不定形耐火材料发展的简要回顾与展望

1、不定形耐火材料发展的不定形耐火材料发展的简要回顾和展望简要回顾和展望耐火泥土的发现耐火泥土的发现 大约公元前大约公元前60006000年，西亚地区（今天伊拉克、伊朗、叙利亚和土耳其周边年，西亚地区（今天伊拉克、伊朗、叙利亚和土耳其周边地区）的人类发现被火烧烤后的泥土变得致密，水不容易渗入，他们还发现地区）的人类发现被火烧烤后的泥土变得致密，水不容易渗入，他们还发现像粘土这样有较高粘度的泥巴可以作成任何大小的炉膛，后来该地域的人们像粘土这样有较高粘度的泥巴可以作成任何大小的炉膛，后来该地域的人们学会用粘土成型各种器皿。当时粘土做成的最重要的器皿是经过烧后定形的学会用粘土成型各种器皿。当时粘土做成

2、的最重要的器皿是经过烧后定形的水罐。水罐。近代不定形耐火材料的发展近代不定形耐火材料的发展标志性事标志性事18561856年年 法国人法国人Sain-Claire DevilleSain-Claire Deville发现铝酸钙化合发现铝酸钙化合物的水合结合性能（物的水合结合性能（铝酸钙水泥的发明铝酸钙水泥的发明）19141914年年 美国人美国人SchaeferSchaefer制造出制造出耐火可塑料耐火可塑料（派力固公（派力固公司的起源）司的起源）不定形耐火材料的发展不定形耐火材料的发展l19181918年年 法国开始销售铝酸盐水泥法国开始销售铝酸盐水泥l19251925年年 欧美国家以铝酸盐

3、水泥作为耐火浇注料的结合剂欧美国家以铝酸盐水泥作为耐火浇注料的结合剂 l二战时期二战时期 美国用耐火可塑料、浇注料作锅炉和石油设备内衬美国用耐火可塑料、浇注料作锅炉和石油设备内衬l19551955年年 日本开始生产不定形耐火材料日本开始生产不定形耐火材料l19601960年年 美、日、联邦德国不定形耐火材料分别占本国耐火材料美、日、联邦德国不定形耐火材料分别占本国耐火材料产量的产量的12.6%12.6%、1.6%1.6%和和1.6%1.6%。l1966-19751966-1975年年 发达国家不定形耐火材料实现品种系列化发达国家不定形耐火材料实现品种系列化l19921992年年 日本率先实现不

4、定形耐火材料产量超过定型耐火砖。日本率先实现不定形耐火材料产量超过定型耐火砖。第一阶段（第一阶段（2020世纪初世纪初-20-20世纪世纪7070年代）年代）n以水泥、水玻璃和磷酸盐等为主要结合剂以水泥、水玻璃和磷酸盐等为主要结合剂n采用普通耐火骨料和粉料采用普通耐火骨料和粉料n主要应用于锅炉、管式加热炉、热处理炉、轧钢加热炉、烟囱主要应用于锅炉、管式加热炉、热处理炉、轧钢加热炉、烟囱和热工设备基础等部位和热工设备基础等部位n较之以前，使用寿命提高，但衬体易剥落，耐用性不够长较之以前，使用寿命提高，但衬体易剥落，耐用性不够长不定形耐火材料发展的三个阶段不定形耐火材料发展的三个阶段第三阶段（第三

5、阶段（2020世纪世纪8080年代中年代中- -至今）至今）n采用复合结合剂、超细粉及高效外加剂采用复合结合剂、超细粉及高效外加剂n采用粘土熟料、高铝矾土熟料、镁砂等天然原料，刚玉、莫采用粘土熟料、高铝矾土熟料、镁砂等天然原料，刚玉、莫来石、尖晶石、碳化硅等人工合成原料来石、尖晶石、碳化硅等人工合成原料n研制成低水泥、超低水泥、无水泥系列耐火浇注料、新技术研制成低水泥、超低水泥、无水泥系列耐火浇注料、新技术耐火浇注料号新施工方法材料等新品种。耐火浇注料号新施工方法材料等新品种。n结合体系的纯净化和稳定化，可实现自结合，自烧结和自膨结合体系的纯净化和稳定化，可实现自结合，自烧结和自膨胀，性能显著

