耐火材料范文

導語：如何才能寫好一篇耐火材料，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

石灰資源綜合利用的應用與實踐

活性石灰回轉窯用耐火磚損壞原因及對策

節能型立窯煅燒小塊石灰石的實踐與體會

石灰活性度酸堿滴定測定法的優化

焦寶石基可塑料的研制

《耐火與石灰》網站正式開通

鋁加工用陽極焙燒爐內鋁硅酸鹽耐火材料的氣相腐蝕

促凝劑對澆注料性能的影響

中間包涂料中鎂質骨料所用的酸性和堿性結合劑

水泥回轉窯燒嘴用澆注料使用壽命的提高

通過一水乙酰丙酮鋅的熱分解形成納米級ZnO顆粒

由紙制得高溫下應用的SiC-Si_3N_4陶瓷

電熔尖晶石砂對水泥熟料的抗侵蝕性

金屬加入劑對硅磚性能的影響

抗氧化劑種類及石墨的變性處理方法對鎂碳質耐火材料性能的影響

《耐火與石灰》2010年度總目次

淺析冶金石灰生產設備的發展過程

高溫隧道窯用油水焦漿的開發及研究

煅燒冶金活性石灰燃料的選擇與應用

低水泥結合氧化鋁空心球輕質澆注料的研究

礬土基電熔鋯剛玉粒度對Al_2O_3-MgO澆注料性能的影響

吹氧轉爐內襯用耐火材料壽命的提高

中間包內襯用新型材料

采用變性劑強化高級耐火氧化物的燒結

歡迎訂閱2010年《耐火與石灰》雜志

鋼包底吹用剛玉-尖晶石透氣磚

焦爐用硅磚的實驗室和工業檢驗

征訂啟事

鋼包滑動水口系統的改進

連鑄中間包清除渣殼問題的研究

以稠濃抗絮凝鋁酸鈣結合的新型澆注料

MgO粒度對原位尖晶石澆注料性能的影響

氧氣燃燒器用熱震穩定性良好的高溫陶瓷噴嘴

耐火材料復合物的熱震受損特征

歡迎訂閱2010年《耐火材料》雜志

高溫快燒活性石灰的工藝條件研究

干熄焦裝置中耐火材料的使用

B_4C對鋁碳材質性能的影響

環保中間包鎂質干式料的研制與使用

鋁碳質整體中間包水口的研制

耐火材料再循環利用技術的開發

中間包永久襯損毀的模擬

粘土質耐火材料在回轉窯上的應用

MgO-ZrO_2-Al_2O_3耐火材料組分的研制

采用賽隆和碳化硅制造的抗熱震性燒結材料

高性能絕熱材料生產中的微孔原理

抗氧化劑對鎂碳耐火磚抗氧化性的影響

由回收材料成型的MgO-Al_2O_3-SiO_2耐火陶瓷

鎂碳質耐火材料用綜合性結合劑的性能

耐火材料熱震損傷的一種新型實驗方法的研究

鋯英石——莫來石復合材料的熱機械行為

歡迎訂閱·賜稿·刊登廣告

石灰顆粒度對含石灰熔劑熔融過程的影響

添加MgO及燒結參數對莫來石形成的影響

二氧化鋯耐火材料的抗渣性

氧化鋁-氧化鋯復合材料的分散、流變性以及泥漿的帶式澆注

金屬鋅粉對Al_2O_3-C質耐火材料抗氧化性的影響

篇2

[關鍵詞] 綠色耐火材料； 6S； 現場管理

[中圖分類號] F272 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2013）06- 0092- 01

企業競爭看管理，管理看現場。塑造先進的現場管理模式，是企業提升競爭力的根本。在現場管理競爭方面，我國耐火材料行業將面臨更大的挑戰：市場競爭主體多元化的挑戰，耐火材料技術和產品越來越呈現標準化、同質化的挑戰，現場管理模式適應新的生產方式的挑戰等。面對諸多挑戰，良好的企業現場管理是提升耐火材料產品質量的重要保證。而以6S為載體提升企業現場管理水平，是一個十分有效的方式。

1 6S是一切管理的基礎，是生產管理目標實現的基本保障

6S起源于日本，是一種有效管理生產現場中人員、機器、材料、方法、信息等生產要素的活動。是對生產現場各生產要素所處狀態不斷進行整理、整頓、清潔、清掃、提高素養及安全的活動。6S活動首先對生產過程中的必需品與非必需品進行區分，定期處置非必需品，定置管理必需品，明確數量并準確標示，節約查找時間，通過清掃，達到作業現場干凈整潔，提高職工素養，消除事故隱患，保障員工人身安全，保證生產正常進行。推行6S活動是管理生產作業現場的重要手段，是一項長期而艱巨的活動，需要全員的共同參與，需要持續不斷的推動和創新。

好環境能夠潛移默化，如果我們什么地方都注意細節，就會影響員工的工作態度，影響品質的控制，所以環境本身也是一種生產力。6S活動的對象是現場的“環境”，它對生產現場環境全局進行綜合考慮，并制訂切實可行的計劃與措施，它通過整理、整頓、清掃、清潔、素養、安全、節約等活動，消除生產作業現場各種不利因素和行為，合理利用時間、空間、能源等資源，發揮其最大效能，從而創造一個高效、物盡其用的工作場所，達到規范化管理，保證生產任務順利完成，最終實現企業用最低的成本，實現最大的效益[1]。因此6S管理是企業現場提高工作效率，降低作業成本，保證質量和交貨期的重要手段，是企業適應市場競爭必不可少的工具。提升了產品品質，增強了企業的核心競爭力。

2 企業推行6S活動的現狀

6S管理在我國企業推廣以來，企業管理者和職工對管理效果褒貶不一。實施成功者對6S管理充分認可。如海爾集團開展5S管理以后，工作環境發生了重大改變，張瑞敏為更好地實施“日事日畢，日清日高”的OEC管理，對生產現場環境全局進行綜合考慮，并制訂切實可行的計劃與措施，如“海爾大腳印”，從而達到規范化管理。6S活動的核心是素養，如果沒有職工隊伍素養的相應提高，活動就難以開展和堅持下去。

很多企業在實施6S管理之后，沒有達到預期的效果，不僅浪費了人力、物力、財力，而且職工怨聲載道。為什么不同的企業在推行和實施6S管理活動中會出現不同的效果，究其原因，是沒有考慮企業自身實際，沒有真正做到以人為本。全員對6S管理認識不到位，沒有把握6S管理的過程控制，在推行方法和實施步驟等方面出現了問題或存在偏差。

“行百里者半九十”，6S活動的實施與取得成效非一日之功。作為一項基礎性管理工作，6S得不到切實可靠的實施，其他管理活動就會有“水中花、井中月”的感覺。但是同樣要看到，我國企業學習先進的管理經驗和方法，往往只注重表面的“形”而忽視了內在的“神”，習慣于喊口號、提指標、做思想工作，這值得每一位管理者警醒。

3 6S活動與節約管理的關系

6S活動的六要素有著內在的邏輯關系，構成相對完備的體系。前一要素是后一要素實現的基礎。其中，整理、整頓、清掃是進行日常6S活動的具體內容，清潔是對整理、整頓、清掃工作的規范化和制度化管理；素養要求員工培養良好作業習慣，安全則強調員工在開展前5S活動的基礎上，實現安全化作業。6S活動的最終目的是節約，減少浪費，降低成本。

在全球大力提倡環境保護和發展低碳經濟的形勢下，“十二五”期間發展“綠色耐火材料”勢在必行，是關系到我國當前和今后耐火材料行業可持續發展的重要發展戰略。我國在耐火材料總產量和品種數量上是當之無愧的世界第一。但就“綠色度”而言，差距卻甚大。綠色耐火材料具體為品種質量優良化，資源、能源節約化，生產過程環保化，使用過程無害化[2]。而生產中實施6S等一切先進、科學、合理的理念、技術、管理、做法都是有利于“綠色化”的。

通過對旭硝子、魯耐窯業、魯中耐火等耐火材料生產企業實施6S 管理調查分析，結合目前耐火材料企業的生產經營狀況，實施6S給他們企業產品質量、安全、清潔生產等帶來的效果非常顯著，建立了“實施、監督、考核”三位一體的運行機制，多措并舉，促進職工行為習慣的養成，同時也是ISO 9000有效推行的保證。職工的創意是無限的，也只有他們對工作的細節才最了解最有發言權。隨著6S活動的開展，干部、職工發現問題、解決問題的能力也逐步得到提升，開動腦筋解決問題的工作熱情也會逐步激發出來。生產過程中涌現出了很多文明職工，技術能手，先進班組。目前這幾家是山東耐料生產和出口的優勢企業。

4 結 語

6S 管理是基礎管理，為企業造就一支懂管理、會改善、有素質的員工隊伍是最終目標，如何做好6S是一件看上去容易，做起來比較困難的事情。企業需根據自己的實際情況，靈活地運用6S這個管理工具去進行自己不斷變化的個性化管理。

主要參考文獻

篇3

【關鍵詞】潔凈鋼；LF精煉爐；AOD精煉爐；耐火材料

0 前言

鋼鐵技術進步對耐火材料制品的影響十分顯著，兩者相互依存，互為促進，共同發展[1]。隨著品種鋼數量增加和對鋼質量要求的提高，由于耐火材料在高溫下對鋼水或多或少會產生污染[2]，耐火材料在使用過程中對鋼質量的影響問題已經得到各方面的關注，鋼中有害夾雜物中有多少來自耐火材料在使用中的熔損或剝落，耐火材料如何才能少污染，不污染鋼水，甚至在保證使用壽命的前提下能有效去除鋼中夾雜物是目前需要研究的重要問題。

1 耐火材料對潔凈鋼質量的影響

耐火材料對鋼水質量的作用主要分為三個方面[3]：

（1）耐火材料在熱震和侵蝕作用下引起的結構變化，在鋼水沖刷下進入鋼水形成雜質；

（2）耐火材料成分與鋼水和鋼渣互相反應，產生高熔點物質形成夾雜，或引起鋼水成分的變化，如增C、N和H含量等；

（3）耐火材料可吸收鋼中C、P、S等雜質，降低夾雜物，起到凈化鋼水的作用。

（一）耐火材料對鋼水含P量的影響

對鋼中脫P能產生積極作用的主要有MgO和CaO兩種堿性氧化物。匡加才等[4]對MgO-CaO質澆注料中CaO含量對鋼中P含量的影響進行了研究，實驗結果表明：當澆注料中有25%的CaO存在時，鋼中P含量大幅度降低，進一步提高 CaO 含量，脫磷作用僅有小幅度提高。這是因為從熱力學的計算結果和生產實踐均已證實CaO的脫磷效果明顯優于MgO。

（二）耐火材料對鋼水中含S量的影響

耐火材料的材質對于鋼水脫S有很大影響[5]，在相同的冶煉工藝條件下，使用硅磚包襯時的脫S率為50-60%，使用粘土磚包襯時為60-70%，而使用堿性的白云石磚包襯時則可以提高到80%。李楠等[6]研究了MgO-CaO材料在1600℃下對鋼水脫S的影響，結果隨CaO含量增加，鋼水中S含量趨于降低。

