不定形耐火材料發(fā)展的簡要回顧與展望

1、不定形耐火材料發(fā)展的不定形耐火材料發(fā)展的簡要回顧和展望簡要回顧和展望耐火泥土的發(fā)現(xiàn)耐火泥土的發(fā)現(xiàn) 大約公元前大約公元前60006000年，西亞地區(qū)（今天伊拉克、伊朗、敘利亞和土耳其周邊年，西亞地區(qū)（今天伊拉克、伊朗、敘利亞和土耳其周邊地區(qū)）的人類發(fā)現(xiàn)被火燒烤后的泥土變得致密，水不容易滲入，他們還發(fā)現(xiàn)地區(qū)）的人類發(fā)現(xiàn)被火燒烤后的泥土變得致密，水不容易滲入，他們還發(fā)現(xiàn)像粘土這樣有較高粘度的泥巴可以作成任何大小的爐膛，后來該地域的人們像粘土這樣有較高粘度的泥巴可以作成任何大小的爐膛，后來該地域的人們學(xué)會用粘土成型各種器皿。當(dāng)時粘土做成的最重要的器皿是經(jīng)過燒后定形的學(xué)會用粘土成型各種器皿。當(dāng)時粘土做成

2、的最重要的器皿是經(jīng)過燒后定形的水罐。水罐。近代不定形耐火材料的發(fā)展近代不定形耐火材料的發(fā)展標(biāo)志性事標(biāo)志性事18561856年年 法國人法國人Sain-Claire DevilleSain-Claire Deville發(fā)現(xiàn)鋁酸鈣化合發(fā)現(xiàn)鋁酸鈣化合物的水合結(jié)合性能（物的水合結(jié)合性能（鋁酸鈣水泥的發(fā)明鋁酸鈣水泥的發(fā)明）19141914年年 美國人美國人SchaeferSchaefer制造出制造出耐火可塑料耐火可塑料（派力固公（派力固公司的起源）司的起源）不定形耐火材料的發(fā)展不定形耐火材料的發(fā)展l19181918年年 法國開始銷售鋁酸鹽水泥法國開始銷售鋁酸鹽水泥l(xiāng)19251925年年 歐美國家以鋁酸鹽

3、水泥作為耐火澆注料的結(jié)合劑歐美國家以鋁酸鹽水泥作為耐火澆注料的結(jié)合劑 l二戰(zhàn)時期二戰(zhàn)時期 美國用耐火可塑料、澆注料作鍋爐和石油設(shè)備內(nèi)襯美國用耐火可塑料、澆注料作鍋爐和石油設(shè)備內(nèi)襯l19551955年年 日本開始生產(chǎn)不定形耐火材料日本開始生產(chǎn)不定形耐火材料l19601960年年 美、日、聯(lián)邦德國不定形耐火材料分別占本國耐火材料美、日、聯(lián)邦德國不定形耐火材料分別占本國耐火材料產(chǎn)量的產(chǎn)量的12.6%12.6%、1.6%1.6%和和1.6%1.6%。l1966-19751966-1975年年 發(fā)達(dá)國家不定形耐火材料實現(xiàn)品種系列化發(fā)達(dá)國家不定形耐火材料實現(xiàn)品種系列化l19921992年年 日本率先實現(xiàn)不

4、定形耐火材料產(chǎn)量超過定型耐火磚。日本率先實現(xiàn)不定形耐火材料產(chǎn)量超過定型耐火磚。第一階段（第一階段（2020世紀(jì)初世紀(jì)初-20-20世紀(jì)世紀(jì)7070年代）年代）n以水泥、水玻璃和磷酸鹽等為主要結(jié)合劑以水泥、水玻璃和磷酸鹽等為主要結(jié)合劑n采用普通耐火骨料和粉料采用普通耐火骨料和粉料n主要應(yīng)用于鍋爐、管式加熱爐、熱處理爐、軋鋼加熱爐、煙囪主要應(yīng)用于鍋爐、管式加熱爐、熱處理爐、軋鋼加熱爐、煙囪和熱工設(shè)備基礎(chǔ)等部位和熱工設(shè)備基礎(chǔ)等部位n較之以前，使用壽命提高，但襯體易剝落，耐用性不夠長較之以前，使用壽命提高，但襯體易剝落，耐用性不夠長不定形耐火材料發(fā)展的三個階段不定形耐火材料發(fā)展的三個階段第三階段（第三

