不定形耐火材料的發展與應用探討

劉福生 王新德 陸亞楠

摘 ? ?要：在這篇文章中，主要對不定型耐火材料的主要類型以及具體的生產工藝進行分析，相應的對不定型耐火材料的未來發展趨勢進行大膽預測，并重點介紹不定型耐火材料的具體應用范疇，希望能夠給相關人士提供一定的參考。

關鍵詞：不定形耐火材料;材料類型;生產工藝;發展趨勢;應用領域

1 ?前言

對于不定形耐火材料而言，最主要的優點就是其生產工藝相對簡單，而且系統可以有效的節約能源。該材料所生產的產品質量以及性能相對較高，能夠隨意選擇造型，并且具有非常長的使用壽命。除此之外，不定型耐火材料的應用領域也已經由原來的低中溫氣氛爐轉變為高溫熔煉爐，這樣就使得不定形耐火材料的應用領域發生一定的改變，使其更具備經濟價值。

2 ?不定形耐火材料的類型以及具體生產工藝

2.1 ?不定形耐火材料的分類

不定形耐火材料如果根據組成部分進行分類，則可分成重質以及輕質兩個類別。對于輕質不定形耐火材料而言，主要指的就是其體能密度小于1800kg/m3;相反，對于重質不定形耐火材料而言，主要指的就是其體能密度大于1800 kg/m3。如果根據產品形式，可以將不定形耐火材料分成定形制品、特種材料以及散裝材料三種。除此之外，還可以根據結合劑耐火骨科品種以及施工制作方式對其進行分類。

2.2 ?不定形耐火材料的生產工藝

不定形耐火材料不僅可以對定型制品進行生產，而且也可以對散狀料進行生產。如果生產的品種是不同的，其生產方式也會存在比較大的差異。

（1）對耐火澆注料進行生產。在對耐火澆注料進行生產作業時，主要生產工序如下：對原料進行破碎以及粉碎操作，對其進行篩分、配料、混合以及分裝檢驗。

（2）對耐火可塑料進行生產。同耐火澆注料的生產方式進行參考之后可以發現，在對耐火可塑料進行生產作業時，主要不同之處在于需要對混煉、擠泥以及切坯等工序進行添加，因此在設備方面，需要引入擠泥機以及對切坯機。

（3）對預制塊進行生產。預制塊是不定形耐火材料的一個品種。預制塊最主要的特點就是其尺寸非常精確，而且性能非常穩定，因此其期施工周期也是相對比較短。與燒成耐火磚相比較可以發現，預制塊的主要優點就是具有非常好的整體性，無需進行高溫燒制，因此對其進行施工的難度相對較低。同耐火燒注料以及耐火可塑料的生產過程相比較可以發現，在預制塊進行生產作業時，需要進行濕式混合，并且還需要進行成型以及固化操作。

3 ?不定形耐火材料的主要應用

當前階段，不定形耐火材料的應用范圍是非常廣泛的，該品不僅在窯爐當中進行使用，在熱工設備當中也有非常廣泛的應用，并且在應用中可以取得非常好的經濟效益。除此之外，在冶金工業煉鐵以及煉鋼系統當中，不定形耐火材料也已經取得非常好的成績。我們都知道，冶金工業窯路在工業部門當中具有非常廣泛的應用，并且其使用條件也是比較苛刻，因此耐火材料的總體消耗量能夠占到總產量的一半以上。

3.1 ?煉鐵系統

煉鐵系統主要包括燒結、煉焦、高爐以及所負數的一些設備。在對鐵礦粉進行燒結的過程中，在燒結機豹紋路當中，會使用兩種材料來充作襯里，那就是耐火纖維氈以及輕質隔熱耐火燒注料。對于煉鐵高爐而言，可以將其看成是一個可以進行連續生產的設備，目前經常砌筑樹脂結合劑鋁碳不燒磚，在未來的發展趨勢中，會將澆注料作為大型高爐的爐墻耐火材料。

在煉鐵高爐當中，熱風爐是一種非常重要的一種配套設備，其主要任務就是給煉鐵高爐提供熱風，而主要形式可以分成內燃式熱風爐、外燃式熱風爐以及頂燃式熱風爐三種類型。對于中小型熱風爐，可選用普通耐火澆筑料預制塊作為內襯來進行砌筑。對熱風爐進行砌筑時，穹頂設計是非常重要的一步，而且其操作難度非常巨大。在對球頂磚進行砌筑時要想達到很好地愈合是存在較大困難的，如果使用不定形耐火材料來進行澆筑，則可以很簡單解決合口問題。在經過實踐之后可以發現，在磷酸鹽混凝土當中添加適當的礬土，可以讓其在熱風爐上面起到很好的促凝效果。除此之外，在熱風爐的球頂，如果應用耐酸涂料可以取得非常好的整體內襯，此時可以確保外殼不被含硫煙氣侵蝕。

3.2 ?煉鋼系統

煉鋼系統主要包括了平爐、轉爐、電爐以及爐外精煉爐以及其他設備。以往實際操作中更多的會選擇黏土磚以及高鋁磚加上半硅磚對鋼包進行砌筑，其使用壽命大概為10～70次左右。近些年，在砌筑鋼包時則，更多地開始應用水玻璃鋁鎂碳不燒磚，因為其使用壽命能夠增加到35～80次左右。當前階段，鋼包用耐火材料的主角已經變為三氧化二鋁-尖晶石澆注料，這種材料的抗腐蝕性能非常好，并且具有更長的使用壽命，這樣就可以大幅度提升質量。

未來，耐火材料的主要發展方向就是高級化以及多元化，并且正在逐漸成為連續鑄鋼的發展方向。近些年，連鑄比持續增加，已經有二十世紀七十年代的百分之十到二十世紀九十年代的百分之五十。

3.3 ?軋鋼系統

在工業爐當中，軋鋼系統的使用種類是非常多的，而且數量也非常大，其適用溫度相對比較低，能夠達到1500[℃]。在對熱爐爐墻整體內襯進行砌筑過程中，目前使用比較多的材料就是高鋁質耐火可塑料或者是黏土結合耐火澆注料，其使用時間能夠達到三年以上。爐蓋的使用壽命相對是比較長的，在我國，大型步進梁式加熱爐的使用時間已經超過十五年。煉鋼加熱爐的主要特點就是進行間歇操作，具有比較大的爐溫變化，在工作過程中具有比較大的震動，如果使用磚進行砌筑，其使用壽命是比較短的，但是如果使用黏土結合耐火澆注料進行砌筑，其使用壽命可以獲得大幅度提升。

參考文獻：

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[2] 楊彬，鐘香崇.世界耐火材料新進展[J].耐火材料，1996（3）：172～176.

[3] 韓行祿.不定形耐火材料[M].北京：冶金工業出版社，1994.

作者簡介：

劉福生（1982—）男，漢族，山東淄博，本科，山東語言大學，助理工程師，研究方向：耐火材料。