耐火材料行業(yè)新型發(fā)展趨勢

 近年來從使用耐火材料的重工業(yè)行業(yè)生產(chǎn)新工藝和新技術(shù)的推廣，以及節(jié)能降耗和環(huán)保方面的要求，都對(duì)新型耐火材料提出了更特殊的要求。從今后的發(fā)展趨勢來看，新型的耐火材料將包括高性能的結(jié)構(gòu)型耐火材料和功能型兩大類耐火材料。

　　１結(jié)構(gòu)型耐火材料

　　結(jié)構(gòu)型耐火材料的總體發(fā)展趨勢將是高純度化、致密化、精密化、含碳耐火材料的普及化、氧化物和非氧化物材料的復(fù)合化和不定形化。特別是不定形耐火材料將在今后一段時(shí)期內(nèi)有較大的應(yīng)用市場，這是因?yàn)樗哂猩a(chǎn)周期短、節(jié)約能源、整體性好、適應(yīng)性強(qiáng)、綜合使用效果好等優(yōu)點(diǎn)。不定形耐火材料自身的技術(shù)發(fā)展趨勢有以下幾方面。(１)材質(zhì)方面。近年來，不定形耐火材料的材質(zhì)正由中性、酸性氧化物材料向堿性氧化物材料和氧化物與非氧化物復(fù)合材料發(fā)展，由低純度向高純度發(fā)展，所用的原料則由以天然耐火原料為主向人工合成耐火原料發(fā)展；(２)結(jié)合方式。近年來，不定形耐火材料的結(jié)合方式循著水合結(jié)合→化學(xué)結(jié)合→水合結(jié)合＋凝聚結(jié)合→聚合結(jié)合→凝聚結(jié)合的方向發(fā)展；(３)作業(yè)性能。近年來不定形耐火材料的作業(yè)性能循著由難觸變到易觸變?cè)俚綗o觸變(易流動(dòng))的方向發(fā)展。從流變學(xué)的觀點(diǎn)來說，即從塑－彈性向粘－塑－彈性與粘－塑性的方向發(fā)展；(４)調(diào)合用水量。近年來不定形耐火材料調(diào)合用水量正由高水分向低水分及無水分方向發(fā)展。不定形耐火材料的研究方面取得的最為矚目的新技術(shù)突破包括：(１)自結(jié)合不定形耐火材料；(２)自燒結(jié)不定形耐火材料；(３)自流型不定形耐火材料。

　　以軋鋼加熱爐為例，我國加熱爐用耐火材料先后采用了普通粘土磚和高鋁磚、搗打料和可塑料、普通澆注料和高性能澆注料。近年來，國內(nèi)有關(guān)耐火材料研究和生產(chǎn)單位對(duì)加熱爐用耐火材料進(jìn)行攻關(guān)，使加熱爐用耐火材料得到了長足的進(jìn)步，我國加熱爐耐火材料的技術(shù)水平接近到世界先進(jìn)水平。目前，我國加熱爐用耐火材料正在向一個(gè)新時(shí)期--智能型快干澆注料和快干自流澆注料時(shí)期過渡。

　　２功能型耐火材料

　　功能型耐火材料包括高性能隔熱耐火材料、高輻射率節(jié)能涂料、高導(dǎo)熱和高導(dǎo)電耐火材料、高性能快速蓄熱耐火材料等。

　　高性能隔熱耐火材料包括耐火纖維制品、超細(xì)微孔輕質(zhì)磚、輕質(zhì)不定形耐火材料等，這類材料具有很低的熱導(dǎo)率，砌筑爐墻時(shí)使用這類材料可以大幅度降低爐體的散熱和蓄熱損失，從而具有顯著的節(jié)能效果。

　　高輻射率節(jié)能涂料利用其熱輻射波段范圍內(nèi)的高輻射率(或高吸收率)，在爐膛內(nèi)側(cè)噴涂后，可以有效提高爐膛內(nèi)火焰和煙氣中輻射能的利用率，從而降低煙氣出爐溫度，減少排煙熱損失。

　　高導(dǎo)熱耐火材料用于高溫?zé)煔獾臒峤粨Q和余熱回收。當(dāng)燃?xì)鉁囟葹椋保常埃啊孀笥視r(shí)，使用熱效率為６０％的陶瓷熱交換器，可節(jié)省燃料約４８％，而使用金屬熱交換器僅能節(jié)省燃料２４％。高導(dǎo)熱率是對(duì)陶瓷熱交換器材料的起碼要求，碳化硅材料具有良好的機(jī)械性能和很高的導(dǎo)熱率，是目前廣泛使用的陶瓷熱交換器材料。

　　高導(dǎo)電耐火材料在直流電弧爐中有很廣泛的應(yīng)用。直流電弧爐的底電極有好幾種形式，其中ＡＢＢ式底電極是由導(dǎo)電耐火材料構(gòu)成的，它要求ＭｇＯＣ材料構(gòu)成的導(dǎo)電耐火材料的電阻率越小越好，其比電阻一般為１０－３～１０－４·ｍ，雖然電阻高于其它幾種由金屬構(gòu)成的底電極，但其可靠性好，維修方便，壽命很高。

　　高溫空氣燃料技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種全新的燃燒與極限余熱回收技術(shù)，該技術(shù)利用蓄熱室將煙氣中的余熱充分回收，并將助燃空氣加熱到８００～１０００℃以上，而排煙溫度可降至１３０～１５０℃。耐火材料蓄熱體是蓄熱室的關(guān)鍵材料，它是蓄熱室的換熱介質(zhì)，它將爐內(nèi)煙氣的余熱吸收過來儲(chǔ)存，然后用儲(chǔ)存的熱量將空氣或燃料加熱，這樣，不僅提高了空氣和燃料的預(yù)熱溫度，降低了廢氣的排放溫度，節(jié)約能源，同時(shí)還大幅度減少了ＣＯ２和ＮＯｘ的排放，有益于環(huán)境保護(hù)。

　　鑒于耐火材料蓄熱體的特殊使用條件，要求蓄熱體必須具備良好的蓄熱和放熱能力，同時(shí)，在頻繁的廢氣與空氣和燃料的換向作用下，蓄熱體承受著劇烈的熱沖擊，所以，蓄熱體還必須具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。目前被廣泛接受的高性能快速蓄熱耐火材料蓄熱體主要有如下三種形式：蜂窩體、蓄熱球和蓄熱管。在材質(zhì)上，蜂窩體主要有堇青石質(zhì)和莫來石質(zhì)，而蓄熱球和蓄熱管主要有高鋁質(zhì)和莫來石質(zhì)。