5、階段（2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代中年代中- -至今）至今）n采用復(fù)合結(jié)合劑、超細(xì)粉及高效外加劑采用復(fù)合結(jié)合劑、超細(xì)粉及高效外加劑n采用粘土熟料、高鋁礬土熟料、鎂砂等天然原料，剛玉、莫采用粘土熟料、高鋁礬土熟料、鎂砂等天然原料，剛玉、莫來石、尖晶石、碳化硅等人工合成原料來石、尖晶石、碳化硅等人工合成原料n研制成低水泥、超低水泥、無水泥系列耐火澆注料、新技術(shù)研制成低水泥、超低水泥、無水泥系列耐火澆注料、新技術(shù)耐火澆注料號新施工方法材料等新品種。耐火澆注料號新施工方法材料等新品種。n結(jié)合體系的純凈化和穩(wěn)定化，可實現(xiàn)自結(jié)合，自燒結(jié)和自膨結(jié)合體系的純凈化和穩(wěn)定化，可實現(xiàn)自結(jié)合，自燒結(jié)和自膨脹，性能顯著

6、提高。脹，性能顯著提高。n應(yīng)用范圍已進(jìn)入各種高溫熔煉爐及其附屬熱工設(shè)備。應(yīng)用范圍已進(jìn)入各種高溫熔煉爐及其附屬熱工設(shè)備。不定形耐火材料發(fā)展的三個階段不定形耐火材料發(fā)展的三個階段第三階段（第三階段（2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代中年代中- -至今）至今）n采用復(fù)合結(jié)合劑、超細(xì)粉及高效外加劑采用復(fù)合結(jié)合劑、超細(xì)粉及高效外加劑n采用粘土熟料、高鋁礬土熟料、鎂砂等天然原料，剛玉、莫采用粘土熟料、高鋁礬土熟料、鎂砂等天然原料，剛玉、莫來石、尖晶石、碳化硅等人工合成原料來石、尖晶石、碳化硅等人工合成原料n研制成低水泥、超低水泥、無水泥系列耐火澆注料、新技術(shù)研制成低水泥、超低水泥、無水泥系列耐火澆注料、新技術(shù)耐

7、火澆注料號新施工方法材料等新品種。耐火澆注料號新施工方法材料等新品種。n結(jié)合體系的純凈化和穩(wěn)定化，可實現(xiàn)自結(jié)合，自燒結(jié)和自膨結(jié)合體系的純凈化和穩(wěn)定化，可實現(xiàn)自結(jié)合，自燒結(jié)和自膨脹，性能顯著提高。脹，性能顯著提高。n應(yīng)用范圍已進(jìn)入各種高溫熔煉爐及其附屬熱工設(shè)備。應(yīng)用范圍已進(jìn)入各種高溫熔煉爐及其附屬熱工設(shè)備。不定形耐火材料發(fā)展的三個階段不定形耐火材料發(fā)展的三個階段n原始制陶和青銅器時代的耐火粘土原始制陶和青銅器時代的耐火粘土- -原始不定形耐火材料原始不定形耐火材料n2020實際實際5050年代初期年代初期 開始研制、應(yīng)用現(xiàn)代不定形耐火材料開始研制、應(yīng)用現(xiàn)代不定形耐火材料n上世紀(jì)上世紀(jì)6060年代

