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耐火材料應(yīng)用的特點(diǎn)
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耐火材料應(yīng)用的特點(diǎn)
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隨著工業(yè)的發(fā)展，耐火材料應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，耐火材料功能日益顯著，耐火材料單耗大幅度下降。
耐火材料應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大 隨著冶煉技術(shù)的發(fā)展，耐火材料的品種與質(zhì)量發(fā)生重大變化。從氧化物和硅酸鹽為主演變?yōu)橐匝趸铩⒎茄趸锖褪珡?fù)合為主（含以非氧化物為主）。如高爐爐身用氮化硅結(jié)合的碳化硅制品逐步取代高鋁磚和剛玉制品。鎂碳磚與鎂白云石碳磚已廣泛應(yīng)用于氧氣轉(zhuǎn)爐、電爐，并擴(kuò)大至爐外精煉裝置與盛鋼桶。碳結(jié)合制品，如鋁碳質(zhì)、鋯碳質(zhì)、鋁鋯碳質(zhì)等制品已成為連鑄用耐火材料的主要制品。氧化鋁一碳化硅一碳質(zhì)制品已成功地用于砌筑鐵水預(yù)處理裝置上。熔鑄鎂鉻磚、燒結(jié)鎂鉻磚及碳化硅磚等在有色金屬冶煉領(lǐng)域中得到充分的應(yīng)用。
氧化物制品如氧化鎂、氧化鋁、氧化鉻及氧化鋯等也隨著使用要求的提高得到了發(fā)展，其中也包括相應(yīng)的不定形材料與隔熱耐火制品。
制品品種、質(zhì)量的改進(jìn)與提高，原料也從以天然為主演變到以天然精選和人工合成并用。加工工藝更加嚴(yán)格遵循精料、精配、精混、高壓、高溫、精整與采用復(fù)合技術(shù)及引用微米級(jí)超細(xì)粉配料等原則。通過(guò)調(diào)節(jié)控制顯微結(jié)構(gòu)特征，改善、提高高溫性能，優(yōu)化力學(xué)性能，抗熱震性能和抗侵蝕性能，并借無(wú)損檢測(cè)手段，嚴(yán)格控制質(zhì)量。
不定形耐火材料應(yīng)用范圍從低、中溫領(lǐng)域向高溫領(lǐng)域逐步擴(kuò)大，不定形耐火材料作為新型筑爐材料，具有生產(chǎn)周期短、節(jié)省生產(chǎn)能耗、施工簡(jiǎn)便、使用過(guò)程中整體性強(qiáng)及綜合使用效果好等優(yōu)點(diǎn)，已受到日益廣泛的重視，有進(jìn)一步取代某些燒成制品的趨勢(shì)。其中澆注料由于低水泥、超低水泥和無(wú)水泥耐火澆注料的相繼開(kāi)發(fā)以及人工合成原料與電熔原料的采用，品種不斷擴(kuò)大，質(zhì)量明顯提高，其用量約占不定形耐火材料總用量的50％。不定形耐火材料應(yīng)用的范圍已從低中溫領(lǐng)域向高溫領(lǐng)域，由氣氛爐向接觸金屬熔液的熔煉爐發(fā)展。如燒結(jié)機(jī)的點(diǎn)火爐和保溫爐采用高鋁可塑料作為內(nèi)襯，壽命已超過(guò)磚砌內(nèi)襯。高爐出鐵溝采用剛玉、碳化硅等合成原料配制的澆注料內(nèi)襯，經(jīng)連續(xù)修補(bǔ)，通鐵量可達(dá)50～100萬(wàn)t，滿(mǎn)足了高爐強(qiáng)化冶煉的要求。又如，水冷及爐底出鋼電爐，在每噸鋼消耗5～6kg耐火材料中，不定形料占4～5kg.采用優(yōu)質(zhì)原料澆注振動(dòng)成型的整體化盛鋼桶內(nèi)襯已成為構(gòu)筑桶襯的發(fā)展方向。連鑄用不定形耐火材料品種增加，部位日益擴(kuò)大，如鎂鉻質(zhì)涂料用作中間罐工作層，超低水泥結(jié)合的致密高強(qiáng)澆注料制成的凈化鋼水的擋渣堰板等均取得了成功。爐外精煉方面以鋼纖維補(bǔ)強(qiáng)的高純鋁鎂質(zhì)澆注料成功地應(yīng)用于CAS浸漬管；以電熔超高鋁水泥結(jié)合的剛玉質(zhì)澆注料用作RH的吸管內(nèi)襯等均取得滿(mǎn)意的效果。加熱爐從采用高鋁水泥結(jié)合的澆注料、可塑料，改進(jìn)為粘土結(jié)合澆注料。使用壽命顯著超過(guò)粘土磚。
