国外耐火材料生产发展现状.pdf

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1、19 1年，号、绻，崮外 耐火树料 4(1)。国 外 耐 火 材 料 生 产 展 现 状 盒工业，它决定 耐火材料 的产 量、品 种 和 质 量。如 果从冶金工业 的现状看此 问题 则决定 耐火材料生产和 工艺发展 的主要因素是以下的 几个方 面。主要资本主义国家钢产量不断下降；生 产优质钢 和制取“高纯钢”的趋 势 i 冶 金工业和 耐火材料生 产利润的保证。由于 日本、美国和 欧洲共同体国家钢产 量 不断下降，对耐火材料的需求量减少。冶金工 业 中的一些变化，也促进耐火材 料需求量 的下 降。近 年来这 些变 化连续出现，如 高炉停止生 产，用连铸机直 接铸钢，完整的冶金生 产过程 的发展

2、。譬 如 日本1 9 8 1 年生产 2 4 2 4 6 万吨耐 火材料产钢 1 0 1 6 7 8 万 吨，1 9 8 6 年生 产 1 8 0 6 万 吨耐 火材料 和 9 8 2 6 9万吨 钢。美 国 1 9 8 2 1 9 8 7 年间关闭了3 5 个耐火材料厂，在耐火材料 工业 中生 产耐 火材料的广子 自l 9 T 4 年起减少 了t 2 。在西欧的耐火材料工业中，1 9 8 7 年生 产 的耐 火材料 厂比1 9 8 0 年减少了 1 4 。耐火材料质量的不 断提高使其 消 耗 量 降 低，这 也影 响到 耐火材料 产量 的 下 降。美 国 9 8 0 年生产一吨钢消耗耐火材料

3、4 t 公斤现在 则约为 I 7 公斤 日本此指标 由1 9 7 6 年的 2 1 M 斤下降到 1 9 8 6 年 的 1 2 8 公斤。在这里起很大 作 用 的是，减少了粘土砖和硅砖 的产量，相应 的 增大了不定型材料的产量日本1 9 8 6 年不定型 耐火材料的产量占耐火材料总产量的 4 4 5 。以耐火材料消耗最低的日本为饲(表 1)，可 以看出 1 9 8 1 -,1 9 8 6 年斯 间耐火材料生 产结构的 变化。值得注意的是镁碳质制品的产量急剧增大(几乎 一倍)。耐 火材料产量 降 低，质 量 提 的钢，大力发展二次冶炼(盛钢桶精炼)和采 用所谓高纯钢生产方法(冶炼和生铁运输整个

4、 生 产线都需 要优质 耐火材料)等方 面有直接 关 系。这些过程要求 改善现在生产 的优质 耐火材 料，并 研制所谓 超级耐火材料。它们的成本 不 仅 能由高稳定性和使用寿 命长来 补偿而且 能 由最 终产品 一 一钢 的高价来抵 补。因为 有了这 些方法，以 Mg OC，Ai O 一 C，A1 0 -S i C C作基料的耐火材料不断得到 改善，锫 英石、Zr O Z r O 一 C质耐火材料，无 氧 多组 分混 台科，以白云石、镁撖榄石、Ca O 为基料 的混 台料 的生产得 到迅速发展。混合料 用纤 维增 强在制品表 面上加复盖层 一 一 包括 等离 子涂层。这类耐火材料 的生 产使用

5、优质 原料和 贵重 的现 代设 备。耐火材料生产工艺的大大改善，还靠最大 限度地利用每个传统 加工 方法的可能性和耐火 材料生产过程的全盘自动化不仅拦翩最终产 品而且 也控 制毫 争 碎、混合、成型等工艺。-一 对 耐火材料工艺和生 产发展有很大 作用 的 第三个因素是盈利。不久以前，日本、美国稻 一些欧洲国家耐火材料工业在收益方面处于不 利地位。这个园素述由于冶金工业中发生的变 化(钢总产 量下降，趋 向于制取 优质 锕)，这 个变化今后还 将继续发展，耐 火材料的产量还 将继续下 降。为活跃市场耐火材料生产者采取不同措 施。饲如在美国对耐火材料状况进行了详细 的分析研究，搞清了耐火材料生产

