国内外耐火材料的现状以及发展

国内外耐火材料的现状以及发展
摘要：耐火材料是高温工业不可缺少的基础材料，其主要用户如钢铁、水泥、玻璃、有色金属等行业。

为了满足节能降耗和环保方面的要求，需要新型的耐火材料的发展。

本文是对国内外耐火材料的现状及发展的一个简述。

Abstract: Refractory material is essential basic materials in high temperature industrial. Its main users such as Steel, cement, glass, non-ferrous metal industry, etc. In order to meet the energy consumption and environmental protection requirement, our need meet new type refractory material. This paper is to domestic and international refractory material of the present situation and the development of a briefly reviewed.
关键词：耐火材料产业新型耐火材料结构型功能型
1.我国耐火材料产业现状
耐火材料是高温工业不可缺少的基础材料。

钢铁、有色、建材、化工、机械等国民经济重要支柱产业的发展都与耐火材料的发展进步息息相关，耐火材料工业的发展已经成为国民经济发展的基础条件之一。

高温工业，尤其是冶金工业的快速发展，带动了我国耐火材料工业的迅猛发展，这不仅体现在我国耐火材料产量第一、消耗第一，还体现在我国耐火材料技术水平也已经实现了全面提升。

我国是耐火材料生产大国，产量在全球遥遥领先。

我国耐火材料产业面临的问题
耐火材料企业规模小、装备差
在我国改革开放的大形势下，一个品种由很多企业同时生产，形成低水平重复的局面。

科研成果转化生产产业化的速度慢
耐火材料是钢铁、水泥、玻璃、有色金属等工业的重要基础材料，高温窑炉的技术进步推动了我国耐火材料在品种、质量方面的发展，通过国家科技攻关和行业的科研项目取得了很多科技成果，很多成果在市场需求的情况下进行了生产转化，但是一些技术含量高、生产难度大、技术附加值相对高的科技成果生产转化的速度较慢，迟迟不能形成大批量生产的能力，不能及时为高温工业的发展服务
2.国外耐火材料现状
欧州和日本的耐火材料工业具有相类似的现状：消耗降低，总量减少，质量和使用寿命仍在提高。

日本钢铁工业是最主要的耐火材料用户，其用量占总量的近70％。

受其近年来之重组，减员，加强高级钢和特种钢发展以提高国际竞争力等变革的影响，日本耐火材料工业也在适应要求，努力提高耐火材料使用的三性——耐用性、可靠性、施工性(Durability，Reliabilhy，workabili哆)，同时，承受降价和符合环境保护的要求。

从1990年到2002年，钢铁工业耐火材料消耗量减少了近30％，其中对不定形耐火材料而言，总量变化不大，亦即使用比例逐年提高，2002年达到64．9％，定形耐火材料则下降了近50％，由1990年的61．9万t降至2002年的31万t。

定形产品粘土砖大幅度减少，高铝砖降了42％，镁炭砖降了26％；不定形耐火材料仍以浇注料为主，产量始终在35万一40万t问，喷补料在1994一1996年间由于湿式喷射技术(shot—creting)的使用和在高炉出铁沟和钢包中的应用而有明显的增长。

3.国内外耐火材料发展方向
一方面耐火材料的主要用户如钢铁、水泥、玻璃、有色金属等行业的技术发展对耐火材料提出了更高的质量和品种要求。

另一方面，这些行业在激烈的质量和价格竞争中，向耐火材料提出了严峻的降低吨产品耐火材料成本的要求，致使耐火材料企业要以更大的投人加快新的优质产品的开发与研究，以适应和满足这
些行业的要求。

原料以高纯为主，天然精选和人工合成并用；制品以高纯氧化物为主，非氧化物及复合材料并重；制品品种则紧紧围绕用户的技术发展要求开发绿色、环保、节能及多功能产品。

镁质材料行业不仅要研发更新、更好的原料(天然的和合成的)，还要研究结构和性能之间的关系，研制、设计出能满足实际需要的性能和微观结构的产品，更要做好生产环境的粉尘、噪音等污染治理工作。

优化与节约原料、能源，开发不定型与定型耐火材料的全新、高效、紧凑、低排放、清洁的生产新工艺流程，拓展耐火材料行业的生产与发展空间。

新型耐火材料的发展趋势
近年来钢铁生产新工艺和新技术的推广，以及节能降耗和环保方面的要求，新型的耐火材料的发展迫在眉睫，将包括高性能的结构型耐火材料和功能型两大类耐火材料。

