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耐火材料工业发展趋势

2014-02-19 22:42:55
        近年来,世界耐火材料工业发生了重大变化。一方面,由于用户工业的技术进步、工艺和设备改变(如电炉炼钢增加)以及耐火材料自身的改进,耐火材料消耗量逐年下降;过去20年间,平均每年吨钢耐火材料的单耗下降约5公斤。预测未来5年平均每年吨钢耐火材料的单耗将以0.5~1.0公斤左右的幅度下降,到2005年,我国钢铁工业吨钢耐火材料的单消耗将下降到28公斤。以1.3亿吨钢产量计算,2005年,我国钢铁工业用耐火材料的市场容量将从近两年的400多万吨下降到360余万吨。另一方面,全球化趋势明显,竟争激烈使耐火材料品种多样化,性能和质量明显提高,耐火材料企业为用户的服务意识和能力加强。许多缺乏竞争力、没有现代企业管理意识的中小企业纷纷破产,兼并重组风起云涌。 


        发达国家生产耐火材料的成本远高于发展中国家,同时由于环保要求更严格,迫使他们只生产高附加值产品或出口技术,而将大宗产品、劳动密集型产品转移到发展中国家生产。中国由于有得天独厚的原材料优势和劳动力成本优势、无疑机会更多一些。我国宣布从2004年1月份开始对大多数耐火原料出口取消退税,产成品出口也将降低退税幅度。这意味着重要原料出口进一步受到限制,对依赖进口我国耐火原料和产品的一些发达国家的耐材工业产生将会产生重要影响。为了降低成本,他们势必把工厂搬到中国来,这对中国耐材工业的发展也将是一个重要的机会。此外,通讯和运输的便捷、国际市场的变化、电子商务的增多等,也给耐火材料工业的发展带来了良好的机遇。 

        因此,耐火原材料目前和今后的研发及创新,应该把握以下几个方面的机遇:1、长寿、低耗的钢包系统用耐材;2、高效连铸连轧系统用耐材;3、炉外精炼系统用耐材;4、高性能不定形耐火材料;5、适应新施工方法的耐材;6、水泥、有色、石化和陶瓷等工业关键设备和关键部位用耐材;7、有利于环保和生态的耐材等。 

        未来耐火原料将以高纯为主,天然精选和人工合成并用。开发利用“三石”原料,即红柱石、硅线石、蓝晶石原料,可以改善铝硅系耐火材料的显微结构和热力学性能。由于“三石”在高温下相变为莫来石,而莫来石膨胀系数较小,有利于提高材料的抗热震性。在材料中添加红柱石能相变形成热应力扩散的无数细微空隙,使得耐火材料内的应力得到释放,从而提高了抗热震性。而硅线石完全莫来石化的温度较高,有利于提高高温抗蠕变性。此外,因莫来石化伴随产生的体积膨胀效应也对高温抗蠕变有利。优质合成耐火原料的开发,发达国家的天然原料使用量在减少,而高纯合成原料用量在不断增加,其原因是大量使用合成原料的不定形耐火材料比例在增加,而大量使用天然原料的粘土砖、高铝砖、锆英石砖的产量在减少。 

        另外,由于对耐火材料使用寿命延长有更高的要求,故应大量使用能满足此种要求的高纯合成原料。

有代表性的几种合成原料如下:

1、莫来石基熟料。 用高岭土和工业氧化铝做原料,经湿法研磨、真空挤压成型,然后在高温下煅炼而成,具有良好的热机械性能,在窑具及不定形耐火材料方面具有很好的应用前景;

2、董青石熟料。 用高岭土和镁砂作原料,经湿法研磨,真空挤压成型,然后高温煅烧而成,在窑具方面具有很好的应用前景;

3、镁钙熟料。 由于洁净钢、低碳钢、高氧钢以及不锈钢的发展,使得含游离氧化钙的碱性耐火材料正在受到重视;

4、共熔复合物电熔材料。 矾土基电熔刚玉,矾土基电熔莫来石,矾土基电熔莫来石-氧化锆,电熔刚玉-氧化锆,电熔氧化镁-氧化锆等合成原料也得到迅速发展;

5、球状致密空心合成莫来石骨料。其空心外壳壁厚0.2-5mm,直径1.5-40mm,表面可以光滑平整,也可以凸凹不平,球壳可以是单层,也可以是双层,表面突出的部位可以是致密的,也可以是空心的,将其用于浇注料中,不仅能改善材料的隔热性能,降低体积密度,又不破坏其强度。

耐火材料工业的生存和发展面临的挑战是多方面的和严峻的,主要有:

1、用户工业由于科技进步(如钢铁工业直接还原铁技术、淘汰平炉、减少模铸、转炉溅渣护炉等),使得耐材的消耗量在下降;

2、环保和生态对耐材的苛刻要求;

3、用户对产品质量和成本的苛刻要求;

4、用户的风险转嫁,要求耐材供方提供设计、筑衬、维修服务,甚至提供施工设备等;

5、耐材企业之间的价格和人才之争;

6、由于行业的不景气,一些国家耐火材料教育的下降和缺乏,导致年轻的专业人才匮乏;

7、原料资源的枯竭等。 

        因此,创新、研发、教育、管理和投入,将是未来耐火材料工业保持活力和成功的关键。目前和今后若干年对中国耐火材料工业来说,是一个经历结构优化,企业重组和品种结构调整的时期。中国耐火材料发展的战略应以中国丰富的自然资源为基础,开发高性能的合成原料和更多的高性能、功能性产品,以满足先进的高温工业发展和要求,重点是连铸和洁净钢生产用。同时,应注重装备和管理,提高耐火原料和产品质量的稳定性和可靠性。

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