6、 方 面 的 潜 力制定了挖掘潜力的方法认为漕力之每是 必须提高耐火材料研究工作的积棱性撙吣荦 _ 维普资讯 http:/ 4(2)国外耐火材料 日奉 耐 火材 料 的生 产 矗 l 耐 1 年产量，千吨 吠 村 ；了 牿土 砖 7 0 4 T 3 T 5 8 高铝 砖 1 T 6 0 1 4 8 8 硅砖 6 81 2 5 4 镬 铬 砖 1 B 3 3 1 2 21 镁碳辟 6 0 4 1 0 4口 自云石 砖、8 5 4 2 6 2 锆质 砰 9 5 口 9|口 碗化 硅醉 5 1口 3 4 6 隔热 砖 5 5 5 3 1 6 其它 4 4 T 4 8 8 耐火砰总量 1 5 3 4

7、1 口 1 2 1 耐火混 壤土 3 3 1 3 3 3 4 9 塑性耐火材料 T 3 a 5 6 4 碛奉 卜 抖 1 2 T T 1 4 3 2 捣打抖 1 1 2 a T 1 6 用喷砂机喷豫内衬辑 1 T 口 无资料 垛拄 辩 1 1 0 4 1 0 1 0 耐火 呢装 抖(火 呢)1 0 9 a 8 6 T 不定型耐火材抖总量 B g o 4 T 9 3 8 共计 2 4 2 4 6 1 8 0 6 口 。U1 9 8 1 年为1 0 1 6 T 6 万吨，1 9 B 6 年为 9 8 2 6 9 万吨 初花在耐火材料研究方面的费用占耐火材料总 价值 的 2 到 5 ，现在用于这方

8、面的花 销只 占 1 。认为在这方面起主要作用的是出现了 经 济 的耐火材料工 艺：耐 火混 合料 用 生 料 台 成，具有火焰和等离子加工等工艺。提 高利 润的巨大潜力还 包括在 冶金 厂比较 经济地使用耐火材料方面，特鄹是筑衬时，包 括用不定形耐火材料 代替块状材料内衬，采用 新的筑衬方法等等。损毁程度是按不同温度和 使用条件下耐火材辩的机械性能和热性质来测 定 的。在欧 渊一些 国家，提 高耐火材料工业利润 煦主要途径之一，是把耐火材料生产集中在数 量不多 的企业中。例如1 9 8 7 年生 产 的耐 火材 料 约有7 0 是 由设在联邦 德 国、奥 地 利英 国，法 国和意大利的1 5

9、 个大 型企 业生产 的。在 这之前，合并了一些公司和企业，并相应地关 闭了其中一些企业。认为主要晦经济杠杆是提 高耐必材料的质量，和销售给冶金厂的耐火材 料的备理 嵬垒地利用。l近几年的 经验表明，1 9 9 1 芷 耐 火材料 工业的生产 能力超过市场需要 利 嗣 生产 能力的努力使国 内外市场 耐火材料 的价 格 下 降，因此 必须减少生产能力。这个 问题很尖 锐 经常在欧洲 国际耐 火材料 中心讨论，经 常 进行 国际会晤稆技术专家会议。!E t 本耐火材料在国 内外市场上的利润和竞 争 日，主要靠不 断提高产品质 量和增加总产鼍 中优质耐火材科的产量来提高。电企图靠降低 劳动费用来

10、降低产 品成本。应 当指 出，主 要资本主义 国家耐 火材料生 产发展的方 向可以分戚 两个 主要 方面。第一种 以!E t 本为代表，它 的基础是 必须生产 高级 耐火 材料。这需要 有使 用优质原料(精选 的和 合成 的)的 耐火材料生产 工艺，不断 更新的现代设 备，采用自动化设施。所有过程都用计算机控 制，严 格按所 有参数 自动控制最终产品的质量 等等。第二种 以美国为首 严 格地计 算耐火材料 产量和各种质量的耐火材料的需求量。贵重优 质耐火材料的生产限定在保证其经济使用的基 础上。在其它情况下生产质量不那么高的耐 火材料。对于耐火材料的生产结构，美国和 日 本采取两种不同的办法，

11、都没有排除力争最大 限度地提 高利润，井与这两个国家冶金工业和 耐火材料生产原料基地不同相关联。在日本，决定生产的耐火材料性质的冶金 工业的特缸，是特殊钢的生产 比重大，以及生 产加工和浇铸方法不同。日本仅在1 9 8 0 年到 1 9 8 4 年期间，复台吹氧转炉的数置就由1 2 座增 加到8 2 座，钢水炉外真空处理装置的数量由T 2 个增加到8 3 个，盛钢桶精炼装置的数量由4 2 个 增加到T 9 个。在连铸机上浇铸的钢量1 9 8 7 年占 9 3 3 。美国优质钢产量比 日本的少，连铸 钢 量为5 8 8 C 1 9 8 7 年)。美国冶金工业采取小 厂静方针，也不需要长时间大吨位

