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振發耐材

耐火原料多元化發展適應鋼鐵工業新常態

  耐火材料是鋼鐵工業的基礎性材料。耐材工業和鋼鐵工業相互促進,共同發展。隨著我國經濟進入新常態,鋼鐵工業出現了一系列新特征:産能過剩,盈利能力下降,環境資源約束增強,轉型升級面臨更多挑戰等。鋼鐵工業的新常態對處于産業鏈上遊的耐材工業提出了新要求、新思維並促生新變化。耐材的性能及應用近年來呈現特性化、多元化、精細化、高效化和低耗化的特點,耐火原料的發展必須與之相適應,也將向多元化、豐富化、特色化等新態勢演變。

  1 对耐火原料新要求的多元体现

  1.1 绿色环保的新要求

  1.1.1 满足洁净钢冶炼的要求

  潔淨鋼冶煉對煉鐵、煉鋼用相關輔料和耐材減少和避免汙染鐵水、鋼水方面提出了新的要求。研究和實踐發現,鋁矽的筒膶︿撍畷兴鶝@染,鎂質材料不汙染,而含有遊離CaO的材料則非但不汙染,還有潔淨鋼水的作用。爲此,有良好抗水化性的燒結和電熔含遊離CaO的鎂鈣原料受到青睐。

  爲了減少含碳耐材對鋼水的增碳汙染,需要降低碳複合耐材的碳含量。爲了消除降碳對抗熱震、抗侵蝕等性能的副作用,需要引入彌散化碳源。促進了適合耐火材料用各種納米碳源如炭黑、納米碳管、石墨烯的研發和生産。

  为了减少中间包工作衬对精炼后钢水的"回磷"作用,开发了低磷或无磷的结合体系。2.1.2 满足钢铁工业"绿色化"的要求

  鉴于Cr6+有致癌作用,含铬耐材已被国家列入限制使用的产品,用低铬和无铬新材料取代含铬材料势在必行。如高性能镁碳砖、镁铝尖晶石砖、镁锆砖等应用于RH 等精炼炉,可取代传统的镁铬砖。

  高爐出鐵口用的炮泥普遍采用焦油做結合劑,爲減少生産和使用過程中對環境的汙染,促使人們開發新的環保型結合劑。

  爲了減少傳統矽酸鋁耐火纖維在生産、加工、使用安裝、用後處理等過程對環境及人體的危害,生物可降解鈣鎂矽的突鹄w維已被開發使用。

  1.1.3 满足钢铁工业节能减排的要求

  作为工业炉衬材料,采用节能型耐材势在必行。近几年开发和应用的有利于节能的新原料有:微孔结构轻质莫来石-质原料、莫来石质中空球、轻量化微孔烧结氧化铝、CA6-MA 复相轻质骨料、橄榄石轻质料、尖晶石轻质料、纳米孔二氧化硅粉体及其聚合体等。

  1.2 发展经济型耐材

  目前,與耐火原料産業鏈相關的耐材行業、鋼鐵工業處于低迷期,低價中標成爲該供應鏈關系的方向標。另一方面,有的高品位天然礦物原料如高鋁礬土逐漸枯竭,礦石品位下降且品質波動增大,靠高檔原料提高性能、廉價原料降低成本的技術配置路線逐漸走到盡頭。受此取向的引導,廉價型、經濟型耐火原料和制品將成爲大趨勢。

  低消耗是經濟型耐材的主要發展方向。原料實現低消耗的主要方向是擴大天然生料、輕燒料、再生料的使用範圍。爲保證耐材的高溫體積穩定性,天然原料多須在高溫下燒結或電熔,使其達到瘠性化,盡可能趨于熱力學平衡態。這會導致能耗高,也會造成一定程度的能力富余,某種意義上造成隱形資源和能源浪費。可開發和應用比傳統燒結溫度有所降低的非平衡態原料,甚至可直接加入一定量的天然生料,在一定程度上降低耐材的能耗。

  已有研究表明,添加一定量天然生料的澆注料有良好的效果,生料受熱後分解逸出的氣體形成通道,有助于提高抗爆裂性能。在鋁矽澆注料中加入生煤矸石或輕燒煤矸石,受熱後生成原位莫來石,可提高其熱態抗折強度、荷重軟化溫度,改善抗熱震性,同時也有助于實現重質材料的輕量化。

  面对高品位矿渐趋枯竭,低品位矿日益成为主要原料来源的现状,人们须重新考量原料和制品指标的科学性、合理性和适应性,优化原料配置,使其更具优良的和有竞争力的性价比。应考虑适当降低某些非熔体冲刷、侵蚀部位所用高铝质耐材的A12O3 含量和体积密度,放宽对某些

  中低溫部位所用鋁矽質耐材雜質含量的要求。