公司:重慶市永川區(qū)新碳耐火材料廠
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耐材制品是鋼鐵工業(yè)中的重要材料,它主要應(yīng)用在煉鋼爐、煉鐵高爐的內(nèi)襯,煉鐵熱風(fēng)爐保溫、蓄
耐材制品是鋼鐵工業(yè)中的重要材料,它主要應(yīng)用在煉鋼爐、煉鐵高爐的內(nèi)襯,煉鐵熱風(fēng)爐保溫、蓄熱磚,承裝和運(yùn)輸金屬及爐渣的鋼包的內(nèi)襯,下道工序加熱鋼坯的爐子內(nèi)襯,以及傳導(dǎo)熱氣的煙道和高爐爐身的內(nèi)襯,目前中小高爐的出鐵溝也普遍使用耐高溫耐沖刷的耐火材料。因此,簡(jiǎn)單地說(shuō),重慶耐火材料可以把它視作結(jié)構(gòu)材料,它們正??梢猿惺艿臏囟葹?60-1760℃。
耐火材料價(jià)格昂貴,任何耐火材料的事故都將導(dǎo)致浪費(fèi)大量的生產(chǎn)時(shí)間和設(shè)備,有時(shí)甚至是產(chǎn)品本身。耐火材料類型也將影響能量的消耗和產(chǎn)品質(zhì)量。因此,選取適合于各種應(yīng)用的耐火材料是至關(guān)重要的。而經(jīng)濟(jì)效益對(duì)此有很大的影響,適合某種用途的耐火材料不必是用得最久的材料,而是能在安裝成本與使用性能之間取得平衡的材料,這種平衡不是固定不變的,而是隨著新工藝或新耐火材料的引入而不斷變化的。歷史證明,堅(jiān)持不懈地尋求和開發(fā)更合理的冶金工藝,極大地推動(dòng)了耐火材料的發(fā)展,這些耐火材料問題的迅速解決又成為近代鋼鐵工藝不斷發(fā)展的重要素。本文的內(nèi)容是討論包括這些問題的許多因素,以及提供解決這些問題的信息。?
耐火材料的總體發(fā)展趨勢(shì)
近年來(lái),隨若冶煉技術(shù)和鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展,耐火材料也實(shí)現(xiàn)了一系列垂大技術(shù)變革,正逐步由依賴于天然原料、大批量生產(chǎn)的原始制品群向以多種,小批量,人工原料、開發(fā)和設(shè)計(jì)等為原則的精密、高級(jí)制品系列轉(zhuǎn)變,即由古典耐火材料向多樣化的新型耐火材料轉(zhuǎn)變。這些表征著近年來(lái)耐火材料總體發(fā)展趨勢(shì)的變革,重慶耐火材料概括起來(lái)可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)。
(1)高純度化
在各國(guó)的耐火原料中,那些純度較低的天然原料,由于所含大量雜質(zhì)的不良影響和使用性能的不足,其用最正日趨減少,如硅石、枯土等。相應(yīng)地,那些雜質(zhì)少、性能優(yōu)異的高純度天然原料或經(jīng)過(guò)提純的天然原料,如錯(cuò)英石、石墨等,用量正日趨增加。同時(shí),電焙鎂石、碳化硅、尖品石等人工合成原料的開發(fā)和應(yīng)用,也日益受到各研究和應(yīng)用部門的關(guān)注與重視。
(2)致密化
由于使用過(guò)程中,對(duì)耐火制品的強(qiáng)度和高溫性能的要求越來(lái)越高,耐火制品,特別是耐火磚,正走向致密化、長(zhǎng)尺寸、大型化的方向發(fā)展。相應(yīng)地,高壓成型、高溫?zé)杉夹g(shù)也在不斷發(fā)展。
(3)精密化
隨若冶煉技術(shù)和鋼鐵等工業(yè)的發(fā)展,耐火制品的形狀日趨復(fù)雜,性能要求也日趨精細(xì)。因而,各國(guó)耐火材料的配比、性能和生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì),甚至至施工技術(shù)都日趨粘密化。其中,連鑄用耐火材料是精密化趨勢(shì)址為集中最為突出的代表:同時(shí)還在朝肴功能化的方向發(fā)展。
(4)含碳耐火材料不斷普及
由于炭素材料具有吸收高溫下因高強(qiáng)度、熱膨脹或急劇溫度變化而產(chǎn)生的應(yīng)力,能防止熔融金屬或爐渣浸潤(rùn)的特性,含碳耐火材料在各國(guó)都得到了相當(dāng)程度的普及和應(yīng)用,而且正在不斷發(fā)展,其典型代表是鎂碳磚、鎂鈣碳石專。
耐火材料為多相跨尺度的非均質(zhì)復(fù)合材料.主要由骨料、基質(zhì)與氣孔構(gòu)成,骨料與基質(zhì)又由不同的物相組成。高溫下氣固液交又作用使耐火材料承受著熱、機(jī)械、化學(xué)等沖擊和損耗,耐火材料必須滿足不同服役環(huán)境對(duì)其高溫?zé)釞C(jī)械性能、熱物理性能、抗高溫熔體滲透侵蝕、抗高溫磨耗等不同性能的需要。耐火材料的高溫服役失效一般表現(xiàn)為熱震破壞、侵蝕、結(jié)構(gòu)損傷、功能劣化等,對(duì)非氧化物系材料還有氧化損傷。因此,需要根據(jù)服役環(huán)境設(shè)計(jì)材料,加強(qiáng)從宏觀到微觀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能調(diào)控、材料制備工藝和高溫應(yīng)用基礎(chǔ)研究等方面的研究:發(fā)展先進(jìn)的材料設(shè)計(jì)與制備技術(shù)、注重應(yīng)用技術(shù)研究,實(shí)現(xiàn)從組成與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到服役性能與行為的調(diào)控,對(duì)推動(dòng)長(zhǎng)壽化、功能化、輕量化、部件化和綠色化的先進(jìn)耐火材料發(fā)展意義重大。
先進(jìn)耐火材料的發(fā)展需要融合冶金、化學(xué)、計(jì)算模擬等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。重視材料服役過(guò)程行為和失效機(jī)理研究;以服役環(huán)境下熱力學(xué)計(jì)算和高溫模擬為基礎(chǔ)的材料組成精細(xì)化設(shè)計(jì)與調(diào)控.基于服役環(huán)境下溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)模擬、物理模擬和高溫實(shí)驗(yàn)?zāi)M相結(jié)合,進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能優(yōu)化等提升了耐火材料的關(guān)鍵服役性能、功能和使用壽命。強(qiáng)化與先進(jìn)陶瓷、復(fù)合材料、表面I界面技術(shù)等學(xué)科結(jié)合的跨學(xué)科研究,發(fā)展新材料體系、先進(jìn)制備技術(shù)以及應(yīng)用技術(shù)等,從而發(fā)展出從納米到毫米的跨尺度材料復(fù)合設(shè)計(jì)、梯度結(jié)構(gòu)復(fù)合、層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合、表面改性等功能化技術(shù)和先進(jìn)耐火材料實(shí)現(xiàn)材料的高溫力學(xué)性能、熱物理性、功能性最優(yōu)化調(diào)控。