8、年代 鋁硅酸鹽水泥研制成功鋁硅酸鹽水泥研制成功n上世紀(jì)上世紀(jì)7070年底年底 耐火可塑料在軋鋼生產(chǎn)用窯爐中獲得廣泛應(yīng)用耐火可塑料在軋鋼生產(chǎn)用窯爐中獲得廣泛應(yīng)用n上世紀(jì)上世紀(jì)8080年代以來年代以來 耐火噴涂料、澆注料發(fā)展迅速耐火噴涂料、澆注料發(fā)展迅速n19771977年年 我國正式采用我國正式采用“不定形耐火材料不定形耐火材料”這一名稱這一名稱中國不定形耐火材料的發(fā)展中國不定形耐火材料的發(fā)展n生產(chǎn)簡單。不需要投入高的設(shè)施，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本較低。生產(chǎn)簡單。不需要投入高的設(shè)施，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本較低。n能耗低。為燒成制品的能耗低。為燒成制品的10.30%10.30%。n施工效率高?？蓹C(jī)械化施

9、工，減輕工人勞動強(qiáng)度，施工效率高施工效率高?？蓹C(jī)械化施工，減輕工人勞動強(qiáng)度，施工效率高=施工時間和施工時間和費(fèi)用降低。費(fèi)用降低。n整體性好?？上u縫造成的安全隱患，特別是作為直接與高溫熔體相接觸整體性好?？上u縫造成的安全隱患，特別是作為直接與高溫熔體相接觸的內(nèi)襯時，這種無接縫的整體襯更為安全可靠。的內(nèi)襯時，這種無接縫的整體襯更為安全可靠。n通過局部修補(bǔ)和在殘襯上進(jìn)行補(bǔ)澆通過局部修補(bǔ)和在殘襯上進(jìn)行補(bǔ)澆=減少材料消耗減少材料消耗n適宜于復(fù)雜構(gòu)型襯體的施工和修補(bǔ)，適宜于大、異形構(gòu)件的制作。適宜于復(fù)雜構(gòu)型襯體的施工和修補(bǔ)，適宜于大、異形構(gòu)件的制作。n有的具有定形耐材所不具備的特殊性能，如使用過程

10、中的原位效應(yīng)利用：干有的具有定形耐材所不具備的特殊性能，如使用過程中的原位效應(yīng)利用：干式料的防穿透等。式料的防穿透等。n儲運(yùn)和使用靈活，便于根據(jù)施工和使用要求調(diào)整組成和性能。儲運(yùn)和使用靈活，便于根據(jù)施工和使用要求調(diào)整組成和性能。中國不定形耐火材料的優(yōu)點中國不定形耐火材料的優(yōu)點整體耐火材料與定型耐火制品的比較整體耐火材料與定型耐火制品的比較* *不包括原料的燃料；不包括原料的燃料；* * *效率可以更高效率可以更高耐火磚耐火磚整體耐材整體耐材占地面積，米占地面積，米2/噸噸30-5010-15勞動生產(chǎn)率，噸勞動生產(chǎn)率，噸/人人年年60-240480-1200油耗量油耗量*，公升，公升/噸噸200

11、-60020-30動力消耗，動力消耗，MJ/噸噸560-1080108-180自動生成系統(tǒng)轉(zhuǎn)換自動生成系統(tǒng)轉(zhuǎn)換困難困難容易容易材料處理的合理化材料處理的合理化相當(dāng)難相當(dāng)難容易容易施工的機(jī)械化施工的機(jī)械化困難困難容易容易施工效率，噸施工效率，噸/人人天天0.5-2.05.0-20*n采用了高性能的合成原料。采用了高性能的合成原料。n采用先進(jìn)的結(jié)合體系，減少或消除結(jié)合物帶入雜質(zhì)組分的不影響。通過超采用先進(jìn)的結(jié)合體系，減少或消除結(jié)合物帶入雜質(zhì)組分的不影響。通過超細(xì)粉和凝膠實現(xiàn)凝聚結(jié)合，使流變性、致密強(qiáng)度和使用性能改善。細(xì)粉和凝膠實現(xiàn)凝聚結(jié)合，使流變性、致密強(qiáng)度和使用性能改善。n粒度分布的全范圍優(yōu)化。