（三）耐火材料對鋼中含碳量的影響

碳極易溶于鋼水，而鋼中碳含量直接會對鋼的組成、結構和性能等造成影響。對含碳白云石質和氧化鋁-碳質浸入式水口的研究發現[7]，當耐火材料第一次使用時，鋼水發生了嚴重增碳，而同一制品在第二次使用時鋼水僅發生輕微的增碳。初始暴露階段，鋼水和耐火材料由于存在很大的碳濃度差，促進了通過擴散界面的質量傳輸，使磚表面發生脫碳。隨時間推移，脫碳層厚度增加，界面濃度差下降，從耐火材料內部通過脫碳層到接觸界面，碳的溶解路徑變長，使鋼水增碳減少。

（四）耐火材料對鋼中氧含量和含氧夾雜物的影響

對不同材質耐火材料對深脫氧鋼氧含量的影響的研究表明[8]：一般來說，隨著耐火材料由堿性中性酸性的變化順序，耐火材料的氧勢指數逐漸增大。采用堿性耐火材料有利于鋼中氧含量的降低。為了降低鋼中的氧含量，在選擇鋼包內襯材料時一般應選擇堿性材料。因為含鐵、鉻和硅的氧化物耐火材料很容易使鋼水氧含量增加，這主要是受到了存在固溶氧化物的影響，因為不穩定的氧化物要優先溶解。

2 潔凈鋼用耐火材料的發展

2.1 LF爐用精煉耐火材料

近幾年來，隨著我國潔凈鋼產量的不斷增加和質量的不斷提高，對 LF 精煉爐及其它爐外精煉設備用耐火材料提出了更高的要求。它不僅要求耐火材料的使用壽命長，而且還要對鋼水有凈化作用，至少不對鋼水產生污染。目前，能夠滿足這種要求的耐火材料只有鎂鈣質耐火材料，包括燒成鎂鈣磚和不燒鎂鈣磚。鎂鈣質耐火材料具有優良耐高溫性能和抗爐渣侵蝕性能，其中的游離CaO 能夠吸附鋼水中的[S]，[P]和非金屬夾雜物，有凈化鋼水的功能[9]。

2.2 AOD精煉爐用耐火材料

AOD爐由于長時間在高溫苛刻條件下操作，所以風口及風口周圍、耳軸渣線部位蝕損嚴重，需使用耐蝕性好、耐熱剝落、高溫強度大的耐火材料。太鋼經過多年的研究自主開發生產的鎂鈣磚適合太鋼AOD爐冶煉工藝的要求[10]，并使 AOD 爐齡大幅度提高。通過近幾年的不斷改進，鎂鈣磚質量有了更進一步的提高，與鎂鈣磚相適應的 AOD 單渣法不銹鋼冶煉工藝也更加成熟，目前太鋼自產鎂鈣磚的 AOD 爐齡月平均已達到160次，單爐最高達到187次，達到了國內先進水平。

2.3 水口用耐火材料

對于容易引起增碳和增硅的潔凈鋼冶煉，一般多采用復合耐火材料，即在與鋼液接觸的部分采用無碳和無硅耐火材料，而在其外部采用抗震和抗渣侵蝕性能優良的含碳和含硅耐火材料。已開發的有復合結構的浸入式水口，內襯復合無碳無硅的尖晶石材料，出鋼口復合尖晶石-硅質材料，澆注超低碳高氧鋼效果良好。尖晶石材料不與鋼中的MnO、FeO反應，不僅不熔蝕， 并且在工作面形成致密耐侵蝕層。

3 結語

潔凈鋼生產用耐火材料大多屬于科技含量高、 經濟效益好、 資源消耗少和環境污染少的產品，正好迎合我國耐火材料工業結構調整和發展的需要。大力發展潔凈鋼生產作為鋼鐵工業的重要發展方向之一，將為加速耐火材料工業的現代化步伐注入持久強勁的動力，使耐火材料朝著優質、 高效、功能化、低污染綠色的方向發展。

【參考文獻】

[1]鐘香崇.展望新一代耐火材料[J].耐火材料，2003，37（1）：1-10.

[2]王學達，陳述江，張紅鷹，等.鎂鈣耐火材料對鋼水的凈化作用[J].耐火材料，2004，38（2）：88-90.

[3]李楠.鋼與耐火材料的作用及耐火材料的選取[J].耐火材料創刊40周年特刊，2006：19-22.

[4]匡加才.超純凈鋼用鎂-鈣澆注料的研究[D].武漢：武漢科技大學，1999.

[5]程煌，任彤.鐵水深脫硫發展趨勢[J].鋼鐵，2003，36（4）：17-19.

[6]張興業.LF 精煉爐用不燒鎂鈣磚的研制與使用[J].工業加工，2007，2（36）：50-52.

[7][10]張朝霞，等.AOD 精煉爐用鎂鈣磚的研制與使用[J].遼寧建材，2005，4：14-16.

篇4

關鍵詞：耐火材料；廢氣治理；工程實例

中圖分類號：X324文獻標識碼：A文章編號：1674-9944（2012）12-0082-04

1引言

隨著我國經濟和工業的迅速發展，環境污染呈現加重趨勢，各城市灰霾天氣增多，大氣污染狀況也十分嚴重，為了緩解污染，我國采取了一系列措施，如脫硫優惠電價、“上大壓小”、限期淘汰、“區域限批”等，加大環境保護投入，實施工程減排、結構減排、管理減排，取得了顯著成效。2012年3月2日，我國了新的《環境空氣質量標準》，環保政策日益嚴厲，“十二五”期間，以煙塵、二氧化硫、氮氧化物為代表的主要大氣污染物排放標準將再次提高，火電、鋼鐵等主要大氣污染物排放行業將面臨新一輪設備新增或改造投資需求。截至2011年，全國累計建成運行燃煤電廠脫硫設施6億kW，火電脫硫機組裝機容量比例由2005年的12%提高到87.6%。

在此形勢下，采用先進的生產工藝和先進的污染處理工藝，將是涉“污”企業發展的趨勢和出路。耐火材料生產，如果不采取有效的廢氣處理工藝和設施，會污染大氣，給企業帶來不利局面。因此，耐火材料生產企業必須采用先進、成熟的生產工藝，完善的廢氣處理系統，才能確保企業的達標排放。本文通過某企業耐火材料生產項目實例，介紹其廢氣處理達標排放的工藝。

2總論

2.1項目由來

某廠成立于1998年，占地面積54000m2，主要生產隔熱、耐火、保溫材料。隨著《關于進一步明確民用建筑外保溫材料消防監督管理有關要求》（公消[2011]65號文件）的深入貫徹，將會促進新型墻體節能環保絕熱隔音板在建筑上用量的增加，并會有大的發展。該廠看準了這一市場機遇，決定在現有年產11300t耐火材料產能的基礎上，新增1條年產20000t新型外墻節能保溫防火材料生產線。由于在生產工藝過程中會有廢氣產生，企業若不對廢氣進行有效收集和治理，會對廠區及周圍環境造成一定的影響。

2.2設計原則

根據該廠的要求和提供的資料，調查現有工藝流程，掌握廢氣排放的種類、排放規律，然后提出有針對性的廢氣治理措施，通過增加相應的廢氣收集和處理設施，使廢氣處理達標后高空排放。其基本指導思想如下。

（1）嚴格執行國家及地方的環境保護法律法規，按規定的排放標準，使處理后的廢氣各項指標達到且優于標準值；

（2）根據企業車間產生廢氣的特征，結合已有的工程實例，在確保尾氣達標的前提下，盡可能采用簡單、成熟、可靠的處理工藝，達到功能可靠、經濟合理、管理方便；

（3）設備選型具有較大的靈活性和調節余地，目前選用優質、低能耗的國產設備，設置必要的自控系統，便于操作管理、維修，節省動力消耗及運行費用，待工藝確定后可根據業主要求進行合理的調整。

2.3排放標準

2.3.1粉塵、非甲烷總烴

板材切割粉塵及固化爐有機廢氣（以非甲烷總烴計）排放標準執行《大氣污染物排放標準》（GB16297-1996）中表2新污染源大氣污染物排放限值，具體見表1。

2.3.2煙塵、SO2

沖天爐廢氣中的煙塵排放執行《工業爐窯大氣污染物排放標準》（GB9078-1996）表2中“非金屬熔化爐”二級排放限值，SO2排放參照執行《工業爐窯大氣污染物排放標準》（GB9078-1996）表4中燃煤（油）爐窯二級排放濃度，固化爐煙塵排放執行《工業爐窯大氣污染物排放標準》（GB9078-1996）表2中“干燥爐、窯”二級排放限值，具體見表2。

3生產工藝及污染物產生狀況分析

3.1工藝流程圖

具體工藝流程見圖1。

3.2工藝流程說明

本項目以礦渣、玄武巖及白云石為原料，焦炭、天然氣為燃料。原料按配比自動稱量后，投入熔化爐內充分熔化并較好地均化，廢氣經除塵后排放。熔體由熔化爐流料口流出，經活動流槽被導入離心機成纖。離心機由高速運轉的離心輥部件和包絡在離心輥外的風環組成。流入離心機的高溫熔體在離心輥的離心力和由風環噴出的高速氣流的復合作用下牽伸成纖維，并將纖維吹送至集棉機，纖維在飛越過程中，利用其與渣球的速度差有效地將未成纖的渣球分離出去，同時，采用細霧粒多點噴射方式，將粘結劑均勻地施加到纖維表面。

纖維在集棉機的負壓風抽吸作用下均勻沉降到高速運行的集棉帶上，形成很薄的初棉層，初棉層經過渡輸送機送入擺錘機，在擺錘帶往復擺作用下，在與其成90°布置的成形輸送機上，形成多層折疊結構形式的均勻棉氈。成型輸送機出口接稱量皮帶機，由它控制板氈生產線的速度以保證產品的密度。在成形輸送機與固化爐之間設置打褶機、加壓機，通過調節速度差使棉氈纖維分布發生變化，以制造結構棉。

未固化棉氈進入固化爐，氈層在固化爐內被上下網板加壓定型，同時鼓入270℃的熱風，穿過氈板層，使其中粘結劑固化并形成具有一定厚度和強度的連續板、氈，從固化爐出來的板氈經過渡輸送機、冷卻輸送機、縱切輸送機、橫切輸送機、橫切鍘刀和接收站等成為成品。巖棉板產品通過收縮薄膜包裝機自動包裝入庫。

3.3廢氣污染物分析

3.3.1上料粉塵

每一生產周期（完全清空一次爐料為一周期）按6批次間歇上料，上料前噴水霧抑塵。在原料輸送過程中，采用皮帶輸送，在各皮帶連接端接料時，由于皮帶口的高差，造成部分物料形成揚塵，產生量約原料輸送量的1%，則上料粉塵產生量為320t/年，產生濃度為450mg/m3。

3.3.2沖天爐廢氣

沖天爐焚燒系統采用天然氣為燃料，屬于清潔能源，不計算污染物量。沖天爐廢氣主要來自于爐內焦炭燃燒產生的粉塵及SO2，自沖天爐閉爐點火后至開爐清料經35m高的總煙囪連續排放。

