绿色耐火材料的发展思考

刘东

北京利尔高温材料股份有限公司 102211

摘要：近些年来，我国工业生产水平和生产能力逐步提升，并有了长足的进步，而工业生产当中往往会在急剧高温的环境下施工作业，在工业高温生产的过程中会应用到大量的绿色耐火材料作为基础原料，同时绿色耐火材料的应用也推动了全球经济绿色发展理念的广泛覆盖。目前，我国政府大力宣传绿色环保理念的可持续发展战略方针，而绿色耐火材料技术便可引导我国工业生产迈向绿色环保工业生产方向。虽然我国社会各界工业生产企业发展速度不断加快，所应用的耐火材料产品数量和质量已经位列于世界前列，但是所应用的材料绿色环保水平仍旧无法超过世界先进水平。在实际应用的过程中，我国所应用的炼钢耐火材料的平均消耗是国际先进水平的两倍以上，这就代表着耐火材料的寿命和性能稳定性效果较差，产品技术的时效性不高，极易对周边环境造成破坏，在其使用的过程中对人的身体健康会产生一定的威胁。当前，我国工业生产行业已经将绿色耐火材料的发展工作列为工作首位，并呈现品种质量优良化发展，资源消耗集约化发展，高效限制生产过程污染物排放以及使用过程无害化。本文以绿色耐火材料的应用和发展进行分析，以期为大力推进节能型和环境保护型耐火材料的进一步升级提供理论支持。

关键词：绿色；耐火材料；发展策略

1绿色耐火材料的内涵

在工业生产的过程中，耐火材料广泛的应用在各个生产制造工作当中，包括冶金生产，建材生产，石油化工产品生产以及机械制造生产等，如果没有耐火材料的出现和应用，那么冶金行业等工业生产行业都不会得到大范围推广，同时也不会有钢铁材料的出现。由此可见，耐火材料的出现和应用是现代工业社会的基础保障，耐火材料对于人类社会有着重要意义，但随着保护生态环境，降低资源消耗深入我国经济发展当中，我国人民对于环保工作的重视态度不断增强，耐火材料产业也逐渐迈向绿色耐火材料的发展方向。

绿色耐火材料在生产和应用的过程中需要应用，安全无污染的生产原料，该种生产原料能够大大降低粉尘排放以及有害物质有害气体的产出，减少或规避对环境和人体的损害，且在使用完毕后的残留物质可进行回收或者二次利用的功能。现阶段，国外部分发展较为成熟的国家已明令禁止使用传统的、对环境有害的耐火材料。所以在未来，绿色耐火材料的发展和创新会成为广大工业生产行业的重要课题，并且具有较为广阔的市场发展空间以及行业发展前景，对我国生态环境保护，坚持可持续发展战略方针有着极大的推动和促进作用。

2绿色耐火材料的发展理念

当今环境下，绿色耐火材料在应用的过程中遇到了诸多挑战，工业生产行业的技术人员要是绿色耐火材料在社会效益，经济效益等方面不断提升，所创新的耐火材料类型以及应用体系等方面要得到不断的完善以及实践应用，只有绿色耐火材料的体系不断完善，才能够在当前市场竞争环境下获得广大企业的认可，从而开拓出更大的应用空间。此外，要响应我国工业生产相关政策的部署方案，针对特殊行业的耐火防火要求进行优化，通过体系的不断完善促使生产过程能够更加规范指导。

2.1不定形耐火材料

在绿色耐火材料研发和创新的过程中，不定型耐火材料广泛的应用空间应用价值，当前研发过程当中较为重要的研发方向。不定型耐火材料主要是由耐火骨料、粉料、结合剂以及外加剂通过一定比例共同如何生产而出的，该材料在生产的过程中，不需要定型或者烧制，可直接加入适当的液体进行调配从而得到耐火材料，专业技术人员也将其称之为散装耐火材料。根据耐火骨料不同的特性，又可详细划分为粘土质浇注料，高铝质浇注量，刚玉质浇注料，莫来石质浇注料以及碳化硅质浇注料。