12、粒度分布的全范圍優(yōu)化。n引入了某些非氧化物引入了某些非氧化物=氧化物氧化物- -非氧化物復(fù)合的不定形耐火材料非氧化物復(fù)合的不定形耐火材料=抗渣性抗渣性和熱震穩(wěn)定性改善。和熱震穩(wěn)定性改善。n引入了具有不同作用的高效添加劑。引入了具有不同作用的高效添加劑。n采用了先進(jìn)的施工方法，施工方法多樣化和先進(jìn)化。采用了先進(jìn)的施工方法，施工方法多樣化和先進(jìn)化。不定形耐火材料更新?lián)Q代的技術(shù)措施不定形耐火材料更新?lián)Q代的技術(shù)措施不定形耐火材料常用超細(xì)粉（微粉）不定形耐火材料常用超細(xì)粉（微粉）l分散后的軟質(zhì)粘土分散后的軟質(zhì)粘土l無定型二氧化硅微粉無定型二氧化硅微粉l-Al-Al2 2O O3 3微粉微粉lCrCr2

13、2O O3 3微粉（鉻綠）微粉（鉻綠）lZrOZrO2 2微粉微粉l水合氧化鋁微粉水合氧化鋁微粉不定形耐火材料的顆粒級配演變不定形耐火材料的顆粒級配演變自然粒度、靠經(jīng)驗調(diào)配自然粒度、靠經(jīng)驗調(diào)配三級粒度級配三級粒度級配多級粒度（多級粒度（4-84-8級）級配級）級配根據(jù)顆粒堆積的理論進(jìn)行級配根據(jù)顆粒堆積的理論進(jìn)行級配不定形耐火材料的應(yīng)用日益擴(kuò)大不定形耐火材料的應(yīng)用日益擴(kuò)大高爐壓入料，出鐵口炮泥高爐壓入料，出鐵口炮泥Al2O3-SiC-CAl2O3-SiC-C質(zhì)出鐵溝搗打料、澆注料質(zhì)出鐵溝搗打料、澆注料鐵水包澆注料、混鐵爐澆注料鐵水包澆注料、混鐵爐澆注料轉(zhuǎn)爐、電爐用轉(zhuǎn)爐、電爐用MgOMgO、MgO

14、-CaOMgO-CaO質(zhì)噴補(bǔ)料質(zhì)噴補(bǔ)料轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)大面修補(bǔ)料轉(zhuǎn)爐用熱態(tài)大面修補(bǔ)料電爐頂用剛玉質(zhì)、含鉻剛玉質(zhì)、高鋁質(zhì)澆注料電爐頂用剛玉質(zhì)、含鉻剛玉質(zhì)、高鋁質(zhì)澆注料電爐底用電爐底用MgO-CaO-Fe2O3MgO-CaO-Fe2O3質(zhì)干式搗打料質(zhì)干式搗打料直流電爐爐底用導(dǎo)電砂直流電爐爐底用導(dǎo)電砂鋼包襯用鋼包襯用Al2O3-MgOAl2O3-MgO質(zhì)澆注料質(zhì)澆注料鋼包用透氣塞鋼包用透氣塞中間包中間包MgOMgO、MgO-CaOMgO-CaO質(zhì)噴涂料質(zhì)噴涂料RHRH真空裝置插入管外襯真空裝置插入管外襯爐外精煉鋼包包蓋爐外精煉鋼包包蓋整體噴槍整體噴槍加熱爐爐襯加熱爐爐襯鋁電解槽用干式防滲料鋁電解槽用干式防滲料各種耐磨襯里用搗打料、澆注料（如循環(huán)流化床鍋爐）各種耐磨襯里用搗打料、澆注料（如循環(huán)流化床鍋爐）n不定形耐火材料占整個耐火材料的比例（不定形耐火材料占整個耐火材料的比例（% %）n鋼鐵工業(yè)中不定形耐火材料占整個耐火材料中比例（鋼鐵工業(yè)中不定形耐火材料占整個耐火材料中比例（% %）2009-20112009-2011年全國耐火材料產(chǎn)量統(tǒng)計年全國耐火材料產(chǎn)量統(tǒng)計