在熔體生產過程中，產生部分的CO及SO2氣體。處理系統分為兩個小系統：廢氣焚燒處理系統及余熱利用。采用廢氣焚燒系統對沖天爐廢氣進行焚燒，將廢氣中的CO去除；經焚燒的高溫廢氣再經過余熱利用，將助燃風加熱至450～550℃。同時，廢氣經過換熱溫度降低到200～250℃。

3.3.3集棉室廢氣

集棉室廢氣主要成分包括纖維粉塵、游離甲醛廢氣。

集棉室負壓風機風量為200000m3/h。由于集棉室負壓引風量較大，所以巖棉集棉室所排纖維粉塵的起始濃度較低，但其排塵總量較大。據典型分析，其起始濃度平均約為320mg/m3，折合15kg/t產品，則粉塵產生量為300t/年，48kg/h。建設單位在選用脲醛樹脂時應選用優質原料，游離甲醛及苯酚含量（以非甲烷總烴計）不高于2%，集棉工段產生的非甲烷總烴約為20t/年，產生濃度為20mg/m3，3.2kg/h。

3.3.4 固化爐烘干廢氣

固化爐烘干廢氣與集棉室廢氣類似，主要包括粉塵及游離甲醛、苯酚（以非甲烷總烴計）。根據類比估算，粉塵產生量約32t/年，產生濃度約320mg/m3；游離甲醛、苯酚（以非甲烷總烴計）產生量為30t/年，產生濃度約80mg/m3。熱固化爐廢氣中粉塵、非甲烷總烴經車間無組織外排量不超過1‰及5‰。

4廢氣治理工藝的選擇

4.1除塵

針對本項目，其主要污染物為煙塵，目前國內常用的除塵方法有以下3種。

（1）干法除塵。高壓靜電除塵和袋式除塵。這兩種除塵設備除塵效率好，但造價高，同時除塵前端要另加降溫系統，廢氣中的有害氣體不能去除。

（2）濕法除塵。讓爐氣高速通過水面，或者向爐氣中噴灑水霧以凈化煙氣，這種除塵系統的造價低于干法除塵，但除塵效果不高，同時會產生大量的廢液、污泥，造成二次污染，使設備的保養維護有難度，并且設備的損壞太快，二次污染物的量大。

（3）半干半濕除塵。即第一級采用干法，為高效旋風除塵器，直徑20μm以上的粉塵基本除去；第二級采用濕法，為復噴水膜除塵器，由于氣液逆向碰撞，能將1μm左右的細小微粒除去，效率可達97.5%，同時少量有害氣體與水反應，杜絕了直接排放。此法和濕法相比，用水量少，二次污染物廢液、污泥少，對除塵設備侵蝕小，管理維修工作量相對于濕法除塵小。

根據企業實際情況，該項目采用“二級初級除塵器+一級布袋除塵器”除塵工藝。

4.2煙氣冷卻

在高溫煙氣環境下，除塵器和風機的運行均受到限制。袋式除塵器受濾材耐溫性能的限制，一般濾料只限130℃以下，使用耐高溫的諾美克斯（Nomex）濾料也只限250℃以下，因此袋式除塵器在運行過程中，應特別注意進入袋濾室前的煙氣溫度，防止溫度過高燒毀濾袋。設計時應設置煙氣溫度監測和報警裝置，并與風機并入電動機連鎖（必要時包含緊急冷風閥），當入口溫度超過限定值時停止系統引風（或立即打開緊急冷風閥混入冷風）。沖天爐使用袋式除塵器，煙氣冷卻是關鍵環節。在諸多冷卻方式中，熱交換器法盡管結構復雜，造價較高，卻是最穩妥可靠的方法。

經計算，高溫煙氣由300℃降至150℃左右須進行換熱。根據吸風口至布袋除塵器管道長度和管道自身散熱能力，經過兩級初效除塵器除塵后，溫度可降至150～180℃，從而保證進入袋式除塵器的煙氣溫度在濾材耐溫性能的限值內。

4.3煙氣處理

沖天爐煙氣經過“兩級初效除塵器+布袋除塵器”后，去除了煙氣中的大量煙塵，但廢氣中仍含有部分有機成分，必須經過焚燒爐處理后才能達標排放。

結合企業實際情況，擬在布袋除塵器后設置焚燒爐，一方面能夠有效去除廢氣中的其他有機成分，另一方面可以進一步去除廢氣中的煙塵。

4.4廢氣治理工藝的確定

從以上廢氣治理技術的分析可知，本項目廢氣主要為粉塵顆粒以及少量有機物。根據各種廢氣的物化性質，本方案針對沖天爐廢氣采用“二級初級除塵+換熱器+布袋除塵+焚燒爐”進行處理；針對集棉室廢氣和固化爐廢氣采用高效過濾室過濾進行處理。具體工藝流程如圖2和圖3所示。

5技術經濟分析

5.1總投資估算

廢氣治理設備投資估算為：設備直接費，包括一級旋風除塵器、二級旋風除塵器、布袋除塵器、臥式焚燒爐、燃燒機、引風機1、高效過濾室1、高效過濾室2、引風機2、引風機3和排氣筒總共約158.0萬元；設備安裝費約8.0萬元；技術服務費包括設計費和調試費約4.0萬元；稅金約6.8萬元。總計為176.8萬元。

5.2技術經濟指標

5.2.1電耗

電耗統計見表3。

每天用電費用：總功率369kW，功率因素0.75，電價0.7元/kW·h，約1937元/d。

5.2.2人員編制

廢氣處理設施連續運作，操作管理簡單，不需要專門的操作人員，將其操作規程列入生產車間操作城區，由員工兼職看管即可。考慮到日夜連續運轉，運行費用計算時按2人計算。

5.2.3運行費用

運行費用見表4。

結語

耐火材料生產項目廢氣處理工藝實施后，使企業實現了生產廢氣達標排放，為區域減排作出了貢獻，避免了當地生態系統受到影響。該項目表明生產廢氣只要選好工藝，采用成熟、完善的處理設施和工藝，加強環保的投入，是現實可行，可以得到良好的處理效果的。

參考文獻：

[1]閆改會.熱交換器在窯頭廢氣處理系統中的應用[J] .新世紀水泥導報，2012，18（3）：70～72.

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篇5

關鍵詞：高爐設計 耐火材料 機理

一、爐襯破壞機理

高爐爐襯的壽命決定高爐一代壽命的長短。高爐內不同部位發生不同的物理化學反應，所以需要具體分析各部位爐襯的破壞機理。

1、 爐底

根據高爐停爐大修前爐底破損狀況和生產中爐底溫度等檢測接過知道爐底破損分為兩個階段，初期是鐵水滲入將磚漂浮而形成鍋底形深坑，第二階段是熔結層形成后的化學侵蝕。鐵水滲入的條件：一是爐底砌磚承受著液體渣鐵、煤氣壓力、料柱重量的10%～20%；二是砌磚存在磚縫和裂縫。

熔結層中磚與磚已燒結成一個整體，能抵抗鐵水的滲入，并且坑底面的鐵水溫度也較低，磚縫已不再是鐵水滲入的薄弱環節了，這時爐襯損壞的主要原因轉化為鐵水中的碳將磚中的二氧化硅還原成硅，并被鐵水所吸收的化學侵蝕。反應方程式如下：

SiO2+2[C]+[Fe]=[FeSi]+2CO

從上述爐底破損機理看出，影響爐底壽命因素：首先是它承受的高壓，其次是高溫，再次是鐵水和渣水在出鐵時的流動對爐底的沖刷，爐底的磚襯在加熱過程中產生溫度應力引起轉層開裂，此外在高溫下渣鐵也對磚襯有化學侵蝕作用，特別是渣液的侵蝕更為嚴重。

2、爐缸

爐缸下部是盛渣鐵液的地方，而且周期地進行聚集和排出，所以渣鐵的流動、爐內渣鐵液面的升降，大量的煤氣流等高溫流體對爐襯的沖刷是主要破壞因素。高爐爐渣偏堿性而常用的耐火磚偏酸性，故在高溫下化學性渣化，對爐缸磚襯是一個重要的破壞因素。整個高爐的最高溫度區域是爐缸上部的風口帶，此處爐襯內表面溫度高達1300oC～1900oC，所以磚襯的耐高溫性能和相應的冷卻措施都是非常重要的。

3、 爐腹

此處距風口帶近，故高溫熱應力作用很大。由于爐腹傾斜故受著料柱壓力和崩料、坐料時的沖擊力的影響。另外還承受初渣的化學侵蝕。由于初渣中的FeO、MnO以及自由CaO含量較高，初渣中FeO、MnO、 CaO與磚襯中的SiO2反應，生成低熔點化合物，是磚襯表面軟熔，在液態渣鐵和煤氣流的沖刷下而脫落。在實際生產中，往往開爐不久這部分爐襯便被完全侵蝕掉，增加爐襯厚度也無濟于事，而是靠冷卻壁上的渣皮維持生產。

4 、 爐身

爐身中下部溫度較高，故熱應力的影響較大，同時也受到初渣的化學侵蝕以及堿金屬和鋅的化學侵蝕。另外，碳素沉積也是該部位爐襯損壞的一個原因。在爐身上部爐料比較堅硬，具有棱角，下降爐料的磨損和夾帶著的大量爐塵的高速煤氣流的沖刷是這部位爐襯損壞的主要原因。

5、 爐喉

爐喉受到爐料落下時的撞擊作用，故都用金屬保護板加以保護，又稱爐喉鋼磚，即使如此，它仍會在高溫下失去強度和由于溫度分布不均勻而產生熱變形，爐內的煤氣流頻繁變化時損壞更為嚴重。

對于大中型高爐來說，爐身部位是整個高爐的薄弱環節，這里的工作條件雖然比下部好，但由于沒有渣皮的保護，壽命反而較短。對于中小型高爐，爐缸是薄弱環節，常因爐缸冷卻不良、堵鐵口泥泡能力小而發生爐缸燒穿事故。

最終決定爐襯壽命的因素有：

1）爐襯質量，是決定爐襯壽命的關鍵因素，如耐火磚的化學成分、物理性質、外形公差等。

2）砌筑質量，砌縫大小及是否均勻，膨脹縫是否合理，填料是否填實等。

3）操作因素，如開爐時的烘爐質量，正常操作時各項操作制度是否穩定、合理。

4）爐型結構尺寸是否合理，如爐身角爐腹角。

另一方面高爐內也存在著保護爐襯的因素，如合理的冷卻設備、渣皮的形成、爐殼的存在，都有助于爐襯的保護，減弱了高溫熱應力的破壞[6]。

二、 高爐用耐火材料

1、 高爐對耐火材料的要求

根據高爐爐襯的工作條件和破壞機理，砌筑材料的質量對爐襯壽命有重要影響，故對高爐用耐火材料提出以下要求：

1）耐火度要高。耐火度是指耐火材料開始軟化的溫度。它表示了耐火材料承受高溫的能力。

2）荷重軟化點要高。將直徑36mm高50mm的試樣在0.2MPa荷載下升溫，當溫度達到某一定值時，試樣高度突然降低。這個溫度就是荷重軟化點。荷重軟化點能夠更確切的評價耐火材料的性能。