12、浇铸设备用 的耐火材料。在 日本，耐 火材料采 用高质 量并 不浪费 因为所有的冶金过程都组织得能保证 其生 产全 部得 到发挥。正因为如 此 日本 现在 不 仅是在 耐火材料 最高寿 命方 面 而且 也在 平 均寿命方面都创记录，在耐火材料 成 本 计 算 中，原料占很大比重(4 0 左右)。日本生产 优质耐火材料有利的原因还在于它使甩的主票 维普资讯 http:/ 国外耐火材料 4(3)是进 口原料，而 美国使用 本国原料的比重 则很 大。看 来，欧 洲各公司对优质耐火材 料生 产数 量 问题的处理 方法是不 同的。联邦德国与 E l 本 相反，它认为 转炉炉衬 超高寿 命是不 台算的，因

13、为 它不能抵偿花费在 耐火材料 上的费 用。与 此圊时欧洲各公 司想 与 日本一些公司联 合，以便掌握优质耐火材料的生产。例 如，日本东 芝 陶瓷 公司给英 国摩 根耐火材 料公司提供 了优 质 耐火材料 的生 产工 艺。已决 定在英国建立 联 合企业，生产连铸机 用的耐火材料，产 品销售 给西欧各国。最近五年 耐火陶瓷和金属纤 维的使用 量大 大 增加 了。估计1 9 8 T U 1 9 9 2 年期 间还要增加 1 倍。熔 融材 料的产量和需 要量也在增大，尽管 其成本 高，因需 要耗 用贵重的电力。这 些材 料 的优点是不容争辩的 因为熔融刚玉具有较高 的耐火度，熔 融奠来石 和奠来石

14、锆英石 制品具 有较高的寿命，熔 融石 英的 热稳定性好，熔融 方 镁石适 用于在连续铸钢条件下使用，铝镁材 料在水泥窑中应用，锆英石在熔炼特殊牌号钢 时效果 都很好。近 几年 来铝镁 尖晶石 受到很大重视，因为 它 Fe z 0。含量低 气孔率小热稳定性高。此 种材料可以取 代 铬 质 耐 火 材 料 Z r S i O 一 Z r Oz 制品 的需求量将会增大，犄射 是 连 铸 机 用的制品。虽然对硅质 耐火材 料的兴 趣不 断 下降，尤 其是硅砖，除特殊品种外，对 用熔融石 英做 的 制品和材料仍然是需求的，它们的需求量将来 也会增长。碳亿硅耐火材料的使用量将会增大，特剐是铁水罐和所有生

15、铁加工过程的设备。最近对镁榄橄石发生了兴趣，美国专家认为，镁榄撖石“第二次诞生”的时代来到 了。美国 目前不使用此种材料但认为不久将会使用。耐火原料 方面的主要问题 是继续寻找价廉而有 效的材料。：一 以前报道过 日本耐火材料消耗量最低 1 2 6 公斤 吨锕，而 在其 它国家此一指 标 则 平 均为 2 l 公斤 吨锕一2 5公 斤 吨钢。日本 专家 说，它们的耐火材料质量高的主要原因，第一 是使用优质原 料，其次是采 用先进 的工艺。这 方面值得 注意 的是 日本 在l 5 年内使用原材 辑的 变 化(见表 2)。其变化 与不断增大 台成和进 口优质原料 的 比例有关，进 口原料 的使用量

16、 1 5 年 内 增 加 了 l 倍 一2 倍。值 得注意 的是二 次原辩 的使用量保 持不变1 l 一l 2 。这不是偶然的，因为 日本 认为这个数 量是不合理的，这是由于除铁 处理 费 用太 高之 故。日 车 耐火材料蔓用犀辩的变化 裹 2 一 各年原辩使用量、瓯 料 I g T o I 9 7 5 L 9 8 0 f I 8 5 术目原辩 _ 天然的 6 4 5 1 l l 3,3 台成 妁 1 2 1 9 2 l 2 进 口原 辩 l 2 1 8 2 6 3 2 二次原料(生产度料)1 2 l 2 1 2 1 1 日本进口原料增加的原 因还在于本国原料 贮备少和质量低 为满足优质耐火材