6、提高。胀，性能显著提高。n应用范围已进入各种高温熔炼炉及其附属热工设备。应用范围已进入各种高温熔炼炉及其附属热工设备。不定形耐火材料发展的三个阶段不定形耐火材料发展的三个阶段第三阶段（第三阶段（2020世纪世纪8080年代中年代中- -至今）至今）n采用复合结合剂、超细粉及高效外加剂采用复合结合剂、超细粉及高效外加剂n采用粘土熟料、高铝矾土熟料、镁砂等天然原料，刚玉、莫采用粘土熟料、高铝矾土熟料、镁砂等天然原料，刚玉、莫来石、尖晶石、碳化硅等人工合成原料来石、尖晶石、碳化硅等人工合成原料n研制成低水泥、超低水泥、无水泥系列耐火浇注料、新技术研制成低水泥、超低水泥、无水泥系列耐火浇注料、新技术耐

7、火浇注料号新施工方法材料等新品种。耐火浇注料号新施工方法材料等新品种。n结合体系的纯净化和稳定化，可实现自结合，自烧结和自膨结合体系的纯净化和稳定化，可实现自结合，自烧结和自膨胀，性能显著提高。胀，性能显著提高。n应用范围已进入各种高温熔炼炉及其附属热工设备。应用范围已进入各种高温熔炼炉及其附属热工设备。不定形耐火材料发展的三个阶段不定形耐火材料发展的三个阶段n原始制陶和青铜器时代的耐火粘土原始制陶和青铜器时代的耐火粘土- -原始不定形耐火材料原始不定形耐火材料n2020实际实际5050年代初期年代初期 开始研制、应用现代不定形耐火材料开始研制、应用现代不定形耐火材料n上世纪上世纪6060年代

8、年代 铝硅酸盐水泥研制成功铝硅酸盐水泥研制成功n上世纪上世纪7070年底年底 耐火可塑料在轧钢生产用窑炉中获得广泛应用耐火可塑料在轧钢生产用窑炉中获得广泛应用n上世纪上世纪8080年代以来年代以来 耐火喷涂料、浇注料发展迅速耐火喷涂料、浇注料发展迅速n19771977年年 我国正式采用我国正式采用“不定形耐火材料不定形耐火材料”这一名称这一名称中国不定形耐火材料的发展中国不定形耐火材料的发展n生产简单。不需要投入高的设施，生产效率高，生产成本较低。生产简单。不需要投入高的设施，生产效率高，生产成本较低。n能耗低。为烧成制品的能耗低。为烧成制品的10.30%10.30%。n施工效率高。可机械化施

9、工，减轻工人劳动强度，施工效率高施工效率高。可机械化施工，减轻工人劳动强度，施工效率高=施工时间和施工时间和费用降低。费用降低。n整体性好。可消除砖缝造成的安全隐患，特别是作为直接与高温熔体相接触整体性好。可消除砖缝造成的安全隐患，特别是作为直接与高温熔体相接触的内衬时，这种无接缝的整体衬更为安全可靠。的内衬时，这种无接缝的整体衬更为安全可靠。n通过局部修补和在残衬上进行补浇通过局部修补和在残衬上进行补浇=减少材料消耗减少材料消耗n适宜于复杂构型衬体的施工和修补，适宜于大、异形构件的制作。适宜于复杂构型衬体的施工和修补，适宜于大、异形构件的制作。n有的具有定形耐材所不具备的特殊性能，如使用过程

10、中的原位效应利用：干有的具有定形耐材所不具备的特殊性能，如使用过程中的原位效应利用：干式料的防穿透等。式料的防穿透等。n储运和使用灵活，便于根据施工和使用要求调整组成和性能。储运和使用灵活，便于根据施工和使用要求调整组成和性能。中国不定形耐火材料的优点中国不定形耐火材料的优点整体耐火材料与定型耐火制品的比较整体耐火材料与定型耐火制品的比较* *不包括原料的燃料；不包括原料的燃料；* * *效率可以更高效率可以更高耐火砖耐火砖整体耐材整体耐材占地面积，米占地面积，米2/吨吨30-5010-15劳动生产率，吨劳动生产率，吨/人人年年60-240480-1200油耗量油耗量*，公升，公升/吨吨200