耐火材料功能化 耐火材料主要用作高溫窯爐與高溫容器等熱工設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料。隨著冶煉技術(shù)的發(fā)展，在某些冶煉工藝環(huán)節(jié)中需要使用性能超越金屬材料的耐火材料作為工作部件，這些工作部件（耐火材料制品）除了耐火材料固有的性能外，還必須具備冶煉工藝對(duì)其要求的特定功能。這就開(kāi)辟了耐火材料功能化的新途徑。它主要包括連鑄系統(tǒng)中節(jié)流鋼水用的滑動(dòng)水口、中間罐節(jié)流鋼水用的吹氬整體塞棒、防止鋼水在澆注過(guò)程中二次氧化的長(zhǎng)水口及浸入式水口、濾除鋼水非金屬夾雜物的過(guò)濾器以及頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐、底吹電爐與盛鋼桶用供氣元件，作為噴射冶金關(guān)鍵部件的陶瓷噴射器等。這些耐火材料作為連鑄機(jī)組中的一環(huán)，是重要的工作部件，除了要求優(yōu)良的抗熱震性、高溫強(qiáng)度及抗侵蝕性外，操作中要求安全可靠。并對(duì)外形尺寸，平整度、表面缺陷及裂紋等均有嚴(yán)格的要求，是耐火行業(yè)中技術(shù)密集的環(huán)節(jié)之一。
耐火材料單耗顯著降低 進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來(lái)，鋼鐵工業(yè)噸鋼耐火材料消耗呈明顯下降的趨勢(shì)，如日本已降低至11.9kg、美國(guó)為15.5kg、英國(guó)為15.3kg.中國(guó)除個(gè)別先進(jìn)企業(yè)達(dá)到13.5～14kg的水平外，全國(guó)平均水平仍然偏高：重點(diǎn)企業(yè)1990年為28.46kg，1991年為28.09kg及1992年為26.43kg（均不含不定形材料），約為先進(jìn)的3倍。
耐火材料單耗降低的原因：首先是耐火材料新品種的開(kāi)發(fā)與制品質(zhì)量的不斷提高，其次是冶煉技術(shù)與工藝的更新和改進(jìn)以及強(qiáng)化行業(yè)管理水平等
耐火材料應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大 隨著冶煉技術(shù)的發(fā)展，耐火材料的品種與質(zhì)量發(fā)生重大變化。從氧化物和硅酸鹽為主演變?yōu)橐匝趸铩⒎茄趸锖褪珡?fù)合為主（含以非氧化物為主）。如高爐爐身用氮化硅結(jié)合的碳化硅制品逐步取代高鋁磚和剛玉制品。鎂碳磚與鎂白云石碳磚已廣泛應(yīng)用于氧氣轉(zhuǎn)爐、電爐，并擴(kuò)大至爐外精煉裝置與盛鋼桶。碳結(jié)合制品，如鋁碳質(zhì)、鋯碳質(zhì)、鋁鋯碳質(zhì)等制品已成為連鑄用耐火材料的主要制品。氧化鋁一碳化硅一碳質(zhì)制品已成功地用于砌筑鐵水預(yù)處理裝置上。熔鑄鎂鉻磚、燒結(jié)鎂鉻磚及碳化硅磚等在有色金屬冶煉領(lǐng)域中得到充分的應(yīng)用。
氧化物制品如氧化鎂、氧化鋁、氧化鉻及氧化鋯等也隨著使用要求的提高得到了發(fā)展，其中也包括相應(yīng)的不定形材料與隔熱耐火制品。
制品品種、質(zhì)量的改進(jìn)與提高，原料也從以天然為主演變到以天然精選和人工合成并用。加工工藝更加嚴(yán)格遵循精料、精配、精混、高壓、高溫、精整與采用復(fù)合技術(shù)及引用微米級(jí)超細(xì)粉配料等原則。通過(guò)調(diào)節(jié)控制顯微結(jié)構(gòu)特征，改善、提高高溫性能，優(yōu)化力學(xué)性能，抗熱震性能和抗侵蝕性能，并借無(wú)損檢測(cè)手段，嚴(yán)格控制質(zhì)量。