3）Fe2O3的含量要低。

4）重燒收縮要小。重燒收縮也稱殘余收縮，是表示耐火材料升至高溫后產生裂紋可能性大小的一種尺度。

5）氣孔率要低。氣孔率是耐火材料的重要指標之一，在高爐冶煉條件下，如果磚襯材料的氣孔率大，則為石墨和鋅沉積創造了條件，從而引起爐襯破壞。

2、 高爐常用耐火材料

高爐常用耐火材料主要有陶瓷材料和碳質材料材料兩大類。陶瓷質材料包括黏土磚、高鋁磚、鋼玉磚和不定形耐火材料等；碳質材料包括碳磚、石墨碳磚、石墨碳化硅磚、氮結合碳化硅磚等。

1）黏土磚和高鋁磚。

粘土磚是高爐上應用最廣泛的耐火磚，它有良好的物理機械性能，化學成分與爐渣相近，不易和渣起化學反應，有較好的機械性能，成本較低。

高鋁磚是Al2O3含量大于48%的耐火制品，它比黏土磚有更高的耐火度和荷重軟化點，由于Al2O3為中性，故抗渣性較好，但是加工困難，成本較高。

粘土磚和高鋁磚的外形質量也非常重要，特別是精細砌筑部位更為嚴格，有時還需要再磨制加工才能合乎質量要求，所以在貯運過程中要注意保護邊緣棱角，否則會降低級別甚至報廢。

2）碳質耐火材料

近代高爐逐漸大型化，冶煉強度也有多提高，爐襯熱負荷加重，碳質耐火材料具有獨特的性能，因此逐漸應用到高爐上來，尤其是爐缸爐底部位幾乎普遍采用碳質材料，其它部位爐襯的使用量也日趨增加。碳質耐火材料的特性如下：①耐火度高，碳是不熔化物質在3500oC升華，在高爐冶煉溫度下碳質耐火材料不熔化也不軟化；②碳質耐火材料具有良好的抗渣性，對酸和堿性爐渣都具有很好的抗蝕能力；③具有高導熱性，抵抗熱震性好，可以很好的發揮冷卻器的作用，有利于延長爐襯壽命；④膨脹系數小，熱穩定性好；⑤致命弱點是易氧化，對氧化性氣氛抵抗能力差。

3）不定形耐火材料

不定形耐火材料主要要有搗打料、噴涂料、澆注料、泥漿和填料等。按成分可分碳質不定行耐火材料和黏土質不定形耐火材料。耐火泥漿的作用是填充磚縫，將磚黏結成整體。耐火泥漿由散狀耐火材料調制而成，它應該有良好的筑爐性能，及良好的流動性、可塑性及保水性，還要有良好的高溫性能保證在高溫下性能穩定及氣孔率低。

不定形耐火材料與成形耐火材料相比，具有成形工藝簡單、能耗低、整體性好、抗熱震性強、耐剝落等優點；還可以減小爐襯厚度，改善導熱性等[6]。

三、結束語

高爐爐襯是按照設計的爐形用耐火材料砌筑而成的。耐火材料直接承受高溫作用以及化學侵蝕、爐料和煤氣運動的磨損等多種因素的破壞作用，故爐襯結構和耐火材料的材質直接影響到爐襯壽命。耐火材料的選用應與高爐內型部位相配合，與原料條件相適應，與冷卻設備配合合理。

參考文獻：

［1］李傳薪．鋼鐵廠設計原理．北京：冶金工業出版社，1997

篇6

【關鍵詞】催化裂化裝置 不定形耐火材料 襯里混凝土 發展 標準

催化裂化裝置（CCU）是石油化工行業中重要的二次加工裝置。催化裂化裝置反應再生系統設備區別于一般石油化工設備之處，在于該類設備內部均有隔熱耐磨襯里。反應再生系統設備包括提升管反應器、反應（沉降）器、再生器、燒焦罐、外取熱器、外旋風分離器、三級旋風分離器、四級旋風分離器、孔板降壓器、蒸汽過濾器、輔助燃燒室等帶襯里的設備及與其相連接的管道。襯里工程質量是直接影響催化裂化裝置實現長周期（三年一修）運行中的五大問題之一，其重要性是顯著的。

為了進一步提高襯里工程的技術水平，有必要研究多年來我國石油化工行業催化裂化裝置用不定形耐火材料的發展及標準的變化，并對今后襯里的發展趨勢作一個預測。

1 催化裂化裝置工藝流程

催化裂化裝置基本工藝流程為：原料油經過預熱進入反-再系統，與高溫催化劑在提升管內在470～530℃和0.1～0.3MPa條件下發生裂化反應，生成輕質原油氣。這些含有催化劑的油氣進入沉降器內的旋風分離器進行分離。油氣進入分餾系統，分離出的催化劑進入再生器，在高溫下（670～800℃）進行燒焦再生。再生后的催化劑再進入提升管反應器參與反應，循環使用。由于催化劑的再生反應熱量大于原料油裂化反應的吸熱量，為維持兩器熱量平衡，一般設置取熱器。同時為充分利用多余熱量，建立能量回收系統。再生煙氣高溫取熱爐工藝操作溫度達到1300℃左右。

隨著催化裂化工藝的普遍采用。兩器（反應器、再生器）操作溫度不斷提高，催化劑的硬度越來越大，對襯里用不定形耐火材料提出了更高的要求。

2 我國石油化工行業催化裂化裝置用不定形耐火材料的發展及標準的變化

我國從1965年5月在撫順石油二廠建設第一套流化催化裂化裝置（FCCU）以來，很長一段時期內襯里材料一直按照煉化建703-77的規定生產。襯里材料指標見表1。工程中襯里材料使用散裝襯里原料。在現場根據原料情況進行配比、調整、配制。原材料的松散容重、含水率經常有波動，現場不具備良好的試驗條件，襯里材料的配比很難保持一致。同時耐磨層襯里采用磷酸鋁做結合劑，需要現場熬制并調料，質量難以保證。由于襯里材料中沒有加入外加劑，強度很低，施工性能比較差。

80年代中后期出現了工廠化生產襯里材料的廠家，在一定程度上解決了現場配料、粉塵污染嚴重、配比不準確的問題。但這些廠大都規模小，技術裝備落后，技術力量薄弱，工藝技術陳舊，因此產品質量的穩定性和配比的精確性均難以保證。但是，由于種種其他原因，這些產品當時還占據著相當的市場份額。

隨著鋼纖維增強單層無龜甲網襯里技術的推廣應用，高強度的隔熱耐磨單層襯里材料快速發展。鋼纖維增強單層無龜甲網襯里結構簡單、穩定性好、施工簡便快捷、工程造價低以及維修工作量小、維修方便等優點，國內新建裝置的襯里全部或絕大多數采用無龜甲網襯里。

我公司1995年在鎮海煉化80萬噸/年重油催化裂化裝置的襯里施工中，應用了多種新型隔熱耐磨襯里組合料，歸納起來可分為五大類：第一類為高耐磨材料，主要用于旋風分離器及類似工況的設備，如GDS-IA、TA-218等；第二類為耐磨材料，主要用于雙層襯里耐磨層，如GDS-4、BPDI-D、TA-217等；第三類為隔熱耐磨材料，主要用于催化裂化裝置兩器殼體及管道單層襯里或隔熱層，如Z-BPDI-Bm、QA-212等；第四類為隔熱材料，主要用干催化裂化裝置兩器殼體及管道隔熱層，如ZC-2.ZC-3等；第五類為高熱阻制品，主要用于一般磨損要求的雙層襯里的隔熱層，如HL-5等。襯里材料的分類是按性能指標劃分的。由于各種材料配方不同，施工要求也不盡相同。

90年代末期，許多煉廠相繼出現了由于器壁溫度過低造成的再生器露點腐蝕現象。這樣一來促進了高強度、高導熱、低線變形單層襯里材料的開發使用。

《隔熱耐磨混凝土襯里技術規范》SH3531-1999充分體現了當時的襯里技術的最新進展。襯里材料性能見表2。

在《隔熱耐磨襯里技術規范》SH 3531-2003（代替SH3531-1999）中新增了鋼纖維化學成分和物理性能的要求，具體見SH 3531-2003表4以及襯里料Fe2O3和AL2O3含量、耐磨性的要求，見下表3。襯里混凝土其余指標變化不大，在《隔熱耐磨襯里技術規范》SH 3531-2003所列的材料中，除AA類材料采用磷酸鹽作結合劑外，其他材料均采用鋁酸鹽水泥作結合劑。混凝土性能指標見《隔熱耐磨襯里技術規范》SH 3531-2003表5。

新要求，相繼開發了新型襯里材料。這類新型材料主要有兩類：第一類具有低殘余線收縮、低熱膨脹率、低氣孔率和低油氣滲透率、低吸水率、高強度和高熱震穩定性，尤其是低氣孔率和低油氣滲透率、對用于沉降器的襯里來說尤為重要。第二類是具有施工簡便化的特征，主要是指滿足催化裂化裝置襯里施工所需要的自流澆注料。與傳統澆注料相比，自流澆注料無需振動施工即可達到攤平、脫氣和密實化，與振動澆注料相比，氣孔少且孔徑小。可減少施工現場的噪音污染，減輕工人的勞動強度，高空作業時，可進行泵送施工，省工省力，非常方便地用于修筑和修補形狀復雜部位處的襯里、薄壁襯里和錨固件布置較密處的襯里。在狹小的施工場所或難以施加振動的部位更加具有優越性。

在GB 50474-2008《隔熱耐磨襯里技術規范》中結合催化裂化裝置的工藝要求，對其性能做了調整，具體見GB 50474-2008表4.5.1襯里混凝土類別、級別、性能指標。表4.5.1給出了對催化裂化裝置反應再生系統設備所用襯里混凝土性能的最低要求，因為是最低要求故該表中與《隔熱耐磨襯里技術規范》SH 3531-2003中表5襯里混凝土性能指標數值相比較，除了高耐磨類別中三氧化二鋁含量為≥85及隔熱類別中級別分別為D1、D2級的材料去掉了815℃的各項指標值外，其余基本相同。隔熱、耐磨混凝土體積密度減小，耐壓強度提高。這體現了襯里材料向輕質高強低收縮的方向發展，調整性能的主導思想是增加隔熱性、耐磨性，并防止隔熱混凝土被掏空的現象發生。

我公司2012年在施工總承包的上海石化股份有限公司煉油改造工程350萬噸/年重油催化裂化裝置反再系統襯里工程中襯里材料有：隔熱襯里D02、隔熱耐磨襯里C02、耐磨襯里B01：這三種襯里材料主要用于沉降器、第一、二再生器和第三級旋風分離器；高耐磨襯里AA：主要用于：第一、二再生器和第三級旋風分離器等。

隔熱耐磨單層（C級）襯里材料目前只是個別裝置采用，主要用于當介質為油氣或設備直徑較小，反應器、提升管、斜管、煙道等設備。大部分裝置普遍采用隔熱耐磨雙層襯里。

近年來不定形襯里材料技術發展較快，由于外加劑、超微粉的使用，襯里材料的物理力學性能大大提高。施工方法和工藝也有新的要求。不同品種的不定形襯里材料有不同配方，即使同一產品不同生產廠在配方上也有差異。

