浅谈耐火材料的发展与进步

浅谈耐火材料的发展与进步

侯永建

身份证号： 3715221986090****

摘要：目前耐火材料是工业活动中的重要组成，无论生产钢铁，玻璃，陶瓷，水泥还是石灰，耐火材料的贡献巨大，并且耐火材料高端，这些材料都是高温生产工艺的关键。即使现在耐火材料扮演着关键的角色，但根据现在全球的变化趋势，耐材生产商们也正面临着重大的挑战。

关键词：耐火材料 应用 发展趋势

引言

就目前对耐火材料的定义来说，各国有不同的定义。国际上较为统一的定义是指在高温环境下其化学与物理性质稳定并能正常使用的非金属（并不排除含有一定比例的金属）材料与产品。我国对耐火材料的定义是指耐火度不低于500℃的无机非金属材料 , 是服务于高温技术的基础材料。美国对耐火材料标准定义是指根据其化学，物理性质可制成用于温度超过 1000℃环境下的结构与器件的非金属材料，而日本对耐火材料的定义是耐火材料规定为能在 1500℃以上温度下使用的定形耐火材料以及最高使用温度为 800℃以上的不定形耐火材料。耐火材料的主要用途是砌筑热工窑炉、高温容器以及作为具有特殊作用的功能性材料。本文主要对我国耐火材料发展的现状以及耐火材料的发展前景进行简单的分析介绍。

1我国耐火材料的发展现状

由于耐火材料的生产能耗与产品的品种相关，不同的产品具有很大的差别，即使是同一种产品也会因为所采用的原料，生产工艺，窑炉的类型以及燃料的种类等其他条件的不同，会使产品的能耗波动很大，其中窑炉类型对耐火材料的生产能耗的影响最大。

耐火材料在中国具有悠久的发展历史，大约在 4000 年以前的古代中国就熟练掌握火的使用，瓷器就是那时最为代表的产品。经过多年的发展，我国耐火材料行业基本形成了科研、设计、生产、应用的产业体系，为我国工业的发展起到了重要的作用。不过，最近几年，由于下游需求不振，耐火材料行业整体发展有所放缓。直到去年，在国内外下游产业需求的共同拉动下，全国耐火材料制品产量才止住连续四年下降趋势。如图1所示2019年中国耐火材料制品产量2430.8万吨，同比增长3.7%。其中，致密定形耐火制品1341.4万吨，同比增长1.1%；隔热耐火制品58.9万吨，同比增长8.9%；不定形耐火制品1030.5万吨，同比增长6.9%。 如图2所示2019年耐火原料及制品出口贸易额35.2亿美元，出口总量595.8万吨，同比降低6.3%。其中耐火原料出口量429.2万吨，同比降低5.7%；耐火制品出口量166.6万吨，同比降低7.7%。

2015-2019年中国耐火材料产量走势

2019年耐火原料及制品出口情况分析

当前耐火材料行业经营质量有所改善，但大而不强，落后产能过剩等矛盾依然存在。未来，继续提高产业集中度是主要发展趋势之一。耐火材料是严重产能过剩行业，从上世纪90年代初以来就一直处无序竞争的状态。我国耐材生产企业众多，高度分散，是造成行业恶性竞争的主要因素。目前市场在向逐步规范化的方向转化，是进一步整合和规范耐材市场秩序的极好机遇。工业和信息化部发布的《关于促进耐火材料产业健康可持续发展的若干意见》提出，到2020年前10家企业产业集中度提高到45%。

另一方面，随着下游产业不断整合，对耐火材料要求将逐步提高，产品升级转型也将在未来成为耐火材料行业主要发展方向。对此，要加快新技术应用和新产品开发，提高行业自动化和智能化水平，推动产品结构调整，加快转型升级步伐，促进耐火材料行业高质量发展。

2耐火材料的分类

由于耐火材料品种繁多 , 用途广泛 , 导致其具有多种的分类方式。依据用途可为划分高炉用、平炉用、转炉用、连铸用、玻璃窑用、水泥窑用耐火材料。按成型的工艺可划分为天然岩石切锯、泥浆浇注、可塑成型、半干成型和振动、捣打、熔铸成型等制品。根据耐火材料制品的外形可分为定形制品、耐火泥、不定形耐火材料。按照烧制方法可划分为烧成制品、不烧制品、熔铸制品。按化学特性可分为酸性，碱性以及中性三类，其中酸性主要是以二氧化硅为主要成分的耐火材料，碱性的大多是以镁，钙的氧化物为主，中性的有三氧化二铝，三氧化二铬等，按照化学矿物可分为硅质制品，硅酸铝制品，镁质制品，碳质制品等。按照耐火程度可分为耐火温度在 1580 到 1770℃之间的普通耐火材料、耐火温度在 1770 到 2000℃之间的高级耐火材料、耐火温度在 2000℃以上的特级耐火材料和耐火温度在 3000℃以上的超级耐火材料四大类。

3耐火材料的发展方向

由于耐火材料有着广泛的应用领域，发展耐火材料无疑是促进生产水平发展的重要方式，随着科技的进步， 耐高温工业设备的生产过程中不断出现新的要求，这就要求投入大量的时间与精力来发展研究耐火材料的生产与制备，不定形等耐火材料是具有高性能的结构型材料的新型的耐火材料，不定形耐火材料不仅在应用方面有着巨大的优势，而且具有生产周期短，节约能源，整体性好，适应性强，综合使用效果好等优点。因此，不定形耐火材料将在今后一段时期内有较大的应用市场。除此之外，我国白云石分布很广，其中优质的白云石的分布数量也是可观的， 因此我国可以考虑发展白云石质耐火材料。今后在满足炼钢生产要求的前提下，应尽可能多地利用天然白云石，尤其是发展纯白云石耐火材料。

在看到耐火材料的优点时，我们也要注意缺点，耐火材料会给生态带来破坏和影响。因此，优化耐火材料的生产流程，充分有效地利用后耐火材料，不难看出，坚持可持续发展的道方式来发展耐火材料是最为经济的发展方式。

4总结

面对我国耐火材料工业的现状，中国耐火材料工业必须以国内外市场为导向，在品种、质量、数量上满足高温工业发展的需要，瞄准世界耐火材料前沿科学技术，加速提高行业自主技术创新能力，努力建设有中国特色的耐火材料生产工艺和品种系列，更好地为钢铁、水泥、玻璃、有色金属等行业服务。发展环保型耐火材料已成为耐火材料领域的一项重要任务，它不仅包括一些有害、有毒污染环境的材料和结合剂的无害化替代，也包括更广义的用后废弃耐火材料的再生利用，这需要耐火材料生产企业和用户的同力合作去实现。另外耐火材料的开发、研究和提高应重视加强基础研究，借鉴和引进其他领域的一些新技术、新思路。

参考文献

[1]张艳利, 王宪, 贾全利. 炼钢电炉用耐火材料的现状和发展[J]. 耐火与石灰, 2019, 044(003):7-13.

[2]李金锋, 漆小鹏, 王黎,等. 纳米碳材料在耐火材料上的研究进展[J]. 有色金属科学与工程, 2020(01):39-45.

[3]曾大凡. 新时代中国耐火材料行业发展新趋势[J]. 耐火材料, 2019(5).