不定型耐火材料在冶金工業中的應用

在新時代的發展下金屬冶煉技術不斷提升，已經通過新型人工合成材料制品的應用降低對天然原料的需求，并逐漸朝著精細化產品方向發展。因為不定形耐火材料可以提高機械化、自動化生產的效率,可修復延長使用壽命,與定形耐火材料相比優勢更加突出,已逐漸演變為冶金工業生產的重要元素。在西方發達國家中已經將不定型耐火材料大規模應用在冶金工藝中,其利用率已經超過了50%。而當下在冶金工藝的發展下,世界范圍內對不定型耐火材料展開深度探索。社會在不斷進步發展,存在于冶金工藝中的問題也日益顯現出來,究竟是何原因使得冶金工藝相關技術停滯不前,不能再向前發展,讓經濟發展放慢了步伐。作為相關領域的人員,我們要對這些問題進行深入探討并尋求解決方案。

1 不定形耐火材料的定義和特性

無定形耐火材料是新時期冶金工藝中非常重要的材料，由一定比例的骨料、粉末、膠粘劑和添加劑組成。骨料一般為大于0.088mm的顆粒，構成整個非晶耐火材料的骨架，占60%～73%，包括粗骨料(大于5mm)和細骨料(小于5mm)。粒度小于0.088mm的細粉是整個材料的具體部分，在高溫下起粘結或膠結耐火骨料的作用，占15%～40%。在一定條件下，粘結劑使伴侶通過水合、化學、聚合、縮合等作用獲得強度；外加劑是增強粘結劑功能和改善基體性能的材料，包括促進劑、緩凝劑、減水劑、抑制劑、快干劑等。與傳統工藝下的定型耐火材料相比，不定型耐火材料沒有復雜的燒成工序，制作所需的原材料易于獲得、價格低廉、制作工藝簡單；可塑性非常強，不定型耐火材料在高溫的耐熱度與結構的穩定性方面效用較強，可以與同類型的耐火磚持平。并且因為形狀與規格沒有固定的標準，在應用過程中可以制備成各種復雜的工藝制品，并且可以直接活間接促進筑爐工程的機械化進程推進

。主要因定型耐火材料在使用過程中會受到外界氣溫的影響，在高溫環境下定型耐火材料的使用需要過長的時間并且剝落出現率較高，而在中低溫度下工程生產的需要的時間會更長，所以在使用過程中要求相關的技術人員具備嫻熟的操作技術。同時定型耐熱材料在使用過程中因為體積穩定率低、質量會受到外界條件的影響并具有較大的氣孔率，所以雖然在一定程度上使用效果較好，但使用完畢后拆取難以開展，并且必須在相應的設備輔助下才能完成使用。

2 不定型耐火材料在冶金工藝中的優勢

2.1 較高的耐火度

不定型耐火材料在高溫情況下保持其穩定的結構屬性，因此不容易軟化與變形。而將其應用在冶金工藝中可以提高冶金工藝的耐熱型與穩定性，且使用使用壽命較長，對其綜合屬性也有一定的提升效果

。

2.2 較小的能耗量

一般的定型耐火材料都要在特定的燃燒過程中進行優化處理，這個燃燒過程非常復雜，且消耗能量過大，使生產成本增加。在使用過程中不定型耐火材料可以去掉燒成的步驟，從而提高資源的利用率。并且在相同的冶金工藝下使用損耗更低，其數值大約是在15倍以上，符合生產中降低成本的需求，同時也是該材料在當下冶金工藝中大規模應用的主要原因。

2.3 較優的完整性

由于不定形耐火材料的體積比普通耐火材料要小得多，因而更容易進行運輸，滿足大批量轉運的條件，可降低運輸成本。同時，不定型耐火材料因為內部構造、凝結能力較強所以具有較高的可塑性

。將其應用在高爐窖爐中耐熱性較強，其整體的結構功能不會被破壞，因此使用壽命更長，一般可比傳統耐火磚提高30%～150%，而且由于其整體性的原因，高溫爐的密封性能也比可定性耐火材料要好很多，從而在整體上降低能源消耗。

2016年10月，阿里巴巴整合優酷土豆、阿里影業、阿里音樂、阿里體育、阿里游戲等業務，成立阿里巴巴文化娛樂集團（即阿里大文娛），由俞永福出任首任董事長，楊偉東擔任大優酷事業群總裁。而“終于可以休個假”的古永鏘，變成了阿里大文娛戰略投資委員會主席。