近年隨著操作溫度的提高和催化劑改進，尤其是剛玉質催化劑對襯里的強力沖刷，加速了襯里的磨損，直接影響到催化裂化裝置的正常運行。，國內襯里廠家研制開發了高耐磨襯里修補料HN-1。這種修補料能和原有基材膠結成牢固的復合體，形成耐高溫、耐磨的堅固殼體。尤其適合在裝置停工檢修時對于襯里局部磨損的情況下使用。

3 發展研究

3.1 存在問題

近幾十年來，由于種種原因，由襯里原因引起的設備故障和裝置停工越來越多。2011年就有兩套催化裂化裝置出現嚴重襯里質量問題，導致關鍵設備的襯里被迫全部拆除后重新施工。3.2 發展研究3.2.1？改進襯里結構

根據目前的國情和現狀，逐漸減少龜甲網隔熱耐磨雙層襯里結構，合理擴大隔熱耐磨單層襯里結構形式的范圍。

3.2.2？改進襯里施工技術

隨著人們追求高效、高質量、省力和HSE環境等要求。噴涂法、外部振搗器支撐振搗法等自動化程度更高的施工形式將逐步使用，襯里施工技術將逐步向機械化、自動化方向發展。

3.2.3？推廣應用耐火材料新技術

熱態下的自流澆注料和壓入料等材料將應用于催化裂化裝置襯里工程中，這種材料適用于滿足緊急搶修工程需要。新型添加劑、結合劑的應用，顯著提高了耐火材料產品的質量、高溫使用性能及使用壽命。

3.2.4？耐火材料高溫使用在線檢測

在高溫使用時以提高安全性為目標，對耐火材料進行在線檢測，實現安全化智能化使用，防止漏穿或過早更換。

3.2.5？耐火材料工業自身發展的重點

發展高效節能耐火材料；發展耐火材料綜合優化配置技術；發展環保生態綠色耐火材料；實施用后耐火材料再利用；開展新型不定形耐火材料功能添加劑的開發研究，特別是環保型結合劑的研究開發。研究和開發隔熱效果更好、強度耐磨性更高的先進單層襯里材料也是一項重要任務。

3.2.6？進一步提高國家標準

國內A級襯里材料在施工性、加水量敏感性等方面跟國外相比存在一定的差距。僅停留于滿足國家標準的最低要求和工程項目中存在追求低價中標的現實，很顯然對確保產品質量和鼓勵使用優質材料不利。因此進一步提高國家標準的要求值，激勵科研單位和供貨廠商開發研制高水平的襯里材料，讓用戶有使用優質襯里材料的積極性，這些措施對于提高我國襯里水平、確保襯里設備的質量很有必要。

4 結束語

我國催化裂化裝置用襯里材料技術發展飛塊，只有根據催化裂化裝置生產特點，積極采用不定形耐火材料領域的先進技術、產、學、研三結合，以自主創新為核心的科技發展將成為中國耐火材料工業發展的主要推動力。致力于提高產品質量，促進節能減排，促進科技發展。才能創造出優質的襯里材料。

參考文獻

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篇7

常用的防火材料包括防火板、防火門、防火玻璃、防火涂料防火包等。具體等級劃分有：

1、不燃性建筑材料：幾乎不發生燃燒的材料。

2、難燃性建筑材料：難燃類材料有較好的阻燃作用。其在空氣中遇明火或在高溫作用下難起火，不易很快發生蔓延，且當火源移開后燃燒立即停止。

3、可燃性建筑材料：可燃類材料有一定的阻燃作用。在空氣中遇明火或在高溫作用下會立即起火燃燒，易導致火災的蔓延，如木柱、木屋架、木梁、木樓梯等。

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這份榮譽是對高樹森董事長幾十年來情系納米耐火材料,專注于技術創新,通過自主創新與自主知識把一家民營企業不斷地做強做大,為高溫工業耐火材料的科研開發及產業化做出不懈努力的充分肯定。付出總有回報!據了解,高樹森董事長還是教授級高工,山西省耐火材料工程技術研究中心主任兼首席專家,中國節能協會玻璃窯爐專業委員會副主任委員。因多項重大科研創新,他曾多次被冶金部、山西省政府、太原市政府授予勞動模范、先進科技工作者等榮譽稱號。

高樹森告訴《中國科技財富》:推動創新是國家發展和民族崛起的客觀要求。納米材料是21世紀最富有活力,對各個領域將產生深遠影響的高新技術,也將對我國經濟的發展提供新的機遇。隨著納米材料和納米技術進入更多的傳統產業和傳統產品中,納米科技將帶來更大的經濟和社會效益,對人類社會進步產生深遠的影響。納米經濟是戰略性新興產業,是新科技和新型產業的深度融合,代表未來發展的方向,緊緊抓住新科技革命帶來的戰略機遇,使納米產業盡快成為國民經濟的先導與支柱產業,為加快經濟發展模式轉變提供強有力支撐具有積極意義。

創建耐材行業領軍企業

太原高科耐火材料有限公司于1989年由高樹森董事長基于創新耐火材料,服務產業經濟的夢想而發起創立。在成立之初,這只是一家簡易的小型耐火材料廠,經過幾年的艱苦奮斗,企業取得了初步的發展。1992年經山西省高新技術委員會認定、國家太原高新技術開發區管委會批準,成立了太原高科耐火材料有限公司(簡稱太原高科)。

公司建立了耐火材料生產廠和專業的耐火材料技術研究中心,成為耐火材料行業中唯一的國家級高新技術企業,并承擔山西省高端重點行業用耐火材料的技術研究與開發工作,先后研究開發出多種耐火材料高新技術產品,并及時將研究成果轉化為生產力,大大促進了企業的發展,為技術研究和自主創新提供了雄厚的資金支持,形成了生產與科研相互促進的良好局面。同時,在眼界開闊的高董事長的帶領下,公司注重與國內有關院校及相關專業的專家的聯系與交流,早早的構建了以企業為主體的產學研機制,這些都對企業的快速發展提供了有力的支撐。

隨著公司的不斷發展,原有的生產能力遠不能滿足市場的需求,2005年公司在陽曲縣投資8000余萬元,建設了總占地面為150多畝的現代化工廠和企業技術研發中心,該項目被列為山西省“1311”重點工程、高科技產業化項目及山西重點引進關鍵科技開發項目。

新工廠于2006年竣工投入生產,特種高效不定形耐火材料年產能5.5萬噸。新建的企業技術研究中心具有較先進完善的試驗檢驗條件和設備儀器,還擁有一批經驗豐富素質高的研發技術人員,具備研究開發自主創新和生產高新技術耐火材料的能力。該企業技術中心分別于2007年被山西省科技廳批準成為耐火材料行業工程技術研究中心,2009年被山西省認定為企業技術中心擔負著耐火材料行業關鍵技術的研發和創新工作,并在自主創新方面取得多項重大創新成果。

成功絕非偶然!這首先歸功于高樹森董事長對這份事業的執著與熱愛,其次自公司創辦以來,他始終堅持科學發展觀,把握行業發展的前沿方向。更為重要的是敢于在科研上大量投入,自主研發新項目,將研究成果廣泛應用于生產實踐,在科技創新與產業興國上走出了一條符合企業自身特點的康莊大道。

中國締造的納米耐材“高”度

在高樹森董事長的帶領下,太原高科通過不斷科技創新,申請知識產權,推動成果產業化,締造了我國民營企業納米科技發展的新高度。

高樹森作為公司的董事長,時刻不忘技術研究,公司的眾多科技創新都是在他親自參于下獲得成功,公司在納米技術上的每一份突破都浸染著他辛勤的汗水。

太原高科研制成功磷酸鹽結合的Al2O3―C質耐火材料澆注料在太鋼1200m3大型高爐爐缸部位使用獲得成功。這是國內外高爐史上一大創舉,也為新型不定型耐火材料進入高溫煉鐵領域奠定了基礎。這項新技術通過了部級技術鑒定,專家給予充分肯定,無論是新材質含碳耐火澆注料或是在大型高爐爐缸部位使用成功,都是重大的自主創新和發明創造,具有重大的技術意義與經濟意義。

高樹森在國內率先提出“大型玻璃爐強化密封保溫”理論及結構,并自主研發了SiO2陶瓷―磷酸鹽復合結合硅質不定形耐火澆注料。其主要特點是對耐高溫性能和抗熱震性得到顯著提高,在煉鐵高風溫熱風爐、玻璃熔窯、煉焦爐中都取得了成功的使用經驗。1992年該項技術在煉鐵高風溫熱風爐中應用獲江蘇省和南京市科技成果獎;在玻璃熔窯中應用經山西省科委進行技術鑒定,鑒定認為:玻璃密封與強化保溫技術是項系統工程,涉及行業和技術領域廣泛,為國內首創,國際領先水平。

公司生產的不定型耐火材料在大型鋼鐵聯合企業各種高溫爐窯中進行推廣應用,先后在煉鐵高爐、熱風爐、煉鋼電爐、軋鋼加熱爐、均熱爐、退火爐、燒結機點火器、鋼包內襯整體澆注、鋼液RH真空處理吸咀等熱工設備中都得到成功的使用,效果突出,為不定型耐火材料在冶金聯合企業中推廣應用和發展作出了卓越貢獻,該項目在全國科學大會上獲得科學技術進步獎。

在硅酸鋁系耐火材料中,莫來石是高溫下唯一穩定的礦物,還具有熱膨脹系數低、抗熱震性好、高溫體積穩定、耐玻璃侵蝕、污染玻璃傾向性小等優異性能。為充分顯現其在高溫狀態下的穩定性,太原高科研發成功了莫來石制品、莫來石剛玉制品、剛玉莫來石制品等一系列高科技產品,并在冶金建材等高溫工業得到廣泛應用,取得了突出使用效果,得到客戶的高度評價,并獲得省、市科學技術進步二等獎。

亞微米陶瓷結合Al2O3―尖晶石澆注料及其在鋼包整體澆注中的應用項目是在實施山西“1311”結構調產高科技產業化中重點產品項目。高董事長研發的新型Al2O3―尖晶石澆注料完全解決了鋼水精煉對鋼包襯的材質、質量、安全性等要求,這項自主研發項目在太鋼等大型鋼廠得到成功應用。這種新材料還可實施連續套修補新工藝,平均累計使用壽命1000次以上,并且更節能、環保、減排,為功能化的新型綠色耐火材料帶來了巨大的發展空間,并榮獲太原市十大自主創新產品獎,成為太原高科專有技術,擁有獨立知識產權。

大量的創新事跡使太原高科真正走上了“中國創造”之路,公司體現的社會效益與經濟效益十分明顯。哪怕是在金融危機沖擊下,中國鋼鐵材料領域顯得發展有些舉步為艱的情況下,公司生產、產值、利潤都未受到嚴重影響,并得到了一定的發展,公司的潛在產值利潤發展空間都顯得十分廣闊。高樹森董事長坦言:這說明了太原高科依靠科技創新走上了科學發展的良性軌道,也側面說明了以企業為主體的創新機制對科研成果迅速轉化為生產力具有重要推動作用。