不定形耐火材料應(yīng)用范圍從低、中溫領(lǐng)域向高溫領(lǐng)域逐步擴(kuò)大，不定形耐火材料作為新型筑爐材料，具有生產(chǎn)周期短、節(jié)省生產(chǎn)能耗、施工簡(jiǎn)便、使用過(guò)程中整體性強(qiáng)及綜合使用效果好等優(yōu)點(diǎn)，已受到日益廣泛的重視，有進(jìn)一步取代某些燒成制品的趨勢(shì)。其中澆注料由于低水泥、超低水泥和無(wú)水泥耐火澆注料的相繼開(kāi)發(fā)以及人工合成原料與電熔原料的采用，品種不斷擴(kuò)大，質(zhì)量明顯提高，其用量約占不定形耐火材料總用量的50％。不定形耐火材料應(yīng)用的范圍已從低中溫領(lǐng)域向高溫領(lǐng)域，由氣氛爐向接觸金屬熔液的熔煉爐發(fā)展。如燒結(jié)機(jī)的點(diǎn)火爐和保溫爐采用高鋁可塑料作為內(nèi)襯，壽命已超過(guò)磚砌內(nèi)襯。高爐出鐵溝采用剛玉、碳化硅等合成原料配制的澆注料內(nèi)襯，經(jīng)連續(xù)修補(bǔ)，通鐵量可達(dá)50～100萬(wàn)t，滿(mǎn)足了高爐強(qiáng)化冶煉的要求。又如，水冷及爐底出鋼電爐，在每噸鋼消耗5～6kg耐火材料中，不定形料占4～5kg.采用優(yōu)質(zhì)原料澆注振動(dòng)成型的整體化盛鋼桶內(nèi)襯已成為構(gòu)筑桶襯的發(fā)展方向。連鑄用不定形耐火材料品種增加，部位日益擴(kuò)大，如鎂鉻質(zhì)涂料用作中間罐工作層，超低水泥結(jié)合的致密高強(qiáng)澆注料制成的凈化鋼水的擋渣堰板等均取得了成功。爐外精煉方面以鋼纖維補(bǔ)強(qiáng)的高純鋁鎂質(zhì)澆注料成功地應(yīng)用于CAS浸漬管；以電熔超高鋁水泥結(jié)合的剛玉質(zhì)澆注料用作RH的吸管內(nèi)襯等均取得滿(mǎn)意的效果。加熱爐從采用高鋁水泥結(jié)合的澆注料、可塑料，改進(jìn)為粘土結(jié)合澆注料。使用壽命顯著超過(guò)粘土磚。
耐火材料功能化 耐火材料主要用作高溫窯爐與高溫容器等熱工設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料。隨著冶煉技術(shù)的發(fā)展，在某些冶煉工藝環(huán)節(jié)中需要使用性能超越金屬材料的耐火材料作為工作部件，這些工作部件（耐火材料制品）除了耐火材料固有的性能外，還必須具備冶煉工藝對(duì)其要求的特定功能。這就開(kāi)辟了耐火材料功能化的新途徑。它主要包括連鑄系統(tǒng)中節(jié)流鋼水用的滑動(dòng)水口、中間罐節(jié)流鋼水用的吹氬整體塞棒、防止鋼水在澆注過(guò)程中二次氧化的長(zhǎng)水口及浸入式水口、濾除鋼水非金屬夾雜物的過(guò)濾器以及頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐、底吹電爐與盛鋼桶用供氣元件，作為噴射冶金關(guān)鍵部件的陶瓷噴射器等。這些耐火材料作為連鑄機(jī)組中的一環(huán)，是重要的工作部件，除了要求優(yōu)良的抗熱震性、高溫強(qiáng)度及抗侵蝕性外，操作中要求安全可靠。并對(duì)外形尺寸，平整度、表面缺陷及裂紋等均有嚴(yán)格的要求，是耐火行業(yè)中技術(shù)密集的環(huán)節(jié)之一。
耐火材料單耗顯著降低 進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來(lái)，鋼鐵工業(yè)噸鋼耐火材料消耗呈明顯下降的趨勢(shì)，如日本已降低至11.9kg、美國(guó)為15.5kg、英國(guó)為15.3kg.中國(guó)除個(gè)別先進(jìn)企業(yè)達(dá)到13.5～14kg的水平外，全國(guó)平均水平仍然偏高：重點(diǎn)企業(yè)1990年為28.46kg，1991年為28.09kg及1992年為26.43kg（均不含不定形材料），約為先進(jìn)的3倍。
耐火材料單耗降低的原因：首先是耐火材料新品種的開(kāi)發(fā)與制品質(zhì)量的不斷提高，其次是冶煉技術(shù)與工藝的更新和改進(jìn)以及強(qiáng)化行業(yè)管理水平等
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