3 不定型耐火材料在冶金工業中的應用探討

近些年科學技術的突飛猛進，使得很多的冶金工程相關的用品走進人們的視野，同時也帶來了諸多問題，但有一部分地區所采用的材料設施質量堪憂，加之相關技術還不夠成熟，直接導致了大量的材料耗損與浪費，也加劇了能量的流失；另一方面生產工藝下造成環境污染，使得相關的行業在生產過后還要還需承擔一部分的清理成本，這些種種都會使得冶金工程及的成本提高。同時，由于很多技術原因導致所需的資源無法充分利用，又一進步增加了成本。所以，在諸多方面冶金工藝仍將或持續面對高成本的問題，與此相關的企事業需要對此引起足夠的重視并完善各個環節。

繼電保護裝置的整機生產測試主要包含以下三個方面的測試：1.耐壓測試；2裝置接點測試；3交流頭精度校準（針對非數字化裝置）。裝置硬接點測試主要包含裝置開入、開出測試，通信接點測試，對時接點測試四大部分。通信接點測試又包含串口通訊測試，網口測試，光口測試等。由此可見，保護裝置的整機生產測試過程十分繁瑣。

精煉用不定形耐火材料目前冶金行業中通過爐罩與爐真空精煉處理，并結合金屬加工角度選擇相應的精煉方式，在精煉中共有四個部分需要應用不定型耐火材料。在RH浸漬管中需要應用鎂材料合成制作的噴補料對其噴補ANS罩，當下ANS罩的制作工藝中大規模應用高鋁進行制作，但其使用頻率僅能達到30次，其無法繼續應用的主要原因在于掛渣。在每次使用后都必須對其進行扒渣后繼續應用其使用頻率可以增加15次，達到45次。鲅魚圈ANS罩正是應用了剛玉尖晶石進行制作，但隨著使用頻數不斷增加會逐漸磨損，變得薄弱，最后在持續的沖擊下破損

。如果不進行間斷的修復，其使用頻率在90次以上。而如果應用鋁鎂屬性的材料進行澆筑工程，使用壽命會增加到200次及以上。

金屬加工的高爐鐵溝材料,根據所用部位主要包括渣線部位材料、渣溝材料、擺動溜嘴材料等。主渠一次通金屬量達12萬噸以上，最高達15.8萬噸。在通過套澆方式維修后，整個溝役運營流程中,同時結合噴補維修，再進行二次套澆后，金屬量達30萬噸以上。高爐鐵鉤主要應用鋁碳屬性材料進行澆筑，因為在設計中長度與坡度是重要的影響因素，長度與坡度距離的變化會對使用壽命造成影響，并且在生產過程中，沖刷與侵蝕也會對出鐵口8m距離的位置造成持續性的磨損。但是高爐鐵鉤的磨損研究而言，可以對鐵線、擺嘴等部位進行深度的探索，通過新型材料的研發，降低使用中對材料本身對侵蝕。鐵溝澆筑后的高爐鐵溝的最高限度，已經可以達到45萬噸。

在金屬加工工藝上的應用耐火材料，因金屬材料溫度的升高以金屬液存留時間的延長，原來使用的定型耐火材料開始逐漸被不定型耐火材料代替。從金屬材料結構來看，可以通過自動化技術應用增加經濟效益。調查分析表明，因為金屬材料中的側墻結構不需要按照固定的規模進行修整，在對整個金屬加工進行修復時可以提高近40%的耗時，而在整體結構完全達到了不定型時，其修復耗時的效率可以提高到70%。所以當前國內外較多的企業在金屬加工制作工藝中都應用了如AI尖晶石等澆筑材料，這種材料具有較強的耐高溫屬性與抗腐蝕性可以提高設備的使用時限，但在使用過程中容易歲被鋼水影響，所以國內外以此次技術不斷展開研究探討，并且取得一定的效果。以日本為例研發出了Al，O，MgO澆注料，在鋁、鎂、碳耐火材料等結構完整性和滲透特性方面有所提高，對將其應用于鋼包有很好的效果。

蘋果樹喜愛干燥陽光，因此，不能澆水過多，要合理的對其進行灌溉。同樣的，蘋果樹不同生長時期也有不同的灌溉方式和灌溉量。為了濕潤土壤和果樹的根系，種植者可以在春天應對果實進行適量的澆水灌溉；同時在果樹開花前，對果樹合適的灌水可以提高蘋果樹的坐果率；而當果實進入膨大期，種植者必須澆足夠的水來保證蘋果樹對水分的需求量；所以澆水要合理，不能太多也不能太少，才能保證蘋果樹的產量和質量。