目前,太原高科已通過了ISO9001―2000國際質量體系認證和ISO14001:2004環境管理體系認證,被山西省科委確定為“山西省科技先導型企業”、太原市科技局授予“太原市科技創新示范單位”、太原高新區授予“十佳技術創新項目企業”及“質量管理先進企業”、山西省認定為企業技術中心。最近,中國耐火材料行業協會授予太原高科耐火材料有限公司、山西省耐火材料工程技術研究中心“行業納米材料產業化示范基地” 的稱號。實踐證明,堅持科學發展觀,堅持走自主研發和自主創新的道路是太原高科發展的根本。

剪不斷的納米情結

自上世紀80年代末納米科技誕生以來,高樹森對于納米科技一直有一種難以割舍的情節,為了這項事業,他生命不息,奮斗不止。作為一個企業家,他是指路明燈,為太原高科指明了一條崛起壯大的道路。作為一個科學家,他執著奮進,善于把握科學發展的前沿方向,為我國納米耐火材料的發展做出了重大貢獻。

如今已年過古稀的高樹森仍忙于工作一線,為我國納米技術的開發應用,推動綠色低碳的可持續經濟發展而全面奔波。他告訴記者,這一切都是為了二十一世紀新一代耐火材料的開發,為鋼鐵、有色金屬、建材、石化、環保、電子、國防等行業的大力發展提供必要的技術支持與基礎原料。

為了這份情結,他統籌公司全局,帶領技術中心研究人員對納米技術、納米材料及其在耐火材料領域中的應用開展了長期的、多方面的探索與嘗試,并在此基礎上還進行了專題研究和自主創新工作。這些工作是艱苦而富有開拓性,需要強烈的事業心、責任感和奉獻精神;但為了這份利國利民的事業,高樹森以“天降大任于斯人”的情懷堅持并享受著納米耐火材料帶給他的這片新天地,并結出了累累碩果。他的科研結果表明,采用納米技術制備的納米陶瓷粉體材料所具有的功能特性,在納米耐火材料領域的應用都得到了充分的顯示并予以確認。采用納米技術和納米材料制成的納米耐火材料產品,在鋼鐵工業新技術(如煉鋼二次精煉)中使用,也顯示出令人振奮的使用效果。

近年來,高樹森董事長對納米技術和納米材料進行了深入研究創新,自2008年至2009年底一年多時間內,他以發明人的身份共申報了五項納米耐火材料國家專利項目,前4項發明專利均已公布,并經有關部門嚴格篩選后評定,被列為年度國家重點發明專利項目,并納入國家發明專利實施轉化項目中。前兩項發明專利獲第九屆香港國際發明博覽會金獎,又獲第十二屆中國北京國際科技產業博覽會杰出貢獻獎。有同行專家評價,這在國際上也是非常重要的創新,具備國際領先水平。這5項專利分別是:

納米復合氧化物陶瓷結合鋁-尖晶石耐火澆注料及其制備方法(公布號:101397212A)

納米Al2O3薄膜包裹的碳-鋁尖晶石耐火澆注料及其制備方法(公布號:101417884A)

納米Al2O3、MgO復合陶瓷結合尖晶石-鎂質耐火澆注料及其制備方法(公布號:101544505A)

納米Al2O3、MgO薄膜包裹的碳-尖晶石鎂質耐火澆注料及其制備方法(公布號:101555153A)

納米Al2O3、SiC薄膜包裹碳的Al2O3-MA-SiC-C質耐火澆注料及其制備方法(申請號:200910223490.0)

納米耐火材料系列發明專利的公布,是納米技術和納米材料在耐火材料領域中成功應用的重要標志,也是納米技術和納米材料與傳統產業中自主研發、自主創新的重要發展方向,對鋼鐵等高溫工業的發展和高新技術的應用,作出了重要貢獻。同時,發展納米科技是轉變經濟發展方式,實現可持續發展的關鍵。

該系列納米耐火材料研究項目充分利用山西省資源優勢生產特種高效耐火材料,為山西省耐火材料資源的利用和行業發展提供了新思路。該項目的實施對改變山西當地的資源原料輸出型方式,對山西省利用資源優勢,用高新技術帶動改造傳統產業,帶動資源產業發展具有重要的意義。開發的新型納米耐火澆注料及其整體澆注技術,大幅度提高澆注的整體爐襯的使用壽命,節省資源,且節能環保,生產成本相對較低,經濟適應性強,無粉塵,無排放有害氣體,特別是無納米粉體的污染,是真正的綠色耐火材料,具有顯著的經濟效益和社會效益,已達到國際先進水平。該系列項目的大力推廣也將為我國豐富的耐火礦產資源在現代耐火材料應用提供廣闊的發展前景,將資源變為產品,推動市場效益,可帶動資源產業的更快發展。

太原高科納米耐火材料的研究,大大地推動了我國納米技術、納米材料的進步,為耐火材料的發展開辟了一片新天地,也為開發更長壽、更節能、無污染、功能化的新型綠色耐火材料帶來了巨大的發展空間。為進一步深入開展納米技術在耐火材料領域中的應用研究,使納米在耐火材料領域中得到更廣泛的應用,創造更多的納米耐火材料專利項目,滿足鋼鐵等高溫工業發展需求,為鋼鐵等高溫工業新技術的實施與發展提供了最佳服務。

為加快經濟發展模式轉變提供支撐

轉變經濟發展方式是事關經濟發展質量和效益、事關我國經濟的國際競爭力和抵御風險能力、事關經濟可持續發展和經濟社會協調發展的戰略問題,也是經濟領域的又一場深刻變革,更是決定中國現代化命運的重大轉折。

高樹森董事長認為:在納米材料領域進行深入研究,對于我國經濟轉型、經濟的平穩快速發展,特別是對于提升傳統產業來說意義重大。納米材料只有真正用于工業生產才能彰顯價值,推動產業升級改造。納米材料的產業化目前面臨著如下瓶頸:一是降低納米材料的制備成本;二是發展大規模生產納米材料的分散技術問題;三是發展納米材料應用技術問題,以制取分散性好、組織結構均勻并能形成納米結構基質的新型高效納米耐火澆注料。

太原高科在高樹森的帶領下,多年來堅持科學發展觀,堅持自主創新,在納米科技和納米材料研發創新、納米耐火材料產業化、納米耐火材料在鋼鐵新技術中應用,都取得了卓有成效的成績。高樹森表示:在今后的工作中仍將加倍努力,預計在1-2年中,研發創新多項納米耐火材料發明專利成果,以使我國在國際納米科技、納米耐火材料領域的競爭中占有一席之地。

重視并積極進行納米耐火材料的探索與應用已成為全球共識,為了推動我國納米科技的發展與產業化,高樹森提出了如下建議:

1、太原高科對納米科技和納米耐火材料的研究開發和自主創新作出了長期的艱苦努力,取得多項發明專利成果,并且已進行了納米耐火材料規模化生產。最近,經中國耐火材料行業協會認定,授予太原高科耐火材料有限公司、山西省耐火材料工程技術研究中心“行業納米耐火材料產業化示范基地”的稱號,現向發改委、科技部等有關單位申請批準成立“國家級納米耐火材料產業化示范基地”,以促進納米耐火材料產業化發展。

2、太原高科建立了以企業為主體的技術中心,對企業發展起到了重要作用。太原高科技術中心于2005年被太原市科技局批準為耐火行業技術研究中心,2007年被山西省科技廳批準成為耐火材料行業工程技術研究中心、2009年被山西省認定為企業技術中心。多年來,技術中心擔負著耐火材料行業關鍵技術的研發和創新工作,并在自主創新方面取得了多項重大創新成果。現向科技部等有關單位申請批準成立“國家級納米耐火材料研究中心”,以發展納米技術和納米耐火材料,增強國際競爭力。

篇9

關鍵詞：熔塊窯爐;侵蝕;改善;節能

1 引言

熔塊窯爐從結構上看與玻璃窯爐相似，但由于熔塊的粘度大，以及燒成溫度高的特性（通常為1550 ℃左右），決定了熔塊窯爐在爐體結構和材料上要求更嚴格。以重油為燃料時，需要使用壓縮空氣進行霧化，加上重油熱值很高燃燒時需要大量的助燃空氣，這些導致窯爐內部的氣流速度很快且溫度高，氣流帶起窯爐內的原料對整個窯爐爐體耐火材料進行沖刷，產生了很嚴重的侵蝕，大大地降低了窯爐的使用壽命。同時，燃燒產生的廢氣也帶走了大量的熱量，使整個窯爐的能量利用率降低，損失了大量的能量。本文以一臺15 m2待修的熔塊窯爐為研究對象，分析了窯爐的結構，各部分耐火材料的選擇，以及侵蝕損傷狀況與侵蝕原因，并提出了改善窯爐的設想.從而使窯爐更加節能，性價比更高。

2 耐火磚材的特性及使用部位

目前，窯爐中部分耐火磚材料的特性及使用部分如表1所示。

3 窯爐的結構和主要部位耐火材料的侵蝕分析

3.1 窯爐的結構

窯爐的結構示意圖如圖1所示。

3.2 窯爐主要部位的侵蝕情況

3.2.1蓄熱室侵蝕情況

蓄熱室的侵蝕情況如圖2所示。

由圖2（a）可以看到，蓄熱室內的上層八角磚被侵蝕的都是孔洞，表面材質疏松。在遠離小爐位置的八角磚被侵蝕的最嚴重，兩個角落的八角磚均被侵蝕的已經倒塌，都塞了通風口。靠近兩蓄熱室之間的墻壁處，八角磚的侵蝕情況最為嚴重，由距離小爐越遠侵蝕情況越嚴重，最里面的一排被侵蝕殆盡，稍近處僅剩下5個完整的八角磚。圖2（b）中蓄熱室內部的墻體也被侵蝕，頂部有些耐火磚已經脫落，墻體表層被侵蝕的很疏松。

3.2.2小爐侵蝕情況

火口整個墻被侵蝕的狀況如圖3所示。

由圖3可知，兩個小爐之間的墻柱被侵蝕的厚度變化較均一。小爐的頂部龍門架的電熔磚表面已經脫落，小爐通風道墻壁也被侵蝕的很疏松，可以看到上部有耐火材料掉落，通道上堆了一層耐火材料的碎渣;火口周圍原本很規則的梯形耐火材料已經被侵蝕的成為一片松軟的碎渣，處于火口處的熔池池壁也被侵蝕成凹型;觀察火口周圍的墻壁上耐火材料被侵蝕成沙丘狀，方向均向著小爐內部;火口兩側的寬度被擴大，整體呈喇叭狀。

3.2.3加料口侵蝕情況

加料口部分被侵蝕示意圖如圖4所示。

由圖4可知，窯爐中與加料口等高平行的兩側被侵蝕的很嚴重，加料口侵蝕后最寬處有100 cm，上下高有114cm。靠近火口一邊與加料口齊平處到池壁的耐火磚原本的棱角被磨平，另一邊雖然磨損程度相對較輕，但均出現裂痕和孔洞，如圖4（a）所示;加料口周圍的耐火材料已經完全碎裂，加料口兩側的耐火材料均被侵蝕的僅剩薄薄一層，有些部位已經被燒透，其中一側的加料口旁邊的耐火磚被侵蝕出一些像刮痕一樣很深的痕跡;加料口上部與窯頂相接處侵蝕的很嚴重，有三排的耐火磚被侵蝕的僅僅殘留一部分，有些位置的耐火磚已經脫落，如圖4（b）所示，并且窯爐的加料口兩側的耐火材料均被侵蝕成喇叭狀。