结构型耐火材料
结构型耐火材料的总体发展趋势将是高纯度化、致密化、精密化、含碳耐火材料的普及化、氧化物和非氧化物材料的复合化和不定形化。

特别是不定形耐火材料将在今后一段时期内有较大的应用市场，这是因为它具有生产周期短、节约能源、整体性好、适应性强、综合使用效果好等优点。

不定形耐火材料自身的技术发展趋势有以下几方面。

（1）材质方面。

近年来，不定形耐火材料的材质正由中性、酸性氧化物材料向碱性氧化物材料和氧化物与非氧化物复合材料发展，由低纯度向高纯度发展，所用的原料则由以天然耐火原料为主向人工合成耐火原料发展；（2）结合方式。

近年来，不定形耐火材料的结合方式循着水合结合--化学结合--水合结合+凝聚结合--聚合结合--凝聚结合的方向发展；（3）作业性能。

近年来不定形耐火材料的作业性能循着由难触变到易触变再到无触变(易流动)的方向发展。

从流变学的观点来说，即从塑一弹性向粘一塑一弹性与粘一塑性的方向发展；（4）调合用水量。

近年来不定形耐火材料调合用水量正由高水分向低水分及无水分方向发展。

不定形耐火材料的研究方面取得的最为瞩目的新技术突破包括：
（1）自结合不定形耐火材料；（2）自烧结不定形耐火材料；（3）自流型不定形耐火材料。

近年来，国内有关耐火材料研究和生产单位对加热炉用耐火材料进行攻关，使加热炉用耐火材料得到了长足的进步，我国加热炉耐火材料的技术水平接近到世界先进水平。

目前，我国加热炉用耐火材料正在向一个新时期——智能型快干浇注料和快干自流浇注料时期过渡。

功能型耐火材料
功能型耐火材料包括高性能隔热耐火材料、高辐射率节能涂料、高导热和高导电耐火材料、高性能快速蓄热耐火材料等。

（1）高性能隔热耐火材料包括耐火纤维制品、超细微孔轻质砖、轻质不定形耐火材料等，这类材料具有很低的热导率，砌筑炉墙时使用这类材料可以大幅度降低炉体的散热和蓄热损失，从而具有显著的节能效果。

（2）高辐射率节能涂料利用其热辐射波段范围内的高辐射率(或高吸收率)，在炉膛内侧喷涂后，可以有效提高炉膛内火焰和烟气中辐射能的利用率，从而降低烟气出炉温度，减少排烟热损失。

（3）高导热耐火材料用于高温烟气的热交换和余热回收。

当燃气温度为1300~左右时，使用热效)率为60％的陶瓷热交换器，可节省燃料约48％，而使用金属热交换器仅能节省燃料24％。

（4）高导电耐火材料在直流电弧炉中有很广泛的应用。

直流电弧炉的底电极有好几种形式，其中ABB式底电极是由导电耐火材料构成的。

高温空气燃料技术是近年来发展起来的一种全新的燃烧与极限余热回收技术，该技术利用蓄热室将烟气中的余热充分回收，并将助燃空气加热到800～1000摄氏度以上，而排烟温度可降至130～150摄氏度。

（5）高性能快速蓄热耐火材料，耐火材料蓄热体是蓄热室的关键材料，它是蓄热室的换热介质，它将炉内烟气的余热吸收过来储存，然后用储存的热量将空气或燃料加热，这样，不仅提高了空气和燃料的预热温度，降低了废气的排放温度，节约能源，同时还大幅度减少了CO 和NO 的排放，有益于环境保护。

4.总结
面对我国耐火材料工业的现状，中国耐火材料工业必须以国内外市场为导向，在品种、质量、数量上满足高温工业发展的需要，瞄准世界耐火材料前沿科学技术，加速提高行业自主技术创新能力，努力建设有中国特色的耐火材料生产工艺和品种系列，更好地为钢铁、水泥、玻璃、有色金属等行业服务。

发展环保型耐火材料已成为耐火材料领域的一项重要任务，它不仅包括一些有害、有毒污染环境的材料和结合剂的无害化替代，也包括更广义的用后废弃耐火材料的再生利用，这需要耐火材料生产企业和用户的同力合作去实现。

另外耐火材料的开发、研究和提高应重视加强基础研究，借鉴和引进其他领域的一些新技术、新思路。

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