新型耐火材料 钢铁工业的幕后功臣

    耐火材料工业素有“隐藏的工业”、高温工业的“支撑工业”之称，是重要的高温技术基础材料。近年来新型耐火材料的迅速发展，在我国钢铁工业等高温工业领域的新技术、新工艺开发中功不可没。
    我国钢铁工业持续快速发展，钢产量已从1980年的3700万吨增长到1.8亿吨，跃居世界第一。钢铁工业的发展带动了我国耐火材料工业在生产规模和新产品开发等方面长足进步。目前钢铁工业消耗的耐火材料占耐火材料总消耗量的70％以上。
    据郑州大学高温材料研究所岳卫东博士介绍，目前我国新型耐火材料开发已有了显著的进展，耐火材料年生产能力超过1000万吨，大型钢铁厂、水泥厂和玻璃厂所用的耐火材料已有95％以上采用国内产品。高炉陶瓷杯技术和热风炉低蠕变砖技术的推广使一代高炉和热风炉的平均寿命超过十年；被视为材料工业技术革命之一的高强度镁碳砖技术大幅度提高了炼钢转炉、电炉的使用寿命，为炼钢新技术的发展提供了有力的技术支持；连铸用功能性耐火材料在连铸生产中起到了举足轻重的作用；引进的超高功率电炉用多种优质耐火材料已基本实现国产化。有色金属、水泥和玻璃等高温工业部门也消耗大量的耐火材料，其技术进步需要耐火材料工业强有力的支持。
    但与发达国家相比，我国耐火材料工业还有较大的差距。岳卫东博士认为，今后发展耐火材料应立足国情，重点开发优质高效新产品，以适应高温技术发展的多层次需要，以下几个方面是今后的重点开发方向：
    优质合成耐火原料许多重要用途的优质耐火制品正越来越多地使用合成原料，其中多数是由人工原料合成制备的，价格昂贵，例如刚玉莫来石、锆莫来石等，都是以氧化铝为基料。而利用高铝矾土和菱镁矿为基料，制备优质合成原料，质量接近于人工合成原料，使用效果也与之相当，价格却可大幅度降低，经济效益显著。
    碳结合和非氧化物制品碳结合制品和非氧化物制品在钢铁冶炼主要领域的应用在20世纪80年代得到了快速发展，现已取代传统氧化物制品，占据了钢铁冶炼用耐火材料的主流，并对强化冶炼、提高使用寿命有决定性的作用。未来将进一步改进性能，扩大使用范围，并在材质方面有新的发展。
    特种功能耐火材料特种功能耐火材料、制品是用于高温技术关键部位、有特殊功能要求的制品，在高温应用领域举足轻重，其使用条件苛刻，要求安全可靠。今天，冶金、建材、石化及国防军工等行业高温技术的发展需要使用大量高效耐火材料，用于关键部位的高温功能材料制品尤显重要。
    高效不定形耐火材料不定形耐火材料自上世纪80年代以来发展迅速，欧美、日本等国的生产比例已占到耐火材料总量的40％～50％。而我国不定形耐火材料的发展相对滞后，今后应加速发展，其关键在于质量、品种、使用效果和服务条件。要加速开发高效浇注料在高温领域的应用，主要是低水泥和超低水泥浇注料及其预制件在高炉出铁沟、真空精炼炉、钢包等重要部位的应用；还要研究开发全干振动料、火焰喷补料和高性能涂料、防氧化涂料和氧化物基节能涂料等。
    新型轻质耐火材料未来应大力发展轻质耐火材料，在不同类型工业窑炉上推广应用，为节能作出新贡献。要进一步解决在高温窑炉上的应用问题，包括多晶纤维及其制品的质量和性能的稳定性、可靠性问题，以及有关应用技术；进一步提高空心球及其制品的质量并适当降低成本；开发高强度轻质材料新品种等。
    我国高温工业在继续增加产量的同时，还将努力提高质量，降低能耗，进行结构优化，这无疑为我国耐火材料工业的发展提供了难得的机遇，并要求不断研究和探索前沿课题。要组织力量研究熔融还原、近终形连铸、洁净钢冶炼、直流电弧炉等新技术所需的关键耐火材料，开发氧化物与非氧化物的生命材料锆刚玉莫来石碳化硅、氧化硼－锆刚玉莫来石、Silaon－氧化锆等。同时还要加强基础理论的研究，为开发具有我国资源特色的优质耐火材料奠定基础。