3.2.4胸墻侵蝕情況

左、右側掛鉤磚及熔池被侵蝕的狀況如圖5所示。

由圖5可知，右側胸墻在掛鉤磚上寬約50 cm，長約140 cm的范圍內，耐火材料被侵蝕的很嚴重，大部分部位向里凹進去，有些部位的耐火磚已經裂開。左側掛鉤磚也被侵蝕的很嚴重，靠近加料口約100 cm的范圍內突出掛鉤磚已經被侵蝕殆盡，剩余的掛鉤磚在上部和下部均被向內侵蝕，僅有6 cm厚;左側掛鉤磚被侵蝕程度要大于右側，有140 cm長的掛鉤磚突出的部位被侵蝕殆盡，剩余的部位最薄處僅有3 cm厚。池壁被侵蝕的很深，兩池壁之間的距離為270 cm，靠近加料口的部位被侵蝕的很嚴重，向內凹的比較深。靠近加料口附近的耐火材料被侵蝕的很嚴重，侵蝕的走勢均為凸起狀，也就是靠近加料口和前墻拐角處侵蝕的最為嚴重。

3.2.5窯爐前墻與流口處侵蝕情況

窯爐前墻與流口處侵蝕示意圖如圖6所示。

由圖6可知，整個窯爐前墻與流口處侵蝕最嚴重，前墻被侵蝕成圓弧狀。前墻的池壁被大面積的侵蝕和脫落，由于玻璃膏和粉塵的沖刷，使得池壁的厚度被侵蝕的較為嚴重。流口四周的部位內部的耐火材料已經被完全侵蝕，露出了外面一層的耐火材料;有些耐火材料已經脫落，或者被侵蝕殆盡;有些部位近乎被燒穿。

3.2.6爐頂侵蝕情況

爐頂被侵蝕情況如圖7所示。

爐頂被粉塵和火焰沖刷出很多細小的空洞，原料與耐火材料發生共熔，這樣使耐火材料表層質地變得很疏松。被燒熔的玻璃膏黏在爐頂上面，在玻璃膏滴落時會帶走部分耐火材料，使得耐火材料被侵蝕，變形成倒置的水滴狀。而窯爐前段長約2 m的爐頂受侵蝕更加明顯。

3.3 侵蝕狀況分析

通過對窯爐各部位的侵蝕狀況進行觀察，可以看出，窯爐在運行過程中最容易損壞的部位主要為前墻、流液洞、爐頂前段、加料口、火口以及蓄熱室上層格子體。

其主要原因在于霧化的重油沖擊和高速的助燃空氣的帶動，使少量沒有熔化的微細原料被吹起。隨著窯爐內部高溫氣流的流動，在流動的過程中熔化成玻璃液附著在耐火材料表面，并與耐火材料發生反應，使耐火材料表面變軟，在受到氣流沖擊時慢慢脫離，這樣一次又一次的侵蝕最終導致耐火材料越來越薄，直至穿透或者斷裂。

窯爐內部的空氣流動是按照馬蹄印的形狀流動的，如圖8所示。燃料在高壓霧化下會產生高速氣流，這些氣流對溫度達到1000 ℃以上的耐火材料來說產生了很嚴重的物理沖刷。所以，無論使用哪只油槍，前墻及爐頂前段總會受到很大的侵蝕，在每個氣流需要拐彎處都是侵蝕很嚴重的部位。窯爐內部的玻璃膏在熔池內部流動時，是平緩的流動，等到了流液洞時，流動的空間突然變小，流膏的速度加快，對流液洞那段的耐火材料的侵蝕加重，可以看到呈喇叭狀。

火口的部位是由于周期性換向產生劇烈溫差，以及燃燒的廢氣帶有大量的粉塵，在廢氣排出時廢氣的溫度很高，在高溫下粉塵會對火口周圍的耐火材料進行侵蝕。

窯爐燃燒產生的廢氣帶有大量的熱量和粉塵，隨著高速氣流撞擊到蓄熱室的后墻，然后向下沖刷八角磚。所以，靠近后墻的八角磚被侵蝕的很嚴重。對于蓄熱室的格子磚被損壞的原因主要有以下幾個方面：

（1） 熱應力作用，小爐和格子磚室經常處在急冷急熱的變化中，受應力作用，會出現裂紋，開裂和剝落;

（2） 機械荷載作用，在機械荷載和高溫的作用下，砌體發生收縮變形和產生裂紋，影響使用壽命;

（3） 化學侵蝕作用，燃燒產生的堿性氧化物和灰粉粘附在耐火材料表面并向里滲透，同時與耐火磚組分發生化學反應，使體積變化，導致破壞，降低強度和高溫使用性能;

（4） 燃燒廢棄中帶有大量的熔融的原料和氣化的助溶劑等，在蓄熱室上層時溫度較高，不會凝固，隨著向下流動蓄熱室的溫度越來越低逐漸冷凝，在中部堵塞蓄熱室，氣流流動不順暢，導致蓄熱室上層的溫度升高超過耐火度，對耐火材料造成損害。

4 窯爐結構的改進設想

4.1 蓄熱室的改進設想

窯爐內燃燒后的煙氣離開窯爐內部時的溫度很高，可達1400 ℃以上。煙氣在這樣高的溫度下離開窯爐，將帶走大量的熱量，一般約占窯爐供熱量的30%～40%。因此，為提高窯爐的熱效率，合理利用能源，在玻璃窯爐的結構設計中都附有蓄熱室等余熱利用設備。同時，為達到窯爐內所要求的火焰溫度，除了燃料燃燒提供的熱能外，還需將助燃空氣預熱，這也是引入蓄熱室的重要目的之一。

蓄熱室是窯爐正常運行中助燃風和廢氣的通道。在蓄熱室內部，氣流通過八角磚時被分割成許多相互平行的小股氣流，由于熱氣流自上而下的流動，熱能逐漸被八角磚吸收，給蓄熱室加熱;冷空氣從下到上流動吸收八角磚內部的熱能，逐漸被加熱。這些熱能的轉換符合分散垂直氣流法則，使得蓄熱室的八角磚能夠均勻的被加熱，然后再將熱能助燃空氣，使助燃空氣也能被均勻的加熱，不會存在熱量不均勻的情況。從這可以看出，增大八角磚與煙氣的接觸面積，提高其換熱面積，使八角磚吸收的熱量越多，進而傳給助燃空氣的熱量也就越多，助燃空氣進入窯爐內的溫度也就越高。有助于提高燃料的燃燒效率，不僅提高了窯爐內部的溫度，而且節約了能源的消耗。但是并不是越大的蓄熱室就越好，我們把蓄熱室的空氣與八角磚的接觸面積和熔池的面積比叫做熔蓄比，只有合理的熔蓄比才能使蓄熱室起到最好的效果，使助燃空氣達到理想的溫度，最終取得理想的效果。

在考慮增大蓄熱室面積時，我們也要考慮到八角磚所使用的耐火材料，蓄熱室中的八角磚由于被高溫煙氣加熱，被加熱的同時還帶有固體粉塵和一些配合料的分解產物，在氣流流動時不僅有氣流對其沖刷，還會有固體粉塵的侵蝕，再加上氣流轉化使得高、低溫的巨變，導致八角磚嚴重損壞，造成蓄熱室堵塞、空氣不流通，使蓄熱室的使用壽命大大減少。因此，可以選擇一些耐侵蝕，吸放熱量速度快的材料。研究證明，窯爐蓄熱室八角磚使用的耐火材料是高鋁磚和粘土磚。因此，可以考慮上層采用鎂質磚、燒結剛玉磚或低蠕高鋁磚等方面的耐火材料。

通過觀察發現，蓄熱室內部損壞的部位集中在離小爐最遠的一側墻處。經分析后發現，可能是由于煙氣排出時速度較快，直接沖擊到那側墻，使煙氣中夾帶的固體粉塵和熔融的原料在此處落下，進而使得此處的八角磚被侵蝕的很嚴重。因此，可以試著改變蓄熱室頂部的形狀，讓其改成階梯狀或者傾斜。讓煙氣排出時所夾帶的固體粉塵不會全部撞擊在一處，使整個蓄熱室的八角磚被侵蝕的程度達到一致，減少更換頻率。還可以增大蓄熱室的面積，使蓄熱室的進出氣通道增大，這樣廢氣在排除時的速度便不會那么快，不僅降低了高速氣流流動速度所帶來的物理沖刷，還使得受到沖刷的面積增大，單位面積受力大大降低。

蓄熱室的保溫方面也是需要考慮的，在擴大蓄熱室和更換耐火材料后，要對蓄熱室進行保溫，防止透過墻體散發熱量，造成不必要損失。

4.2 爐體的改進設想

熔池是熔塊窯爐的重要組成部位，熔塊窯爐的熔池與熔塊的產量和產品的品質有著密切關系。同時，合理的熔池結構對能源的消耗、窯爐的使用壽命也密切相關。原料由加料口加入，由于加入的是生料，是沒有經過預熱的原料，再加入熔池后會吸收熔池內的熱能，這樣就造成加料口附近的溫度降低。有時會導致原料在加入后不能及時的融化，堆積在一起造成堵塞。因此，我們可以適當的加深熔化池，提高熔化池內玻璃膏的液面高度，這樣一方面降低了加料口與液面的高度，減少了原料下落時的揚塵，更能讓原料大面積的平鋪在玻璃液面上，利用玻璃膏中的熱量加速熔化;另一方面由于熔池的深度增加使它單位面積所含的能量增多，被生料所吸收的能量相對均勻穩定，溫度波動不會太大，能夠及時地把生料熔化。采用較深的熔化池，可以提高熔化率。它主要是增大了熔融的空間，在相同的面積下加快了生料熔化的速度，相同的溫度下，使產量增大。

根據熔塊窯爐的侵蝕情況發現，熔池的池壁在生產的過程中被侵蝕的很嚴重，但也不是整體的被侵蝕。由于窯爐生產的產品選取熔池內玻璃膏中間部位，玻璃膏的粘度大，在流動過程中摩擦池壁的中部，熔池內部的溫度又高，玻璃膏流動中不停地沖刷池壁。因此，池壁的中間部位被侵蝕的最嚴重，成凹狀。但由于池壁是由若干塊同等高度的電熔鋯剛玉磚排列組合而成，在修理窯爐時要整塊的更換，這樣不僅浪費還比較麻煩。因此，可以嘗試使用不同的耐火材料，按縱向分兩部分或者三部分來組合成池壁，中間使用抗侵蝕性較好的33#無縮孔澆鑄電熔鋯剛玉磚，其他部位使用質地較差、成本較低的33#普通澆鑄電熔鋯剛玉磚，這樣可以使整個熔池池壁的耐火材料使用壽命達到一致。

