钢铁工业用耐火材料的发展动向

发表时间:2021/2/24   来源:《基层建设》2020年第27期   作者:张贺 王桂鹏
[导读] 摘要:现在我国的钢铁冶炼技术和耐火材料已达到国际先进水平。
        鞍山市奥鞍耐火材料有限责任公司  辽宁鞍山  114000
        摘要:现在我国的钢铁冶炼技术和耐火材料已达到国际先进水平。在冶炼钢铁时加入耐火材料能满足我国目前经济发展时需要的钢铁数量。现在我国的钢铁冶炼和耐火材料的发展有非常大的前景,未来可以多加进行研究,这样才能更好的帮助我国的钢铁行业发展。
        关键词:钢铁工业;耐火材料;发展动向
        中国是世界上最大的钢铁和耐火材料的生产国和消耗国。如何在钢铁工业微利时代保证钢铁品种、质量、安全生产的同时降低钢铁生产成本及耐火材料消耗水平,是每个炼钢工作者和耐火材料工作者都必须认真思考的问题。只有实现钢铁企业和耐火材料企业的共赢,才能使我国耐火材料产业良性发展,更好地为钢铁工业服务。
        1 国内钢铁工业用耐火材料现状
        我国的耐火材料生产能力目前己达1200~1400万吨,而我国每年耐火材料的用量仅在900万吨左右,供过于求。在目前的形势下,耐火材料综合消耗基本维持在这个水平上,但高档制品和不定型耐火材料生产比例却不断上升。主要产品包括:
        1.1新型功能性耐火材料
        为满足洁净钢的冶炼需求,我国开发的功能性耐火材料有:用于特钢“净化”的锆钙质耐火制品、氧化钙含量在98%以上的钙质陶瓷过滤器以及中间包用镁钙质浇注料,含钙质内衬的浸入式水口。这些耐火材料的应用,使钢液中非金属夹杂物降低了22.7%~40.0%。
        1.2高炉用长寿耐火材料
        20世纪80年代,我国研制并应用了Si3N4结合的SiC砖,使炉龄提高到8~10年。为了延长炉龄及炉腰和炉身下部内衬的寿命,开发生产了半石墨碳—碳化硅砖,该砖具有优良的导热性和抗热震性、抗碱、抗氧化及耐铁水熔蚀等性能。开发的Sialon结合SiC砖在高炉炉身下部和托台冷却壁使用效果良好。随着国外“陶瓷杯”技术的成功应用,我国许多高炉炉缸也使用了“陶瓷杯”内衬,这是炉缸用耐火材料的重大进步。
        1.3铁水罐和铁水预处理用耐火材料
        随着铁水三脱工艺在铁水罐内的进行,传统的耐火材料已不能满足铁水罐的需要。新研制的Al2O3-SiC-C质耐火砖和不定形材料,使铁水罐的使用次数从400~600次提高到800~1000次。
        1.4 电炉用耐火材料
        电炉炉墙近年来几乎全部用MgO-C砖,电炉炉底普遍使用炉底干式打结料。国内开发的高铁高钙镁质捣打料用于超高功率电炉炉底,使炉底寿命提高到450~600炉次。
        1.5炉外精炼用耐火材料
        目前,炉外精炼的方法约有30种,由于各种精炼方法的处理目的不同,操作条件不同,要求使用的耐火材料也不同。我国开发研制的耐火材料有:直接结合镁铬砖、电熔镁铬砖、白云石砖、镁质白云石砖、镁结合白云石砖、添加氧化锆和高密度的富含MgO锻烧白云石砖、油浸白云石砖等、半再结合镁铬砖和镁自云石砖、红柱石碳砖、刚玉质预制件和镁白云石砖、用于AOD炉、DH真空脱气炉上部槽和下部槽、RH真空脱气炉、VOD钢包、LF及ASEA-SKF精炼钢包上。CASEA-SKF精炼钢包的关键部位浸渍使用的高铝质自浇注料在三角区采用捣打料。
        1.6连铸用耐火材料
        近年来我国开发的连铸用长水口、浸入式水口、滑动水口及钢包用耐火材料基本满足了国内炼钢需求,还出口国外。随着整体浇注技术的逐渐成熟,现在中间包多数采用不定形耐火材料,如中间包干式打结料及钢包喷补料。


