, 如浸人式钢包套管和水口, 这些被开发用来保护熔化金属在模铸或连铸处理时免于被周围环境氧化。这些定形耐火制品承受着苛刻的操作条件, 必须能抵抗热震、钢水和渣的化学侵蚀/ 腐蚀。对于那些炼钢操作, 通常使用含碳的氧化铝质、二氧化错质、粘土质、镁质和碳化硅质耐火材料。

最近对耐材更富破坏性的钢的开发使得制造具有不同类型陶瓷成分的耐火材料成为必要,这种耐火材料在严酷的条件下可控制钢水的流动。浸渍烧成碳结合镁质耐火材料( 含铝镁尖晶石和碳化铝, 高温烧成处理时原位沉积形成于结合相) 被推荐用于制造滑板及滑板和浇注水口

间的垫圈。当钢在钢包一中间包及中间包一结晶器间流动时, 长水口和浸人式水口分别用于保护钢免于再次氧化。铝碳和Al2O3 SiC-C 质耐材被开发用于此目的

4 结论

含碳耐火材料种类繁多,主要有碳质制品、镁碳砖、石墨粘土制品、碳化硅质制品。具备良好的热性能和机械性能,作为真正先进复合材料的含碳耐火材料近年来有着快速发展和广泛应用, 对于耐火材料消耗降低起了一个非常重要的作用。由于碳的氧化是最普通的问题, 添加抗氧化剂延长材料使用寿命,今后需要对侵蚀机理和损坏机理及抗氧化剂热化学性能等进一步充分认识,通过深入研究合理开发含碳耐火材料必将成为一种可持续发展的耐火材料。

参考文献:

[1]洛阳耐火材料研究所编著,耐火材料化学分析[M],北京:冶金工业出版社,1984.

[2]王诚训编著,MgO-C质耐火材料[M],北京:冶金工业出版社, 1995.

耐火材料范文第10篇

关键词:水煤浆气化工艺 耐火材料 趋势

一、前言

随着国内油气资源的日益减少,煤气化工艺越来越多的应用于煤制气、煤制甲醇、煤制化肥、煤制油等化工装置中,而在诸多煤气化工艺中,如水煤浆、粉煤炉,水煤浆气化工艺是目前国内应用最为广泛、也是最为成功的工艺技术。在水煤浆工艺中,两层纯氧夹包裹水煤浆通过工艺烧嘴并行高速进入气化炉燃烧室进行反应,在约1350℃下,反应形成的液态煤渣及高温转化气沿燃烧室炉壁流下并从渣口排出,在此过程中,耐火材料要承受高温转化气的冲刷和流态煤渣冲蚀,因此气化炉耐火材料的性能直接影响到耐火材料的寿命及气化炉运行时间。因此,水煤浆气化炉耐火材料的选择是直接关系到一个企业的安全及经济效益。

二、水煤浆气化炉耐火材料国产化历程

水煤浆气化炉耐火材料的国产化经历了大致以下几个过程:从八十年代初的Cr2O3-Al2O3-ZrO2捣打料研究应用,到八十年代末国内成功研制出Cr2O3-Al2O3-ZrO2耐火砖(高铬砖),再到九十年代在鲁南化肥厂、渭化和上海焦化成功使用。

三、水煤浆耐火材料的常规配置

目前国内水煤浆气化炉耐火材料主要由以下几个部分构成:

1、热面砖:耐高温熔融煤渣的磨蚀及高温转化气流的冲刷,能自由膨胀、自立于托砖架上;砖与砖之间不用凹凸台配合,砖的厚度一般大于220mm;

2、背撑砖:自立于托砖架上,用于支撑拱顶热面砖;

3、隔热砖:用于降低壳体温度;

4、压缩层:用于吸收耐火砖径向和轴向膨胀量;

5、浇注料:用于不规则部位的隔热层。

在订货时通常要对每部分的以下特性做出要求:

体积密度(g/cm3)、显气孔率、常温耐压强度(Mpa)、0.2MPa,1500℃条件下24小时的蠕变、导热系数{w/(m*K)}、热膨胀系数(常温~1500℃)、化学成飞含量、烘干后容重(浇注料)等特性。

