宝钢耐火材料的消耗水平及发展趋势

自改革开放以来，我国耐火材料工业有了长足的发展。特别是最近30年，通过对跟随钢铁及其他高温行业的先进生产工艺和设备而引进的国外先进耐火材料进行剖析，以及从“八五”到“十一五”期间全国相关科研机构、大学、生产企业、使用单位的不断研究和联合攻关，我国耐火材料工业基本上达到世界先进水平。但是，我国耐火材料的整体消耗水平与世界先进水平相比仍有较大差距。

本文中，在介绍宝钢钢铁冶炼基本工艺流程和设备概况的基础上，对比分析了宝钢的耐火材料消耗水平，并提出了宝钢今后在耐火材料应用方面的发展趋势。

1 宝钢钢铁冶炼的基本工艺流程和设备概况

宝钢在20世纪70年代末80年代初从日本新日铁整体引进生产工艺及设备，投产后又不断引进各种先进的工艺及设备，目前是中国实力最强、世界第五大钢铁企业，一直代表着我国钢铁工业的领先水平。图1 和表1示出了宝钢钢铁冶炼的基本生产工艺流程及设备概况。

2 宝钢的耐火材料消耗水平

由于生产工艺及设备先进，宝钢的耐火材料消耗水平同样领先于国内同行，但与日本和韩国等国外先进钢铁公司相比仍然存在明显的差距。下面就宝钢各系统的耐火材料消耗水平与日本、韩国先进钢铁公司以及国内较先进的钢铁公司进行了对比。其中，A钢厂的数据是根据采购量及钢产量计算得到的，w钢厂的数据则是整个公司2011年上半年的平均值。

2．1炼铁系统用耐火材料

炼铁系统用耐火材料的使用寿命及吨铁耐火材料消耗情况的对比见表2。需要说明的是，只有宝钢与日本某钢厂在鱼雷罐内进行了“三脱”，而其他公司没有该工艺。从表2可以看出，宝钢炼铁系统的吨铁耐火材料消耗基本接近世界先进水平。

2．2转炉用耐火材料

转炉容积、寿命及吨钢耐火材料消耗情况的对比见表3。可以看出，虽然宝钢转炉的寿命很高，但是吨钢耐火材料消耗却比国外钢厂高很多。这主要是因为宝钢为了追求转炉高寿命，在转炉中后期大量使用转炉自流修补料和喷补料(表中可以看出宝钢转炉热补料比国外厂家

高很多)，维护很频繁，从而导致吨钢耐火材料消耗增加。因此，应根据宝钢自身情况，在保证转炉全程复吹以及钢铁产量的情况下，制定合适的转炉经济炉龄，从而降低转炉吨钢耐火材料消耗。

2．3钢包和RH系统用耐火材料

钢包和RH精炼炉的寿命及吨钢耐火材料消耗情况的对比见表4 。

宝钢钢包的吨钢耐火材料消耗远高于日韩钢铁公司，其中一炼钢的吨钢耐火材料消耗几乎是日韩钢铁公司的2倍，这主要是耐火材料寿命低造成的。从表4看出，宝钢钢包透气砖的寿命(25炉)远低于日韩钢铁公司的(70炉)，而透气砖的寿命直接决定钢包的小修寿命和中修寿命；此外，频繁的挖修及小修造成钢包冷热交替频繁，也直接影响钢包炉壁耐火材料的寿命。

宝钢一炼钢RH系统的吨钢耐火材料消耗与日韩钢铁公司的基本相当，而二炼钢的则约为日韩钢铁公司的2倍。这可能主要与二炼钢生产的钢种使得 RH浸渍管和下部槽寿命偏低有关，也可能与真空槽设备结构有关。一炼钢1#、2#RH的下部槽与浸渍管之间用法兰连接，可以方便地在线更换浸渍管。一炼钢的4#以及二炼钢的3#、5#RH的下部槽与浸渍管之间是焊接连接，需整体下线并且冷却后更换浸渍管，还要更换环流管，并挖修底部和侧壁的部分区域，这直接导致吨钢耐火材料消耗增加；此外，下线冷却后更换，增加了下部槽冷热交替的频率，也会间接影响 RH下部槽的使用寿命，从而增加耐火材料消耗。

