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耐火砖知识与新闻

耐火材料在冶金中的应用

  摘 要:随着现代化进程不断发展的需要,对冶金产品质量的要求也不断被提高,以耐火浇筑材料作为基础的耐火材料在冶金领域中的应用不断被扩展和普及,被广泛应用到现代工业中,是冶金技术不断提高的一种体现。本文针对耐火材料在冶金应用中的影响因素和现存的问题进行简要的分析,提出几点建议,以避免不利因素对冶金产品质量的影响,更进一步的提高冶金产品质量。
  关键词:耐火材料;冶金;影响因素
  自1918年在法国,开始将不定型耐火材料应用到冶金领域以来,耐火材料在冶金领域中的应用不断被扩展,现已广泛的应用到需要高温窑炉的现代工业中了。由于现代化进程不断发展的需要,现代工业对冶金产品的质量的要求也在不断的提高,虽然耐火材料在冶金技术领域的历史发展中不断的被改善精进,但仍存在着大量的问题,如何进一步的提高耐火材料在冶金领域应用中的质量,是与时俱进的时代问题。
  1 耐火材料在冶金领域应用中的发展背景
  随着钢铁工业和冶炼技术的快速发展,耐火材料实现了一系列的技术改革,从依赖于大批量生产、依赖于天然原料的原始制成品转变成以小批量、多品种、人工原料、设计和开发等为原则的高级、精密制成品系列。不定型耐火材料因其使用寿命长,材料成本低,制作工期短且更容易实现现代工业自动化、机械化施工的特点,其在冶金领域应用中占比逐年提高。在国外,美国、西欧和日本等工业较为发达的国家,对不定型耐火材料在冶金领域中的使用比率已经超过了50%,由此可见,不定型耐火材料必将逐步的成为冶金领域中的主导材料。
  2 耐火材料在冶金领域中的应用
  2.1 耐火材料对冶金技术发展具有重要意义
  耐火材料一般是指其耐火度不低于1580℃的无机非金属材料,但仅仅以耐火度来衡量耐火材料的定义是不够的,现在工业对耐火材料的定义是凡在物理性质允许范围内的,在高温环境下能够使用的材料都称为耐火材料。耐火材料被广泛的应用于冶金、石油、化工、机械制造等多个工业领域中,在冶金工业领域所占比例最大,占总量的50~60%。耐火材料时保证国民经济基础设施发展、产业技术发展和生产运作必不可少的基础材料,在冶金领域的高温工业中起着不可代替的重要作用。在过去的10年间,耐火材料在冶金领域中的应用越来越广泛,耐火材料在冶金领域中的应用以及制成品产量逐步增长,耐火材料在冶金领域中的地位越来越高。
  2.2 耐火材料在冶金领域应用中存在的问题
  2.2.1 耐火材料资源不足
  耐火材料加工工艺仍不能满足现代化进程需要,虽然耐火材料在冶金技术领域的历史发展中不断的被改善精进,但仍存在着大量的问题,在过去的十年间,耐火材料被大量的应用到冶金工业生产运作中,但是,由于对耐火原料的无序开采以及加工技术水平仍不够高,资源综合利用率低所造成的资源浪费,耐火材料矿产资源越来越少,如何有序开采耐火原料矿产资源,提高耐火材料综合利用率节约资源已是当务之急。如何实现对耐火材料原矿合理科学的开采,杜绝一切滥采乱挖,优化耐火材料加工工艺,提高其综合利用率,整合资源,特别是对不同品位耐火原料矿藏的均化处理,使有限的资源发挥出最大的作用,以实现可持续发展。
  2.2.2 耐火材料企业参差不齐
  除此之外,由于我国耐火材料加工企业众多,但企业的规模、装备水平、控制技术、工艺技术等都参差不齐,落后的生产方式和先进的生产方式共存,使得市场上耐火材料的品质得不到有效的保证,市面上的耐火材料产品参差不齐,质量得不到有效保障,对高炉的质量必然也存在着影响,进而导致冶金产品质量也得不到有效的保障。同时,行业整体的清洁生产水平也不高,没有很好的贯彻落实节能减排这一任务。
  2.3 耐火材料在冶金领域中的实际应用
  2.3.1 耐火材料在高炉制作上的应用