2.2资源节约型耐火材料

在正常工业生产的过程中，往往会消耗掉大量的耐火材料，同时耐火材料的自身价值较高。例如，在部分工业生产的过程中会应用到高铝矾土类原料，该种材料近些年来价格不断上涨，且整体资源供应较为紧缺，生产制造的过程中会消耗掉大量的热能，所以应用该种耐火材料会大大增加企业的成本支出。为了解决该项问题，工业生产企业不断推进资源节约型耐火材料的发展和创新，并且要满足我国节能政策的规范。现阶段，资源节约型耐火材料制备过程，仍旧存在易粉性、挤压变形、强度低、整体性较差的问题，需要相关技术单位对其改进和创新。

相关技术人员关于资源节约型耐火材料优化和创新的过程中，可从微孔轻质原材料合成，高性能轻质浇注料，不烧砖以及生成工序节能等方面进行研发和改进。

2.3生态友好型耐火材料

而生态友好型耐火材料是当前绿色耐火材料发展理念以及未来的主要发展方针，国外发达国家已经开始明令限制硅砖、镁铬砖、耐火陶瓷纤维等存在有害物质的耐火材料生产，这就需要工业生产行业推出具备良好性质的替代产品。所以，相关技术人员可从耐火材料无害化、原材料无污染化、使用过程无污染排放以及材料无铬化等方向发展。

3不定形耐火材料实践

3.1预制件

不定型耐火材料可进行预制件的生产和研发，而预制件用作生产过程当中具有如下几种特点，主要表现为。

1. 简化现场的施工步骤。让浇筑施工过程的模板搭建更加简便，只需要拼装即可完成。即使是砌衬结构模型较为复杂也可完成，同时省略各种大型施工器械的应用。

2. 由于预制件在交货时已经完了浇筑、养护、干燥等步骤，大大降低了施工过程不必要的工序，缩短了施工时间，让用户能够腾出宝贵时间开展其他工序，从而提升了设备的周转率。

3. 该种施工方式在施工的过程当中不易受到周围环境因素的干扰，例如气温影响较小。但在北方寒冷地区进行施工工作的过程中，需要对其进行保温处理。

4. 通过对预制件的浇注处理，可以使其形成各种较为复杂的结构以及制作较为困难的异型构件，让生产工序更加便捷。

5. 预制件浇铸完毕后需要对其烘烤处理，但是烘烤时间不宜过长，同时烘烤的环境要求不高，大部分空间下便可开展。

3.2用户友好化

由于不定形耐火材料需要进行浇注，所以不定型耐火材料的凝结和养护以及硬化特征会受到周围环境以及温度的干扰，同时需要技术人员对浇筑过程原材料杂质、环境温度、粘合剂种类进行控制和管理，这为技术人员带来诸多制作困扰，这就导致不定型耐火材料在研发和应用的过程中要采用绿色环保型原料。

3.3材料高性能化

不定型耐火材料的施工过程以及烘烤效果将直接决定的材料的应用性能，所以在其制作和烘烤的过程中，所应用的技术手段和机械设备需要水平较高。如果相关技术和设备无法满足制作需求，便会导致不定型耐火材料的性能出现严重问题。目前，大多数生产企业应用高效化，智能化的制作方式，并且在制作的过程中，能够快速养护、烘烤，甚至可免去烘烤步骤，利用智能机器，对其进行喷涂，制作和在线修复，该技术已在发达国家广泛应用。例如，美国某大型公司已在如下几方面探究了提高耐火材料浇注料施工效率方式。

1. 严格控制粉尘的产出。在开展混合料浇注的过程中，一旦出现较大粉尘便会严重影响生产环境，对施工人员的身体健康造成不利干扰，也会拖延制作工期，导致浇注料部分重要成分流失，无法保障耐火材料的质量和性能。

2. 保持原材料的流动性。控制浇注料的混合时间是浇铸过程当中较为重要的步骤，有效提升材料的流动性和混合性，能够缩短施工时间，可通过减少物料湿润时间强化添加剂的配合效率实现流动效果。

3. 优化养护和烘烤步骤。相关技术人员可采取有效措施减少养护时间，省略不必要的养护步骤让烘烤速度更加快捷，也可采用现代化基础免去烘烤程序，同时也能降低施工现场对养护材料的环境需求。