11、-60020-30动力消耗，动力消耗，MJ/吨吨560-1080108-180自动生成系统转换自动生成系统转换困难困难容易容易材料处理的合理化材料处理的合理化相当难相当难容易容易施工的机械化施工的机械化困难困难容易容易施工效率，吨施工效率，吨/人人天天0.5-2.05.0-20*n采用了高性能的合成原料。采用了高性能的合成原料。n采用先进的结合体系，减少或消除结合物带入杂质组分的不影响。通过超采用先进的结合体系，减少或消除结合物带入杂质组分的不影响。通过超细粉和凝胶实现凝聚结合，使流变性、致密强度和使用性能改善。细粉和凝胶实现凝聚结合，使流变性、致密强度和使用性能改善。n粒度分布的全范围优化。

12、粒度分布的全范围优化。n引入了某些非氧化物引入了某些非氧化物=氧化物氧化物- -非氧化物复合的不定形耐火材料非氧化物复合的不定形耐火材料=抗渣性抗渣性和热震稳定性改善。和热震稳定性改善。n引入了具有不同作用的高效添加剂。引入了具有不同作用的高效添加剂。n采用了先进的施工方法，施工方法多样化和先进化。采用了先进的施工方法，施工方法多样化和先进化。不定形耐火材料更新换代的技术措施不定形耐火材料更新换代的技术措施不定形耐火材料常用超细粉（微粉）不定形耐火材料常用超细粉（微粉）l分散后的软质粘土分散后的软质粘土l无定型二氧化硅微粉无定型二氧化硅微粉l-Al-Al2 2O O3 3微粉微粉lCrCr2

13、2O O3 3微粉（铬绿）微粉（铬绿）lZrOZrO2 2微粉微粉l水合氧化铝微粉水合氧化铝微粉不定形耐火材料的颗粒级配演变不定形耐火材料的颗粒级配演变自然粒度、靠经验调配自然粒度、靠经验调配三级粒度级配三级粒度级配多级粒度（多级粒度（4-84-8级）级配级）级配根据颗粒堆积的理论进行级配根据颗粒堆积的理论进行级配不定形耐火材料的应用日益扩大不定形耐火材料的应用日益扩大高炉压入料，出铁口炮泥高炉压入料，出铁口炮泥Al2O3-SiC-CAl2O3-SiC-C质出铁沟捣打料、浇注料质出铁沟捣打料、浇注料铁水包浇注料、混铁炉浇注料铁水包浇注料、混铁炉浇注料转炉、电炉用转炉、电炉用MgOMgO、MgO

14、-CaOMgO-CaO质喷补料质喷补料转炉用热态大面修补料转炉用热态大面修补料电炉顶用刚玉质、含铬刚玉质、高铝质浇注料电炉顶用刚玉质、含铬刚玉质、高铝质浇注料电炉底用电炉底用MgO-CaO-Fe2O3MgO-CaO-Fe2O3质干式捣打料质干式捣打料直流电炉炉底用导电砂直流电炉炉底用导电砂钢包衬用钢包衬用Al2O3-MgOAl2O3-MgO质浇注料质浇注料钢包用透气塞钢包用透气塞中间包中间包MgOMgO、MgO-CaOMgO-CaO质喷涂料质喷涂料RHRH真空装置插入管外衬真空装置插入管外衬炉外精炼钢包包盖炉外精炼钢包包盖整体喷枪整体喷枪加热炉炉衬加热炉炉衬铝电解槽用干式防渗料铝电解槽用干式防渗料各种耐磨衬里用捣打料、浇注料（如循环流化床锅炉）各种耐磨衬里用捣打料、浇注料（如循环流化床锅炉）n不定形耐火材料占整个耐火材料的比例（不定形耐火材料占整个耐火材料的比例（% %）n钢铁工业中不定形耐火材料占整个耐火材料中比例（钢铁工业中不定形耐火材料占整个耐火材料中比例（% %）2009-20112009-2011年全国耐火材料产量统计年全国耐火材料产量统计