整個窯爐燃燒空間被侵蝕最嚴重的是前墻處和爐頂前段，以及加料口周圍胸墻。造成這些部位被嚴重侵蝕的原因是由于生料的粉塵被霧化的重油和助燃的空氣氣流帶動，在窯爐內部沿墻壁旋轉流動，對墻體產生化學侵蝕和物理沖刷。要想解決粉塵的問題必須從加料口開始。粉塵產生的原因有：一是由于原料在使用螺旋輸送機進入爐內時，由于落差導致揚塵;二是料堆過大，表層的原料直接被火焰吹掃。若能降低落差，使原料一開始就能分散開，形成厚薄均勻的料層，這樣就能增大原料與高溫玻璃液的接觸面積，降低粉塵，更能增大原料的熔化速度。因此，可以嘗試將加料口高度（加料口中心線與池壁上沿的距離）盡可能降至最低，并把螺旋式料機改成扁平的推耙式加料機。

至于窯爐燃燒空間各部位侵蝕程度不均的問題，可以根據窯爐的實際侵蝕情況，在耐火材料方面進行差異化的選擇。如：以燒結莫來石為主要材料的窯爐，其前墻、爐頂及加料口附近易嚴重侵蝕的部位采用性能更佳的33#普通澆鑄電熔鋯剛玉磚。

5 結語

整個窯爐要想正常的運行生產，所涉及的方面比較多。同時，窯爐被侵蝕的影響因素也很多，除了本文中所講述的因素外，富氧燃燒、全氧燃燒、保溫等方面對窯爐的影響都很大。實踐證明，制造一條窯爐，我們不僅得從人、機、料、法、環、測等方面去考慮，還需從耐火材料制造工藝、技術等方面去考慮，只有這樣才能獲得既節能，使用壽命又高的好窯爐。

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2006，03：5-6

篇10

關鍵詞澆注料，MgO-SiO2-H2O，水泥，ρ-Al2O3，溶膠

中圖分類號： TQ175.7 文獻標識碼： A 文章編號：

引言

不定形耐火材料是一種不經鍛燒的新型耐火材料。它是由骨料、粉料、結合劑、添加劑按一定比例配制混合而成的混合集料，多數情況在使用現場成型，造形任意，在烘烤后即可投入使用，也可在生產車間先預制成型，經簡單處理后運抵使用現場安裝投入使用。

近幾年，隨著耐火材料所服務的鋼鐵等高溫工業的快速發展，不定形耐火材料以其工藝簡單，施工方便，整體性好，節能降耗等優點，越來越被廣泛關注和認可，與不定形耐火材料相關的新技術、新工藝、新方法和新裝備也不斷涌現[1-3]。其技術特點開始向高純、復合、功能方向發展[2,3]。

目前我國不定形耐火材料的產量已達到耐火材料總產量的三分之一以上，已廣泛應用于各類冶金，建材及石化領域。

不定形耐火澆注料的發展

耐火澆注料是一種由耐火物料制成的粒狀和粉狀材料，并加入一定量結合劑、添加劑和水分共同組成。同其他不定形耐火材料相比，耐火澆注料結合劑和水分含量較高，流動性較好，故可根據使用條件對所用材質和結合劑加以選擇，因而澆注料種類很多，應用非常廣泛，為主要的不定形耐火材料。

隨著不定形耐火材料的不斷進步，耐火澆注料的發展也進入相對成熟階段。開發出了微粉、硅溶膠、鋁溶膠及低水泥、超低水泥等結合的澆注料，減少了澆注料中雜質的含量，使澆注料的結合機理發生了顯著的變化，顯著提高了耐火澆注料的高溫物理、力學性能[1]。

耐火澆注料的許多性質不僅受骨料與粉料的材質和顆粒級配影響，在相當大程度上也取決于結合劑的品種和數量。耐火澆注料骨料的強度一般高于結合劑硬化體的強度，故耐火澆注料的常溫強度取決于結合劑硬化體的強度。而其中溫和高溫下強度的變化也主要發生于或者首先發生于結合劑硬化體中，所以澆注料高溫下的強度也受結合劑影響較大。而結合劑硬化體一般隨溫度變化而不斷發生物理化學反應，其強度也隨之發生變化。耐火澆注料的高溫性能在選用骨料與基質材質一定的情況下，主要受結合劑所控制。一般而言，耐火澆注料的高溫體積穩定性和抗渣侵蝕性較同材質定形制品稍差，而其耐熱震性則較同材質燒結制品優越。

澆注料結合體系的發展

不定形耐火澆注料的選擇應盡可能滿足以下兩個條件：（1）能在澆注料的施工養護中提供結合強度；（2）能在后續使用過程中與基質配料發生原位增強反應。目前應用較多的結合劑有硅微粉、鋁酸鈣水泥、水合氧化鋁、鋁硅凝膠粉和無機鎂鹽等。結合劑的性質在很大程度上決定了不定形耐火材料的常溫，中溫，甚至高溫性能。

隨著澆注料的使用范圍越來越廣泛，使用條件的日益苛刻，對澆注料性能要求越來越高，經過幾十年的發展，已經開發出各種性能的結合劑，按照時間順序依次為水合結合，化學結合，水合-凝聚結合，凝聚結合，具體有：以水作為結合方式的MgO-SiO2-H2O結合或ρ-Al2O3結合，以水合凝聚結合的低水泥、超低水泥結合，以及凝聚結合的硅溶膠鋁溶膠結合或氧化物微粉結合等[1-3]。而不同結合體系澆注料又具有各自特點，下面具體介紹常用結合體系結合澆注料特點與應用。

2.1MgO-SiO2-H2O結合澆注料

MgO-SiO2-H2O體系是水合結合與凝聚結合的復合結合。文獻顯示在常溫下MgO-SiO2-H2O體系的水化產物主要是某種非晶態類似滑石的硅酸鎂類水合物和Mg(OH)2。MgO-SiO2-H2O由于形成溶膠，不但抑制了MgO的水化，減少了水的加入量從而降低坯體中游離水量，還提高了SiO2-H2O體系結合產品的強度與性能。

MgO-SiO2-H2O結合體系主要應用于高鋁質，鋁鎂質和鎂質澆注料中。如鋼包澆注料，鋼鐵生產中的預制件等。MgO-SiO2-H2O體系的優點是水系結合，成本低，料漿流變性能好，能較快升溫，縮短施工周期，MgO或SiO2高溫時可與耐火骨料生成高熔點物相，提高工作性能。

2.2水泥結合澆注料

目前主要研究與應用的是低水泥、超低水泥耐火澆注料，在減少鋁酸鈣水泥的同時加入適量的氧化物微粉及適量的分散劑而得。低水泥、超低水泥澆注料引進的高活性微粉是利用其高比表面積及優良耐火性能，不但與水作用形成溶膠，補充了因水泥含量減少而引起的強度降低，而且減少低熔點相的引入，增強的制品的高溫使用性能。

低水泥、超低水泥澆注料中水泥礦物CA，CA2等發生水化反應，其反應式如下（1，2，3，4，5）。目前水泥結合體系結合的澆注料中引入的氧化物微粉主要是硅微粉，α-Al2O3微粉和氧化鉻微粉等。以硅微粉為例，其水化形成的硅氧烷網（-Si-O-Si-），與水泥水化物CAH10和C2AH8共同作用，交錯攀附，重疊結合，使澆注料獲得很高的強度。

水泥結合澆注料因其成本低，穩定性好，應用范圍較廣，有粘土質，高鋁質，剛玉質，碳化硅質等。目前已被廣泛應用于冶金、建材、化工和機械熱工窯爐與設備中。此體系結合的耐火澆注料具有以下特點：(1)水泥含量的減少及微粉的引入使得坯體中水泥水化物減少，熱處理過程中不會因大量水合鍵破壞而導致中溫強度下降；(2)由于澆注料用水量低，坯體填充密實，因此成型制品氣孔率低，而且小氣孔、閉口氣孔增加，有利于高溫性能的提高，但不利于抗剝落。另外水泥含量高影響高溫使用性能，產生龜裂，易與基體反應生成低溶融物，劣化高溫使用性能。因此無水泥結合澆注料正逐漸成為高性能澆注料研究重點。

2.3ρ-Al2O3結合澆注料

與水泥、鎂硅水相比，ρ-Al2O3可謂是一高純耐火結合劑，被認為是最可能取代水泥結合的體系。它不會引入雜質，1000℃以上由ρ-Al2O3水化形成的氧化鋁水合物可以完全轉變成具有良好高溫性能的α-Al2O3，另外還可以與基質中的SiO2微粉或鎂砂粉反應生成莫來石或尖晶石相等高溫高性能相。

ρ-Al2O3一般用作高純度的不定形耐火材料的結合劑。如剛玉質，莫來石質等。ρ-Al2O3結合的高鋁澆注料的各方面性能均優于純鋁酸鈣水泥結合的澆注料，特點表現為較高的低溫強度和較小的加熱線變化。目前ρ-Al2O3在耐火材料中的應用不多，主要是因為：(1) ρ-Al2O3遇水即發生水化硬化反應，現場施工必須在短時間內完成；(2) ρ-Al2O3澆注料中由于各種料劑的加入使得加熱脫水變得復雜，容易產生龜裂，剝落等現象。

2.4溶膠結合

溶膠作為耐火澆注料結合劑的原理是基于陶瓷中的溶膠－凝膠技術，其在與耐火物料拌和過程中形成一絮凝網絡狀結構，把耐火骨料包裹連接起來形成坯體。在制品干燥燒成過程中，網狀結合強度沒有明顯減弱甚至有所增加，高溫時與耐火基質生成高熔點物相形成直接結合。

溶膠作為耐火材料結合劑有兩大缺點：(1)溶膠相對穩定，凝膠硬化時間長；(2)較之其它結合劑，溶膠常溫結合強度不高，加熱收縮大。耐火澆注料中應用的溶膠結合劑有硅溶膠和鋁溶膠。

硅溶膠是二氧化硅膠體微粒在水中均勻擴散形成的膠體溶液。它與硅微粉水化形成的溶膠性質相近，只是膠體分散性更好，更加穩定均勻，膠結性能更好。硅溶膠的化學式為mSiO2nH2O（m

溶膠用作澆注料的結合劑時，須加入促凝劑調節其凝結硬化速度。一般通過加堿或引入電解質來調節硅溶膠的硬化。

目前溶膠在耐火澆注料中的應用或以輔助結合劑添加到其它結合劑中，如水泥-溶膠結合，微粉-溶膠結合等，或兩種溶膠一起使用，組成高性能的復合結合劑。單一的溶膠在耐火涂料方面應用比較多。

結語

（1）不定形耐火澆注料是耐火材料的重要組成部分，以其工藝簡單，施工方便及能耗低被廣泛應用。其發展與冶金行業技術要求密切相關。高純復合化，用戶友好化及節能經濟化將是今后的發展趨勢。

（2）MgO-SiO2-H2O、低水泥、超低水泥、ρ-Al2O3以及硅鋁溶膠等為不定形耐火澆注料的主要結合體系。它們各有不同的特點與使用性能，配合不同的制品與不同的使用條件，擇其優而用之。

參考文獻

[1] ，曹喜營等. 不定形耐火材料的新進展[R]，2009全國不定形耐火材料學術會議，洛陽；田守信.