4绿色耐火材料的发展方向

4.1新型无氟耐酸料

新型无氟耐酸料具备较高的耐酸和耐腐蚀性，可将其应用在酸性的环境当中应用。所以该种新型无氟耐酸料的特性复合耐火材料的需求，可将其应用在烟囱、烟道、反应器以及焚烧炉，广泛的使用在酸性的环境当中，同时将其作为保护涂料应用在设备内壁当中，促使设备不会轻易受到腐蚀。传统的耐酸材料往往是石英粉和硅酸钠通过化学反应制作而成，在其制作的过程中还需要添加适量的氟硅酸钠，但是氟硅酸钠具有一定的毒性，与人体接触到会导致皮肤表面出现皮炎或者干裂，接触过量的严重患者还会引起死亡问题。因此，传统的耐酸料在生产的过程当中极具危险性，如果相关生产人员的自身防护措施不到位便会导致人身危险。新型无氟耐酸料则摒弃了该生产过程，将氟硅酸钠材料替换为水泥进行催化反应，同时在反应原料当中加入了铝矾土、粘土和硅微粉，不但能够保障了耐酸料的应用性能，而且规避了传统耐酸料的毒性，确保现场制作人员和使用人员不会出现人身损伤。

4.2无铬耐火材料

现阶段，我国大部分建材生产的过程中，所应用的耐火材料主要是镁铬砖，通过大型的水泥回转窑进行烧制，同时该材料也会大量的应用在炼铜工业当中。镁铬砖在正常的使用过程中，能够承受高温高压的作用，同时还具备良好的耐碱性以及耐酸性，导热系数较低，将其应用在建筑材料生产的过程当中具有诸多优势。但是镁铬砖富含大量镁、铬等重金属材料，在其生产和应用的过程中会产生有毒物质，并且该物质易溶于水，不但会对生产过程当中的操作人员造成人身损害，其有害物质排放到自然生态水域当中，会对自然环境产生巨大的污染，同时引发水资源的危害。所以现阶段，大部分国家已明令禁止工业生产当中应用镁铬砖。世界先进的技术团队已研发出一种无铬耐火材料，镁铁尖晶石砖。该种材料不但承接了镁铬砖的性能优势，同时也提升了材料应用的稳定性，开拓出更高的抗渣侵蚀性，保障砖窑不会轻易受到损害。通过多次的试验和研发，相关技术人员已经确定了镁铁尖晶石砖的可行性，为绿色耐火材料事业的发展起到了重要的推进作用。

4.3新型生物可溶性耐火纤维

石棉被广泛应用在工业生产当中是一种较为常见的建筑材料，该材料具备较高的耐温性和绝缘性，较低的导热系数成为了一种优质的耐火材料。但是相关技术人员在对其应用经验总结的过程当中发现，该种材料会导致生产人员极易产生癌症，所以越来越多的单位，在工业生产当中会谨慎应用。因此，相关技术团队已成功研发出一种新型生物可溶性耐火纤维替代石棉作为工业耐火材料，该材料为人造玻璃纤维。首先人造玻璃纤维的化学稳定性比石棉更高，不易和环境当中的其他物质出现化学反应，实际应用的过程中不会产生二次污染，环境的破坏力较小，现已成为工业生产行业当中的发展重点。世界卫生组织发现人造玻璃纤维可细分为绝热织物和耐火纤维以及特殊纤维，人造玻璃纤维具备生物可能性，和新型耐火材料的性能需求相吻合，所以可将其替代为绿色无污染的石棉材料，在使用的过程中能够溶解于人体的血液当中，在使用人员吸入该种物质后能够顺利排出，不会对使用人员造成损伤。

5总结

虽然我国的耐火材料种类和质量已步入世界前列，但是由于发展历史较短，现代化绿色耐火材料的研发和应用程度仍旧和先进国家存在一定的差距，需要相关技术人员对其不断的完善和改进。这就要求科研团队具备较高的创新意识，投身于耐火材料的研发和试验工作当中，全面分析和探究我国绿色耐火材料的技术短板，作出具有针对性的创新方案，并建立较为完善的知识产权保护体系，激发科研人员的创新积极性，推动我国绿色耐火材料进一步的发展和创新，促使我国生态环境保护，可持续发展方针能够得到实现

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