通过对以上特性的严格要求,来保证气化炉耐火材料的质量。当然,目前国内气化炉燃烧室炉壁耐火材料的结构设计已较为成熟,国产材料应用也较多,且价格较进口材料便宜很多,因此上述配置在国内取得了很好的市场。

四、近年来水煤浆耐火材料新型配置

近年来,随着科学的发展,目前国外TexaCO水煤浆技术专利商GE公司在考虑cl离子腐蚀气化炉炉壁的基础上,提高了气化炉露点温度,更改了部分炉衬结构及材料。目前新的配置方案:

气化炉耐火衬里由里向外主要分四层:向火面为铬铝锆砖,背衬砖为铬钢玉砖,第三层为由传统的空心氧化铝空心球砖变为碳化硅(SiC)砖,第四层为耐火纤维或可塑料。

通过比较可以得知,两种材料导热系数相差较多,而GE公司选择碳化硅(SIC)砖作为隔热砖就是为了保证较高的露点温度(DewPointTemperature),以减少cl离子对炉壁的腐蚀,延长气化炉使用寿命。目前国内成功案例如:广东茂名石化煤制氢气项目、中煤榆林煤制气项目等。正在建设中的中海石油华鹤30万吨合成氨52万吨尿素项目气化工艺采用GE公司的水煤浆专利技术,气化炉露点温度设置为238℃,考虑到项目所在地鹤岗当地的气温条件,炉壁温度(SkinTemperatures)在不同的工况下最高温度部分(拱顶底部)的温度为297-184℃。耐火材料的配置也是采用新型配置,即隔热砖采用碳化硅SIC砖,根据计算完全能够满足使用气化炉壁温需要,热面砖采用Cr90砖也完全能够满足高温转化气的冲刷和流态煤渣冲蚀。

五、耐火材料的使用

1、耐火材料砌筑完成后的养生及烘炉过程十分重要。砌炉完成后自然干燥7-10天,让部分水份可以挥发,但时间不宜过长,防止受冻和部分材料水化;自然通风干燥后,再按照烘炉曲线进行烘炉。一定要严格执行烘炉曲线以避免炉衬材料在热应力的作用下产生较大开裂。

2、水煤浆耐火材料的使用环境是承受化学侵蚀、机械冲刷、热应力等,而在正常的生产条件下,耐火材料表面会挂有一层渣,而适当厚的渣层可以减缓高温气体和熔渣对耐火材料的冲刷,从而达到“以渣抗渣”的目的。

3、开停车对耐火材料的影响很大,因为在开停车过程中,如果控制不好升温降温速率,出现在短时间内温度变化较大的情况,会加速耐火材料的损坏。

4、在每次停炉后,都要对耐火材料的各个部位进行详细的检查,特备是渣口砖,因为此处砖最易损坏,发现损坏的砖要立即损坏,避免开车后短期内又停车的现象。

5、做好原始烘炉及每次停炉检查后的记录,认真分析每次损坏部位损坏的原因,及时调整工艺操作,达到延长耐火材料使用寿命的目的。

六、国内耐火材料的研究方向

目前国内几家较出名的耐火材料设计及制造厂从耐火材料的损毁机理研究、炉衬的结构优化等方面进行研究,也研制出的优质的耐火材料,热面砖产品的平均寿命15000h,由于煤种和工况条件不同,从8000~23000h不等;平均蚀损率0.012mm/h,最低蚀损率0.004mm/h,而进口砖平均蚀损率为0.033mm/h,已经超过进口材料的性能,完全实现国产化。

另外一方面,国内耐火材料制造厂也在加紧从含Cr材料无害化,即Cr6+的抑制、资源节约化、内衬无铬化等方面研究,进行用后高铬残砖再利用技术的开发,以解决解决资源短缺问题;在非氧化部位使用SiC材料,发挥其抗侵蚀和抗热震的优势,采用散装料对局部修补,达到快速又经济的目的;开发新材质和新结构的无铬氧化物材料用于水煤浆加压气化炉,减少对环境的破坏,达到可持续性发展。

参考文献

[1]黄云兵.新型煤化工技术进展[J].企业科技与发展,2009年,12期:31-33.

[2]刘麟瑞,林彬荫. 工业窑炉用耐火材料手册[M]冶金工业出版社,2006-01-01.

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