低玻璃相熔铸AZS耐火材料的研究

编号：RD07001低玻璃相熔铸AZS耐火材料的研究项目立项书项目名称：低玻璃相熔铸AZS耐火材料的研究项目申报单位：北京瑞泰高温材料科技股份有限公司项目主持单位：北京瑞泰高温材料科技股份有限公司项目编号：RD07001单位负责人签章北京瑞泰高温材料科技股份有限公司2007年1月10日（一）立项理由1.国内外相关技术与产品现状、问题、趋势和本项目的意义熔铸AZS材料是用于砌筑玻璃窑炉的关键性部位的主体耐火材料。该种材料的主要矿物组成为斜锆石(ZrO2)、刚玉(Al2O3)，以及硅铝酸钠玻璃相。玻璃相起助熔，以及松弛退火时产生的热应力、相变产生应力，防止开裂和提高产品合格率的作用。但是，玻璃相是极易被侵蚀，严重影响耐火材料的质量以及玻璃产品的质量。1950－60年代，我国就用还原法生产熔铸AZS耐火材料。80年代，我国又研制了氧化法工艺生产熔铸AZS耐火材料。虽然，已将玻璃相析出温度从1100℃提高至1400℃以上。但是，一直未能解决熔铸AZS耐火材料合格率低、性能不高、稳定性差和影响玻璃质量的问题。我国是世界最大的平板玻璃生产国。2007年1-12月累计生产平板玻璃5.3亿重量箱，比上年同期增长12.5%。今后,中国玻璃工业的发展主要体现在如下几方面：提高玻璃质量：影响质量的结石、气泡、玻筋等均与耐火材料有关关。为提高玻璃质量，要求采用具有优异抗侵蚀和气泡析出性能的耐火材料。扩大熔窑规模：目前，浮法窑已从400T/D增加到≥900T/D。大型化后，熔窑跨度增大、温度和熔化率提高，需要采用更高档的耐火材料。提高熔窑寿命：我国熔窑寿命现为6～8年，若能提高到8～12年就可大为减少冷修带来的经济损失。提高窑龄主要应提高熔窑关键部位所使用耐火材料的质量。降低能源消耗：全氧燃烧具有明显的节能效果，是熔窑的发展方向之一。在发达国家，大量的瓶罐玻璃、纤维玻璃、电子玻璃，和一些浮法窑都采用了全氧燃烧技术。但实施全氧燃烧后，耐火材料的侵蚀加快，需要大量采用优质耐火材料，特别是高级熔铸AZS材料。为满足玻璃工业发展的需求，本企业提出进行低玻璃相熔铸AZS耐火材料的研究。这一研究已经得到国家重大科技支撑计划的支持。2.本项目的主要技术曾列入过哪些科技计划和取得的阶段成果本项目已获得国家十一五重大科技支撑项目“绿色制造工艺与装备”，所属课题“玻璃熔窑全氧燃烧技术”的资助，子课题编号2006BAF02A26。该子课题已于2007年5月正式启动。目前，子课题的的各项工作正在深入进行之中。（二）实施方案1.本项目的具体内容、技术与装备特点、关键技术和关键工艺；具体内容：本课题将研究开发低玻璃相AZS砖以满足全氧燃烧对高档电熔耐火材料的需求。采用特定方法在降低AZS砖的玻璃相、提高电熔砖质量的同时，保证产品的合格率。关键技术：1）建立熔炼过程的数学模型，进行模拟和优化控制，保证获得合格的熔体。2）精心设计工艺参数，控制铸模中的凝固－结晶－退火过程，从而控制缩孔的体积和部位，形成最佳的组织，尽可能减少残余应力。3）利用无损检测技术探伤，淘汰不合格的砖坯，合理使用合格但质量有所差别的砖坯，以提高材料的最终使用寿命。关键工艺：1）使用特殊配方使制砖料易于熔化，避免熔点很高、冷却时又产生相变的氧化锆生成粗大的斜锆石晶体，引起砖材开裂。2）提高熔炼终点控制水平，保证熔体具有合适的温度、成分、氧化程度和均匀性，提高产品的内在质量的稳定性。3）合理设计铸模，控制致密部分、隔热部分的形状尺寸和材质性能，通过控制冷却、均衡散热来减少粘砂、鼓肚、发泡、开裂等缺陷，提高产品的外观质量。2.实施方式和采用技术路线本项目是瑞泰科技自主创新项目，本企业生产技术人员提出技术路线和实施方案，主要采用改进原料配比，优化工艺参数，和采用新型专用加工设备保证技术路线的实现。3.项目进度安排、实施期限和预期达到的技术性能指标和参数项目进度安排：2007年1月到2008年12月实施期限：2年到期达到的技术性能指标和参数：Al2O3≤48ZrO2≥35.5SiO2≤15K2O+Na2O+CaO+MgO≤1.4常温耐压强度（MPa）≥200荷重软化温度（0.2MPa,℃)≥1700玻璃相含量（％）≤19（三）技术经济指标该项目完成后，可大幅度降低熔铸AZS产品的玻璃相，提高的成品率，对比如下：指标现有技术改进技术玻璃相含量23％19％成品率65％85％项目完成后，瑞泰科技可为高端玻璃市场提供更多的优质熔铸AZS产品，满足市场需求，不但提高了熔铸耐火材料生产技术，同时也为高端玻璃市场发展作出贡献。（四）项目资金1、项目总资金与年度资金预算本项目总资金预算为550万元，2007年计划资金350万元，2008年计划资金200万，全部为自有资金。年度工资原材料燃料及动力试验研究费装备调试费折旧费其他合计20071101005020255030385200860503010102020200合计17015080303570505852、资金使用范围本项目全部资金严格控制在预算内，不得挪用。