2．4连铸用耐火材料

连铸系统的寿命及吨钢耐火材料消耗情况的对比见表5。可以看出，宝钢连铸系统的吨钢耐火材料消耗是日韩钢铁公司的2～3倍，并且这种差距主要体现在中间包本体上。宝钢中问包采用在砖砌炉衬上涂抹或喷涂涂料的结构，在使用结束后清除涂料时采用了翻包机构，在翻包过程中会导致砖的松动甚至脱落，从而直接影响耐火材料的使用寿命，导致耐火材料消耗增加。而国外中间包基本上采用整体浇注，使用翻包机构清除表面涂料时基本上不会影响炉衬的使用寿命。此外，国外挡渣墙使用后都要回收再使用，一般使用3次左右，最多使用5次，而宝钢的挡渣墙因为结构不一样，一般都不回收再使用其次，目前连铸三大件的使用寿命也都低于国外先进水平，三大件的消耗水平也相应地高于国外。

3宝钢用耐火材料的发展趋势

3．1 大力发展高效长寿的耐火材料

要降低钢铁冶炼的耐火材料消耗，就耐火材料方面而言，就是在不改变钢铁生产和操作条件的情况下，研制出长寿命、低成本的耐火材料。研制长寿命、低成本的耐火材料，需要在耐火材料材质设计时分析其损毁机制，并加强制造工艺的设计。对于耐火材料损毁机制的分析，耐火材料制造商和钢铁生产企业要密切配合。此外，要大幅度降低耐火材料消耗，还需改善修补材料的耐用性，并提高修补技术。

随着对高纯净钢、高洁净钢需求的增大，需大力开发能够提高钢

水洁净度和铸坯质量的长寿命功能耐火材料，如大流量、长寿命透气砖，抗氧化铝附着的浸入式水口等。

3．2大力发展节能型耐火材料

中国在“十一五”期间的GDP单位能耗降低了14．38％，但仍比发达国家高很多。我国经济发展遭遇了能源瓶颈的考验，政府已经制定了节约能源和淘汰高能耗产业的政策来指导我国经济未来的发展。

耐火原料和耐火制品(尤其是定形耐火制品)的生产属于高能耗

生产，能源供应、能源价格影响着耐火材料的生产。而耐火材料本身又影响其下游使用设备的节能与长寿，并且与耐火材料生产过程中的节能相比，耐火材料对其下游使用设备的节能与长寿贡献更大。例如，降低含碳耐火材料的碳含量，可以降低耐火材料的热导率，减少高温容器的热损失；研发轻质低热导率的工作衬用耐火材料，是降低耐火材料散热和耐火材料热存储的有效途径，可以大大降低热损失并减少CO2排放。

3．3大力发展环保型耐火材料

经济的快速发展不应以牺牲环境为代价，因此环保型耐火材料的发展刻不容缓。应选择一些无毒、无害的结合剂和原料来制造耐火材料。六价铬离子会污染水源，因此镁铬砖正逐步被镁铝尖晶石砖和铁铝尖晶石砖所替代而应用到钢铁和水泥行业，如RH用浸渍管正逐步使用无铬的镁铝尖晶石整体浇注料代替以前的镁铬砖[1]。但是由于某些行业采用其他材料难以替代含铬耐火材料，因此就需要注重发展含铬材料在使用和用后保存时避免六价铬形成和渗出的技术。此外，高炉用无水无铬炮泥及转炉用无碳修补料等，都在逐步替代以前不太环保的产品。

3．4大力发展耐火材料的资源再生技术

耐火材料的资源再生包括用后耐火材料的回收利用及低品位原矿