不定形耐火材料.doc

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1、不定形耐火材料节能化研究进展学　　　　号：_____xxxx_______作　　者：____xxxx________xxxx专业名称：________________xxxx年xx月xx日摘要：针对耐火材料存在的高能耗问题，介绍了近年来国内外在不定形耐火材料原料与产品方面所开展的节能化研究工作，指出了不定形耐火材料节能化发展方向。关键词:不定形耐火材料；节能；进展耐火材料主要是为冶金、建材、有色金属等高温工业服务的，其中约70%用于钢铁冶炼，17%用于建材行业，有色金属行业使用3%。近年来，尽管日、美、欧洲等发达国家和地区的钢铁产量停滞不前，但我国与印度、巴

2、西、伊朗等国家的钢铁产量却在增加，全球钢铁产量整体仍呈增长趋势；其他如水泥、玻璃、有色金属、石油化工、陶瓷等制造业在中国、东南亚、中东、非洲等国家和地区正在并将得到蓬勃发展。不定形耐火材料由于不需预先成型和烧成，已经成为耐火材料中不可忽视的重要成员。我国不定形耐火材料技术发展迅速，研究和应用水平不断提高，其使用性能基本可以满足国内高温工业的需求。但是，随着高温工业的快速发展，特别是国家对高温工业的节能要求，不定形耐火材料的节能化仍然是一项重要而艰巨的任务。减少炉壁外表面热量散失可通过加大炉壁厚度和选用热导率小的各种保温隔热耐火材料。但是，加大炉壁厚度将导致炉

3、体的蓄热量增加，结果使蓄热损失增大，因此，合理开发并利用各种隔热保温材料是最佳选择。1不定形耐火材料1.1轻质原料现行的多孔耐火原料与多孔陶瓷的制备方法基本相似，有添加造孔剂法[1]、发泡法[2]、凝胶注模法[3]、有机泡沫浸渍法[4]等。在这些方法中，要么有机物分解产生有毒气体；要么工艺复杂，成本增加;；要么孔径较大，强度较低。不定形耐火原料轻质化，特别是微孔化，不但可以提高强度，显著降低热导率，同时在不明显降低材料抗渣性的基础上，可以减少耐火材料单耗。1.2均化烧结料耐火原料经熔融后加工而成的致密颗粒料、粉料，抗渣侵蚀性能得到增强，但因为热导率增大而能耗

4、也相应加大。与电熔法相比，烧结法得到的耐火原料尽管某些高温性能有所下降，但结晶粒度和体积密度相对较小，对降低热导率有利。与此同时，我国耐火原料由于矿床构造不同和受最大利润的驱动，采富弃贫，采易弃难，采剥失调，从而导致其组成变化较大，不仅资源遭到不同程度的破坏，环境失治现象也相当严重。所以，理论上采用均化工艺，利用烧结法较电熔法可以生产出高温性能优良、热导率有望较低的耐火原料。张恩［5］选择铝矾土生料为原料，经破粉碎、振动磨粉磨、高强磁铁除铁，采用挤泥法成型，比较了铝矾土块料及其粉料在真空挤泥条件下，添加ɑ-Al2O3粉、Al(OH)3细粉和工业氧化铝对铝矾土

5、材料烧结性能的影响。结果表明，采用矾土粉料和挤泥机制备的矾土熟料，与矾土块料烧成的熟料相比，体积密度明显提高；如果采用真空挤泥机成型，试样的体积密度会进一步增大。通过向铝矾土中添加一定数量的工业氧化铝、氢氧化铝和ɑ-Al2O3微粉可以提高铝矾土中Al2O3含量，降低碱金属氧化物的影响，其中，当采用氢氧化铝和ɑ-Al2O3微粉为添加物时，可在1600℃煅烧条件下，得到体积密度为3.62和3.65g·cm的矾土基烧结刚玉。1.3耐火氧化物微粉耐火氧化物微粉是不定形耐火材料中普遍使用的一种耐火原料。这些氧化物微粉除二氧化硅微粉外，消耗量较大的氧化铝微粉通常采用化学

6、法或液相法生产，污染环境；而使用刚玉、镁铝尖晶石、锆英石等原料，采用机械法生产微粉则需要长时间细磨。2不定形耐火产品2.1快速干燥浇注料影响不定形耐火材料快速干燥的条件有:加水量、透气性、厚度、内外表面传热条件、干燥制度等。一般情况下，采用金属铝、普通有机纤维、乳酸铝、AC发泡剂等作为防爆剂，很难实现快速干燥。西村雅史等[6]通过增大水泥加入量，不但改善了铝镁浇注料的流动性和养护后的抗折强度，而且可以提高其抗爆裂性能。槙原崇[7]等采用硅溶胶取代氧化铝水泥，研究了不同结合剂对铁沟快干浇注料性能的影响，与以氧化铝水泥为结合剂的试样LC相比，采用硅溶胶为结合剂的

7、试样SS1、SS2养护及烘烤过程中的透气度更大，抗爆裂性更强，而且抗渣侵蚀性更加优越。2.2余热在线“造衬”2.3.1转炉大面快速烧结修补料转炉炼钢是当今世界的主要炼钢方法。随着溅渣护炉、半干法喷补等高温修补技术的应用，转炉的寿命大幅度提高。其中转炉大面修补料被广泛用于装料侧、底部及出钢侧壁等部位，利用出钢后的间隙投料，作业简便，成为延长转炉炉龄的重要材料之一"转炉大面修补料应该具有以下特性：①受热具有良好的流动性；②能快速烧结；③有较强的粘结强度；④有高的强度和耐侵蚀性。其中，快速烧结可缩短修补时间，是及时修补和提高转炉作业率的关键，也有利于节能。目前，工

8、业上主要采用沥青结合镁质大面修补料，尽管使用寿命较长