17、料的需求 量 今后仍将使硝优质天然原料并研制人工原 料。为了解 决经 济问题，E l 本专家建 议与外 国 订立各国原料的长期合同，而且由于E l 本生产 的人造原料价格 昂贵，应将它 与便宜 的动 力资 源一起 引进 E l 本。世界各国对合成原料的兴趣与 E l 俱增。同 时优质耐火材料的昂贵成本不仅应由较高的寿 命来补 偿，也应 由最 终产品 钢的价格来抵 补。专家们分析 耐火材料 面的状况馘，得出 结论，需要有新型 的原料，新的结合剂和产 泛地 使用熔融材料。t一 从耐火材辫辊糖和发展趋 向出赛，。可以提 出令人感兴趣 的原料种类：烧结和蝽融镁政 其它镁质原料、天然和人造石墨、其它碳质

18、原 料、优质硅酸铝材料、熔融和烧结氧化铝、白 云石、石灰石、含错原料、无氧化台协 沥青 和酚醛树脂的碳质绪台剂。其它坼 碳 质 结 合 剂，水泥及其它停统无机和非传统结台帮。j 一 关于原料同题还需要提出两l斗锞 超：漱 维普资讯 http:/ 4(量)酋外耐畎材料 1 g 9 1 年 原 料问题以及其运输、储存 和随后 的 加 工 问 题 根据 巳有 的资料报道 二次 耐火材料 的作 用 目前还是有 限的。主要 问题是 技术 效益 与经 济合理性 的关系，由于二次 原料必须加工(提 纯)这种关 系并不是经常都能 保证 的。还 有 一个因素这种原料 的组成并不均 匀。与此同 时，根据 美国技术

19、 专家 的看 法，研究 人员不愿 意从事二 次耐 火材料 的研究 工作，而生产 人员 由于成本低和销售价格低不愿 使用 它们。然而 某些研究 人员还 是在做这方面 的工作，譬如 美 国矿务局 对应用脱碳炉使用过的镁铬砖来减 少 铬矿进 口数量进行了研究，将用户使用过 的耐 火材料进行破碎并用磁铁进 行磁选，曾制出强 度和抗渣性指标良好的耐火材料，超过同样组 成商业耐火材料的这 两个 指标。还进行 了炼铜 炉使用过的耐火砖的这类研究工作但是脱铜 净化处理费用对耐火材料的二次利用来说是太 明，可 以用它 做盛锕桶 内衬的非工作屡。从这 些例子中可以看出，对耐火材料的二次利用问 题必须单独解决。原料

20、 的运输、储存 和进 一步加工 成为越来 越重要的过程，它可 以保证 制出的 产 品 的 质 量。日本对这个问题很重视。在原料运输方面 甚至还需一些补加的花 费，花在用 袋 子 仔 细 包装代替堆放运输上，以免污染。作 为说 明 日 本对这个问题采取的措施对欧洲企业影l饷的铡 子可 以举出以下作 法。四年 前在建立 陶瓷公 司时，根据 日本公司的做法，在生产问附近建 设了原料贮存设施，原料槽是用较纯的材抖制 做的，原 料槽搅拌器的桨叶用 塑料覆盖。原料 贮存间进料和出料的所有运输 系统都考 虑了原 料的最小损失。材料搬 动、搅拌、混 台和称 量 过 程都 自动化。(高彬 升译 自 Or e y

21、 o p H，1 9 9 0，9，5 5 5 9；汪培橱校)滩黼瞅槲 澌 ，垆，熔 炉 耐 火 材 料 新 展 望 金属铸造工业所炼制的液态金属质量与纯 度在很大程度上决定了冶炼效果和耐火材料的 使用寿命。为了避免炉衬早期失效，铸造者应 该优先阅览妒史资料和了解最新工艺谨慎地 衬选择恰当的炉衬材料。本文着重介绍近年来耐火材料及其应用的 重 要发展 系统 设 计 美国阿姆科先进材料公司舶 K_D马克爱 维尔(Mc k e e v e O在l 9 铀年电熔炉学术会 上 曾 指出：“耐火材料系统在形武上不止是由一块 块耐 火砖堆积 起来或是 由 整 体 浇 注 烘 干 而 成。”然而，任何耐火材料系统的研制成功取 决子许多因素，倘若耐火材料任何一种因索被 忽视那么都将导致 出现 闻题。马克爱维尔解释，对于任何耐火材料系统 都 必须 考虑下列_四点 基本要 素：1 使用条件；2 材料特性；3 材料安装；4 支撑结构。当对一个耐 火系 统进 行设计或 进行故障排 除时，必须注意的关键性问题是：标准温度 和极限温度，温度变化率，侵蚀剂实 维普资讯 http:/