（五）公司财务状况2006年公司资产总计34,580.78万元，负债总计14,487.43万元，资产负债率为41.89%，主营业务收入18,024.69万元，利润总额1637.53万元，经营活动产生的现金流量净额1,007.97万元。本项目成功后，可使产品合格率由40%增加到70%，按年产2500吨该产品计算，年增加利润500万元。（六）项目申报单位概况与条件1、申报单位以及合作单位概况（包括技术力量和人员结构等）2006年末员工人数为341人，其中生产人员224人，技术人员57人，营销人员10人，管理人员40人，财务人员10人。2、申报单位已取得的技术开发成绩和实施本项目所具备的条件。公司拥有的专利：序号专利名称类型申请号用途剩余保护年限1熔铸α-βA12O3耐火材料的保温退火生产工艺及装置发明98103494.2用于熔铸氧化铝耐火材料的生产10年2超低温制备活性合成耐火原料的工艺发明01118014.5制造不定型耐火材料所需结合剂及掺合剂13年3铝硅系大型耐火制品及制备工艺发明01119963.6制造玻璃窑锡槽和池底粘土质大砖等大型耐火制品13年4矾土基活性α－Al2O3微粉及生产工艺发明01103553.6制造不定型耐火材料所需掺合剂13年5细晶粒铝锆复合耐火原料发明200310117374.3制造低导热尖晶石砖所需原料15年6碳结合还原脱硅法制备耐火原料发明200410091136.4熔铸耐火制品和高级烧结耐火材料的添加剂的制备16年7一种烧结镁质复相耐火材料发明200510055648.X制造一种水泥窑用无铬碱性砖17年8制备熔铸氧化铝耐火材料用镁质型砂发明200610104339.1用于熔铸氧化铝耐火材料的生产17年公司已经申报，已被受理的专利序号专利名称类型申请号用途1方镁石-镁铝尖晶石-锆酸镧（钙）复合耐火材料发明200410046075.X制造水泥窑用高档无铬碱性砖2高体积稳定的铝硅系超低水泥耐火浇注料发明03156260.4制造高档硅铝系不定型耐火材料3一种含有氧化钡的耐火材料发明03156261.2制造水泥窑、陶瓷窑用高级耐火制品公司拥有的主要专有技术：熔铸耐火材料氧化熔融新工艺技术、熔铸α-β氧化铝流槽砖制造技术、熔铸β-氧化铝砖制造技术、氧化熔融41号锆刚玉耐火材料制造技术、熔铸十字形锆刚玉砖制造技术、熔铸耐火材料质量控制技术、显像管玻璃窑用熔铸锆刚玉砖制造技术、熔铸耐火材料生产工艺微机控制技术、500吨/日大型浮法玻璃窑配套耐火材料应用技术、玻璃窑池底用不定型耐火材料生产技术、玻璃熔窑用蜂窝状高级硅砖制造技术、蓄热室配套碱性耐火材料制造技术、镁铬-镁硅质耐火隔热复合砖制造技术、ZNJ-13D和QNJ-12D低水泥型耐碱浇注料生产技术、重质耐碱浇注料生产技术等15项。公司拥有强大的技术开发力量，从学历上看硕士以上8人，本科、大学52人，大专57人，中专、技校66人。公司已有一套成熟有较的技术创新实施办法：(1)公司的技术工作由主管技术工作的副总经理全面负责，以项目管理方式运作。(2)公司根据自身业务和技术发展的需要，采取技术人员内部培养和外部引进相结合的方式。(3)为确保公司的创新能力和技术优势，每年投入一定的资金进行研发，2004年、2005年和2006年研发费用支出分别为418.65万元、645.75万元和692.98万元。(4)公司通过量化的考核体系考核技术人员，技术人员的薪酬与产品开发和技术创新挂钩。为激励研发人员进行创新的积极性，公司采取项目奖励和年度奖励相结合的方式，对研发成果完成人员和为成果转化做出突出贡献人员给予奖励；(5)定期派遣技术人员进行客户回访和技术交流。附：主要研制人员名单主要研制人员名单序号姓名性别出生年月技术职称文化程度1唐海亮男1972-10-15工程师大学专科2熊任之男1957-4-7会计师大学专科3黄勇斌女1971-3-31会计师大学专科4曾海军男1972-8-14工程师大学本科5彭英女1975-11-23大学本科6乐跃红女1958-12-10助理馆员中专7刘政女1966-3-17大学专科8冯庆怡男1964-9-1专科毕业9胡静明男1967-2-13大学专科10王炅男1978-8-26助理工程师大学专科11刘文军男1969-2-24助理工程师大学专科12杨海云男1975-8-1工程师大学本科13刘文胜男1968-3-21大学专科14李耀辉女1972-12-22中专15郭辉云女1973-3-15大学专科16朱辉男1982-1-1大学专科17张方男1962-5-7中技18王莹女1978-1-13大学专科19刘永光男1978-6-15助理工程师大学专科20陈铁球男1954-7-16工程师大学专科21苏士勋男1981-4-18助理工程师大学专科22袁琼男1979-6-30大学专科