耐火材料的發(fā)展前景展望（1）

? ? ? 耐火材料的使用條件大致可分為三種類(lèi)型：

? ?（1）耐火材料在高溫條件下，但沒(méi)有機械作用。在 這種條件下使用的耐火材料約占全部耐火材料的30%；

? ?（2）耐火材料在高溫條件下，同時(shí)受機械作用。這種條件下使用的耐火材料也占30%左右；

? ?（3）耐火材料在高溫條件下，同時(shí)受到熔融金屬、熔渣、鹽及其蒸汽的機械和化學(xué)作用。這種條件下使用的耐火材料約占40%~50%。

? ? ? ?未來(lái)的耐火材料，既要考慮上述的使用條件，還要考慮高科技發(fā)展，不但使用部門(mén)施工技術(shù)現代化，而且耐火材料生產(chǎn)本身也要實(shí)現技術(shù)現代化。

? ? ? ?一、發(fā)展不定形耐火材料

? ? ? ?不定形耐火材料喻為第二代耐火材料，同燒成定型耐火材料比較有以下優(yōu)點(diǎn)：

? ? ?（1）不定形耐火材料不需要壓磚機和燒成熱工設備，工廠(chǎng)占地面積小，基本建設投資比較低。

? ? ?（2）節約能源，耗能僅為燒成制品的1/15~1/20。

? ? ?（3）勞動(dòng)強度低，不定形耐火材料生產(chǎn)可完全機械作業(yè)，生產(chǎn)效率高。比耐火制品高3~8倍。

? ? ?（4）成品便于貯存和運輸，使用它修建爐窯等可完全機械化作業(yè)。其施工效率比人工砌磚高 5~15倍。

? ? ?（5）可以任意造型，制成整體襯體，強度高，抗熱震性好，抗剝落性強，同時(shí)無(wú)接縫，氣密性好，散熱損失小。對有些使用條件，如鋼包內襯，使用效果明顯，一般提高使用壽命30%~150%。

? ? ?（6）能修補爐窯等熱工設備，延長(cháng)使用壽命，提高爐窯作業(yè)率。

? ? ? ? 不定形耐火材料是耐火材料生產(chǎn)工藝的革命，它能適應工業(yè)現代化的需要。近年來(lái)不定形耐火材料發(fā)展十分迅速，如日本1980年不定形耐火材料占耐火材料總產(chǎn)量的34.7%，到1990年為17.5%，2000年已接近 60%。美國和西歐1999年為45%~50%。

? ? ? ? 目前不定形耐火材料幾乎遍及各個(gè)領(lǐng)域的爐窯及熱工設備，大有取代耐火制品之勢，將來(lái)高效澆注料將會(huì )占領(lǐng)先地位。微粉和超微粉的制備和應用，納米技術(shù)應用可以提高澆注料某些力學(xué)性能，將要重點(diǎn)發(fā)展。因為不定形耐火材料的生產(chǎn)和使用施工都能實(shí)現機械化作業(yè)，能夠適應未來(lái)工業(yè)現代化的需要，即廢除笨重的體力勞動(dòng)，實(shí)行機械化，自動(dòng)化操作，所以是耐火材料的發(fā)展方向。

? ? ? ? 二、用電熔法生產(chǎn)原料和制品

? ? ? ? 美國和德國學(xué)者在20世紀初進(jìn)行硅酸鹽物理化學(xué)研究中，得出最基本造巖氧化物的相律問(wèn)題，因而在耐火材料中重要的是與金屬工業(yè)的金相學(xué)對應，采用E.Ryschkewitsch提議的陶相學(xué)用語(yǔ)。Murdock又從礦物原料的相律研究意義上提倡礦相學(xué)。前蘇聯(lián)別良金院士把電熔方法制造耐火材料用巖石的術(shù)語(yǔ)與冶金相提并論，并說(shuō)：“我們當代是硅酸鹽學(xué)說(shuō)，而我們的未來(lái)則是同冶金學(xué)者的金相學(xué)相平行的石相學(xué)?！?926年，美國富爾契爾發(fā)表了熔鑄硅酸鋁耐火材料專(zhuān)利，認為熔鑄制品比黏土磚在玻璃窯上使用效果好，隨后又研制成鋯剛玉、鎂鉻磚、鋁鉻磚等一系列制品。熔鑄磚與陶瓷結合磚相比的主要優(yōu)點(diǎn)是晶間結合，晶體發(fā)育好，排列緊密，氣孔少，蠕變率小。盡管材料中存在低熔相，但它充填在晶體骨架的空隙中，并不起主導作用。

? ? ? ? 通過(guò)電熔還能起到除雜質(zhì)，如高鋁礬土中的SiO₂、Fe₂O₃、MgO、K₂O、Na₂O等的提純作用。因此電熔材料的特點(diǎn)是：

? ? （1）結構致密，氣孔率低，如采用氧化法的電熔 ZrO₂ 大型塊體顯氣孔率0.5%~1%；

? ? （2）材料純度高，如我國用 Al₂O₃ 大于85%的高鋁礬土熟料電熔成Al₂O₃；不小98.5%的亞白剛玉；

? ? （3）荷重軟化溫度高；

? ? （4）機械強度高（包括高溫強度）；

? ? （5）具有高的化學(xué)穩定性和抗侵蝕性；

? ? （6）液相析出溫度高。

? ? ? ? 電熔材料的缺點(diǎn)是熱導率偏高，抗熱震性較差。

? ? ? ? 電熔制品不僅用于玻璃熔窯的剛玉系列制品，冶金工業(yè)也廣泛使用。煉鋼轉爐、電爐內襯大量使用的鎂炭磚，就是以電熔鎂砂為主要原料生產(chǎn)的，電熔鎂砂抗熔渣及金屬熔體侵蝕，碳不被熔融物潤濕。應該說(shuō)采用電熔材料是解決耐火材料抗熔渣和熔融金屬侵蝕問(wèn)題的重要途徑。不定形耐火材料也普遍采用電熔剛玉，莫來(lái)石等材料做骨料和摻和料。采用電熔材料做原料生產(chǎn)不定形耐火材料是耐火材料的發(fā)展方向。因為它不但可以生產(chǎn)致密型不定形耐火材料，還可以生產(chǎn)輕質(zhì)隔熱型不定形耐火材料。例如：采用電熔方法生產(chǎn)硅酸鋁纖維，電熔氧化鋁，氧化鋯等空心球，是優(yōu)的隔熱保溫材料，用它們可以生產(chǎn)隔熱耐火澆注料。

? ? ? ? 用電熔方法還能生產(chǎn)氧化鋁水泥，這種水泥具有早強特點(diǎn)，耐火度達1750℃以上，是高檔耐火澆注料的良好結合劑。用熔融石英做原料的再燒制品，抗熱震性非常好。

? ? ? ? 采用電熔方法生產(chǎn)耐火原料和制品，可以連續機械化生產(chǎn)。用電作能源符合機械化、電氣化自動(dòng)化的時(shí)代發(fā)展要求。目前看來(lái)對環(huán)境污染比較嚴重，耗電較多，可是隨著(zhù)現代技術(shù)進(jìn)步，這些問(wèn)題是容易解決的。因此，發(fā)展電熔耐火材料是有前途的。

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