4 不定形的耐火材料的發展問題及趨勢

當前金屬加工工藝中使用的高爐數量有10座，高爐為為。鲅魚圈和高爐為，的高爐的出鐵口共有4個，而2580m2高爐出鐵口在3個左右鞍鋼大型高爐概況見表1。

4.1 不定型耐火材料的發展問題

從相關的應用現狀對不定型耐火材料的發展問題進行探討。從金屬冶金技術的發展來看，當下較多產品的質量低于相關的使用標準，所以需要提高對產品質量的研究，加大對質量的把控，同時研制開發新產品滿足金屬冶煉的需要。2.1鐵溝澆注料綜合施工提高性價比，隨著人們環境保護意識的不斷提高，對轉爐無瀝青大面補爐的材料的關注度不斷提高，并將其應用在實際生產過程中。據相關調查研究表明，水與無瀝青大面補爐料的聯合下雖然出現了較高的利用效率但在耐高溫方面與特殊金屬材料的制備過程中還存在一定的缺陷，其使用過程中轉爐無瀝青大面補爐料的使用時限與相關的要求條例不符，需要進一步改進。增加中間包干式料使用時限的探究，因為中間包干式料施工便利，使用壽命高于噴涂料，所以應用程度較高

。在制作過程中鋼廠不斷提高對中間包干式料的標準，同時相關的制作工藝也需要從材料的耐磨屬性與抗燒性質的角度的提高對相關工藝制作的把控，以達到特殊金屬材料制作的標準。

4.2 發展趨勢

當前不定型耐火材料已經被大規模應用在冶金工藝中，并逐漸成為行業發展評估的重要指標。當下世界范圍內對對不定型耐火材料的關注程度不斷增加，通過大量的研究探討促進了冶金工藝的發展，并帶動了不定型耐火材料朝著更高屬性如火焰噴圖、全干式振材料等屬性的材料進行發展，更昭示了不定型材料在新時代發展下強大的市場競爭力。在當下，不定型耐火材料的制作工作是通過大量的中性與酸性氧化物完成制作，其制作工藝已經與新時代下冶金工藝的發展不相符，所以需要不斷探索尋求到更高的技術支持比如通過堿性氧化物、非氧化物等復合形式為主的材料等，促進冶金行業的持續發展。以高檔氧化鋁纖維為例其主要通過漿料裝的涂抹料構成，在高溫防控、耐磨、質量管控等方面性能較強，并且對于堿性化學制劑的侵蝕也具有一定的抵抗能力。據相關調查研究表明，氧化鋁纖維可以抵抗80m/s的熱氣流，對于溫度的最高耐受度為1700并且在此溫度下材料仍然沒保持較為穩定的屬性，不需要進行降溫處理，在其修復工藝上可以應用熱修補技術進行大面積的噴掃。當前，耐火材料產品的制作需要大規模的應用人工合成技術，將不同材料的屬性進行綜合，并以及探索到全新的領域。而不定型耐火材料也將朝向多屬性發展，如在可塑材料中融入噴補材料的屬性，以此合成全新屬性的材料。或者是在澆筑料中融入耐熱料、粘結劑、添加劑等材料等特殊屬性，使其成為綜合屬性較強的優質澆注材料。將其應用在生產隔熱的環節與窖爐中，可以有效提高生產效率，從而促進冶金行業的持續發展。目前不定型耐火材的制作大部分是通過骨料的粘合作用，而骨料與粘結劑的硬度相比更大，所以材料制作過程中，骨料的材質是不定型耐火材料的重要影響因素，并直接作用在粘結劑的綜合能力上。現階段冶金工藝創新的方式已經初步完成了材料的探索，不定型耐火材料與多種材料的結合技術已經較為成熟，從最初的與水、化學、凝聚、聚合等已經演變為集合的方式；其材料的雜質也逐漸從多雜質、低雜質最后到不存在雜質的方向發展；與之共同進步的還有粘結劑，在科學技術水平的影響下，純度也逐漸提升。新時代下工藝生產雖然取得了一定的進步，但相應的標準也不斷的提高，為了滿足新時代下冶金行業持續發展的要求，不定型耐火材料也向著高密度結構的方向上進行演變，為冶金行業的發展助力。

煤礦GIS“一張圖”，是煤礦空間環境數據組織集成的統一框架，是2DGIS或2D+3DGIS一體化的服務平臺，是基于統一地理信息平臺的煤礦安全生產大數據集成和展示平臺，其核心理念是“綜合、集成”統一管理、“隨時、隨地”訪問使用，“持續、及時”協同、動態更新，服務于技術、生產、安監、防災應急等煤礦大數據分析展示等。

5 結語

在科學技術水平的不斷提高下，冶金行業的要求也隨之提升，雖然當下的不定型耐火材料在耐火度、材料損耗、完整性方面存在一定的優勢，并且在相關生產工藝中保持著良好的發展趨勢。但是在實際應用過程中還存在一定的困境，需要相關技術人員不斷的優化與改進，提高不定型耐火材料的研發力度，促進冶金工藝的持續發展。如果各個企業間能做到信息交互，開放網絡體系，相關部門切實加強監督，增強與優秀企業的交流互動，我國的冶金工藝產業將會迎來前所未有的發展，進而實現我國經濟的新突破。

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