        2 钢铁工业用耐火材料的发展动向
        2.1从传统型向开放型转变一是要加强与国外先进的同行企业合作,掌握主动,实施品牌战略;二是要加强校企技术合作,建立一个高水平的省级耐火材料技术研究开发中心,提高研发水平;三是要有效地参与国际竞争,要从传统型向开放型观念转变,不但要积极地参与国际合作,还要积极地引进和培养人才。
        耐材企业要掌握主动,还必须努力适应用户提出的众多个性化需求的趋势,努力完善企业标准体系,实施品牌战略,更新营销观念。完善服务体系,作好售后服务保障工作。要基于国内外耐材市场的供求状况,坚持“一业为主,多种经营”,走出耐火材料的传统领域,努力提高企业“非耐化”比重。
        2.2从生产型向科技型转变耐火材料优势是耐火原料,这些原料经过加工,基本满足了国内需要,并且出口量也不断增加。但原料的化学成分均匀性与国外先进水平有较大差距,因而附加值不高。针对耐火原料特点进行研究,加快陈旧设备的更新速度,增添能充分利用本地优势原料的均化处理设备。充分利用MgO、CaO资源,进行脱硅提纯,生产MgO含量大于98%的大结晶高纯电熔镁砂,MgO-CaO-Fe203砂,形成系列化的电熔、烧结MgO-CaO系原料。
        传统的定型制品应着重优化工艺,提高性能和稳定性。同时应继续氧化物-非氧化物复合材料的研究,开发Sialon/Si3N4结合刚玉制品、微孔、超微孔、石墨化、半石墨化碳砖等新型陶瓷杯、风口组合套砖等高炉关健部位复合材料。
        大力开发高性能钢种(洁净钢、低碳锕、高锰钢、不锈钢)所需耐火材料。在所有氧化物中,只有CaO能满足耐用性及净化作用的要求。但镁钙系耐火材料存在易水化的弱点,限制了其生产和应用,所以目前国内多数耐材企业该类制品的CaO含量在10%~30%。应进行抗水化攻关,并结合镁钙系原料特点,尽快试制精炼炉用CaO含量大于40%的镁钙砖及用于其它炼钢系列CaO质材料。不定形耐火材料的品种越来越多,在高温领域低水泥、超低水泥浇注料和自流浇注料得到了广泛应用,今后应着重进行结合系统的优化和氧化物或石墨在浇注料应用的研究,使浇注料有更好的高温性能。非氧化物结合氧化物复合材料综合了陶瓷结合及碳结合材料的优点,具有优良的抗热震稳定性、抗侵蚀和抗氧化性。Si3N4结合的滑动水口使用已证实了这一点,应借鉴这些研究在透气砖、“三大件”上推广应用。同时致力于“梯度材料”在铝碳水口上的应用研究,使水口获得更高的使用性能和更好的防堵塞效果。
        2.3加强应用基础理论的研究
        (1)加强计算机在耐火材料研究、生产上的应用研究。如耐火材料优化设计专家系统的开发,耐火材料生产的在线监测等。
        (2)进行耐火材料物理化学性能与应用性能关系的评价研究,耐火材料自修复技术基础的研究等。
        (3)进行耐火材料损坏机理的研究,优化耐火材料生产配料做到优质高效。
        (4)进行耐火材料无损检测方法的研究,以保证耐火制品的快速、方便、准确检验。
        (5)进行纳米材料对耐火材料性能及结构的影响研究。
        综上所述,从耐火材料行业发展的角度出发,应加强科研单位与企业的合作,加强与用户的合作,共同推动耐火材料的科技发展。在企业自愿条件下,克服无序发展和无序竞争,应充分发挥行业龙头的优势,生产主导产品,借经济全球化之机,抓住国内市场,抢占国外市场,提升企业技术进步,带动行业发展。随着改革的进行,企业的一切行为准则必须遵循市场规律。所以耐火材料企业还应转变观念,提高服务质量。企业的发展来源于用户的支持,一切满足用户,为了用户,这是我们的工作宗旨。
        参考文献:
        [1]炼钢厂经济耐火材料的选用 [J]. 邓伟.  中国金属通报. 2018(07)
        [2]连铸用新型耐火材料评价方法的探讨 [J]. 郝永成,李伟呈,赵洪成.  科技创新与应用. 2016(05)
        [3]用后耐火材料回收利用研究现状与进展 [J]. 周旺枝,刘黎.  武钢技术. 2017(02)
        [4]炼钢用耐火材料的研究 [J]. 黄飞.  上海电气技术. 2019(02)
 
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