耐火材料的發(fā)展前景展望（2）

三、發(fā)展特種耐火材料

? ? ? ? 如果說(shuō)耐火材料工藝的發(fā)展方向是不定形化（不定形耐火材料），而保存的一部分定形耐火制品的制造工藝應該是特殊化。隨著(zhù)近代鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)向電子化、連續化、大型化發(fā)展，傳統使用的耐火材料不能滿(mǎn)足更為苛刻的要求。

?????? 例如：近終形連鑄機對耐火材料要求有密封性、潤滑性、抗侵蝕性。要加工到微米級，只有精細陶瓷才能達到要求?，F代尖端技術(shù)，如航天、電子、新能源、原子反應堆、國防現代裝備技術(shù)等需要的耐火材料要經(jīng)受一定的機械應力和機械沖擊、瞬間幾千度的熱震、高速氣流和塵埃的沖刷、各種化學(xué)腐蝕，甚至還要求電性能、光學(xué)性能等特殊要求的制品。必須在傳統耐火材料與傳統陶瓷工藝基礎上，從材質(zhì)到工藝進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng )新，即用高熔點(diǎn)（2000℃以上）、高純度（純度95%甚至99%以上）的氧化物和非氧化物以及氧化物與非氧化物復合的人工合成材料、微米級細粉，采用等靜壓、熱壓注、爆炸等方法成型，1600-2000℃，甚至到3000℃的溫度下高溫燒成的工藝過(guò)程生產(chǎn)特種耐火制品。

????? 這些制品外形更復雜，不僅有磚，還有管、片、球、纖維寶石單晶以及超硬的、透明或不透明的制品。還有高溫涂層、金屬陶瓷等。高新技術(shù)發(fā)展方興未艾，現在已滲透到各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門(mén)，耐火材料配合高新技術(shù)的發(fā)展，對耐火材料的理論和時(shí)間認識將會(huì )啟發(fā)和推動(dòng)作用。

四、發(fā)展爐體冷卻技術(shù)，加強耐火材料保護

? ? ? ? 法國某耐火材料工作者說(shuō)：“水是最好的耐火材料”。這種說(shuō)法不無(wú)道理?，F在很多熱工設備采用循環(huán)水或強制水冷卻。如20世紀60年代末，在以焦炭為燃料的鎂砂及白云石煅燒豎窯，采用汽化冷卻窯襯壁，代替高溫帶的磚內襯，主要目的是消除粘窯。煉鋼電爐爐蓋電極孔周?chē)追Q(chēng)“三角區”，由于溫度過(guò)高，損毀嚴重，與爐蓋其他部位的使用壽命不同步。因此有些廠(chǎng)家將三角區改成水冷爐套，變成“永久襯”。目前超高功率電爐普遍采用水冷爐蓋和爐壁。采用水冷代替耐火材料在高溫設備上使用屢見(jiàn)不鮮，而且使用壽命比耐火材料長(cháng)。循環(huán)水始終保持100℃以下，從某種程度上可以起到耐火材料的作用。但也有很多問(wèn)題，如能耗增大，投資增加，像煅燒鎂砂的合格率降低等。

????? 不過(guò)也有非常成功的經(jīng)驗，如武鋼大型高爐（2516m3）采用全炭水冷薄爐底。爐底厚度減半，施工機械化程度高（達90%以上），勞動(dòng)條件好，修筑工期縮短2/3，壽命長(cháng)達14年，造價(jià)低，節約高鋁磚近400m3，結構先進(jìn)合理，安全可靠。

????? 煉鋼電爐采用水冷爐蓋和水冷爐壁技術(shù)，使電爐使用壽命顯著(zhù)提高。超高功率電爐爐蓋和爐壁熱流增大，采用水冷技術(shù)可使熔損部分被噴濺上的爐渣冷卻而補充。泡沫渣埋弧技術(shù)是在不增加渣量前提下，使渣厚度增加。主要原理是渣中FeO與C反應生成CO氣體，慢慢從渣中溢出，使渣保持泡沫化狀態(tài)，從而減少弧光對襯的熔損，降低耐火材料消耗。水冷使電能消耗增大，一噸鋼約增加5%-10%，但由于壽命延長(cháng)，檢修停爐時(shí)間縮短，特別是耐火材料消耗降低50%-90%，總的經(jīng)濟效益是好的。采用水冷與合適的耐火材料相配合應該是未來(lái)爐窯等熱工設備的發(fā)展方向。

????? 其次，還可以采用其他一些保護耐火材料、提高內襯使用壽命的措施，如調整爐渣成分、降低爐渣對內襯耐火材料的侵蝕性。美國1991年發(fā)明的濺渣護爐技術(shù)就是基于這一原理，使煉鋼轉爐的壽命大幅度提高，達10000-15000爐。另外，還可以改進(jìn)爐窯砌體結構、提高砌體的抗熱震性（不光是提高單塊磚的抗熱震性）來(lái)提高爐窯的使用壽命等。

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