  这些年随着世界各国在冶金领域技术的进步,高炉向高效化、大型化以及长寿化发展,逐步采用高压炉顶、高风温操作、富氧喷煤等较先进的冶炼技术,为了适应发展需要,在选用的耐火材料以及对耐火材料的加工工艺上也有了较大的提升和变化。在使用高炉进行冶炼的冶金技术工艺里,曾使用磷酸高铝合制成耐火材料和高铝水泥作为浇筑料进行吊装砌筑,而现在则普遍采用使用树脂作结合剂的不烧砖进行砌筑,高炉的水冷壁则用碳化硅做浇注料捣制,周围的砖缝和炉底则用氮化硅和作为浇注料的耐火材料捣制。用耐火材料作浇注料制成高炉墙壁已经成为了一种发展趋势。例如在日本的福山厂钢管公司使用高铝和高密度二氧化硅做浇注料的耐火材料的2号高炉上,使用的6年时间里就很少发生剥离现象。
  2.3.2 耐火材料在钢包制作上的应用
  延长钢液在钢包中滞留时间以及提高出钢温度能够使钢包材质发生较大变化,随着发展,使用耐火材料作为钢包定型的主体的形式逐渐被为使用不定型的耐火材料所替代,不定型化钢包既可以实现工厂的自动化施工,还可以节省人力提高整体的经济效益。如使用三氧化二铝作钢包侧墙,能够节省维修作业近40%的人力,且其抗腐蚀性好,结构稳定,使用寿命被大大的延长,基本不发生墙体的脱落现象,能够很好的提高钢材的质量。使用不定型的耐火材料作为钢包定型的主体,对加工材料的抗渗透性能和强度都有很大的提升。
  2.3.3 耐火材料在加热炉加工上的应用
  加热炉是高温炉上加热钢胚用的,其炉内最高温度能够达到1400℃,可以用可塑料和耐火型浇注料做加热炉的炉衬和炉顶。使用耐火材料,能大大的提高加热炉的性能和使用寿命,能够承受更高的温度,进而提高加工钢材质量,同时,使用耐火材料能提升加热炉更多的内部空间,炉子大,能面对更高的要求,加工更为方面且流动性好,加工钢材脱模后不发生蜂窝现象,适用于大面积的机械化施工作业。是面向现代化工艺的技术展现,大大的提高了钢材加工的质量,减少了钢材制成工时,提高了整体工作效益和社会经济效益。
  3 耐火材料在冶金领域应用中的发展趋势
  现代工业对冶金产品的质量的要求在不断的提高,耐火材料在冶金技术领域的历史发展中不断的被改善精进,随着耐火材料在冶金领域应用中不断的发展,其品种和品质都发生着很大的变化。捣订料、可塑料和投射料因为施工速度慢、劳动强度大而被逐渐淘汰,而选择使用耐火材料这种施工更方便、易于实现机械化和自动化、质量好的材料。近年来,使用耐火材料作喷补料、浇注料的用量明显增加,这已经成为了一种发展趋势,可以预见,未来耐火材料在冶金领域中的应用必然是冶金技术发展的重点,加速开发和研究耐火材料作高效浇注料在冶金领域中的应用,提高冶炼温度、施工工艺等,进而提高冶金产品的质量和经济效益。研究开发火焰喷补料、全干振动料以及高效涂料,研究和开发改进冶金修补维护和提高施工机械化、自动化进程将是今后耐火材料在冶金领域中应用的课题。
  3.1 耐火材料材质方面
  不定型耐火材料将逐渐成为冶金领域应用中的主体,对不定型耐火材料的材质选择、加工工艺、施工流程等一系列的研究和开发,由低纯度朝高纯度转变,所用材质和结合的方式逐渐由天然耐火原料朝以人工合成的耐火材料作为主向进行转变,逐渐的提升高炉的性能以及产量,延长高炉使用寿命以及减少维护费用,进而减少生产成本,提高冶金企业生产运作的整体经济效益。
  3.2 结合方式以及调和用水量方面
  耐火材料的结合方式将逐渐发展并朝着为水和结合、化学结合、凝结结合、聚合结合、凝聚集合的方向转变,逐步实现耐火材料的更高性能和质量,同时,随着冶金领域中高炉技术和质量的不断发展,为了提高炉内温度和流动性等性能,对耐火材料的应用发展发现必然向提高其实用性、适用性、减少损害延长寿命,降低成本提高经济效益的方向发展,调和用水量就必然向低水量以及无水方向发展。
  4 结语
  随着现代化进程不断的加进,现代工业对冶金产品的质量的要求在不断的提高,尽管耐火材料在冶金技术领域的历史发展中不断的被改善精进,但仍存在着大量的问题,如何进一步的提高耐火材料在冶金领域应用中的质量,是与时俱进的时代问题。直面耐火材料在冶金领域中应用的问题,进一步提高加工品质量,是解决阻碍现代化进程不断加进的必经之途。
  参考文献
  [1]林屹,郑剑平.耐火材料在铅冶金行业的设计与应用[J].世界有色金属,2016(08).
  [2]李金亮.火筒式加热炉耐火材料现场浇铸[J].油气田地面工程,2010(01).
 

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