耐火材料-概论

耐火材料-概论薛文东绪论•耐火材料的概念•耐火材料的历史•耐火材料的分类•耐火材料在国民经济发展中的作用•耐火材料的发展现状•耐火材料的一般生产过程耐火材料的概念•什么是耐火材料？(refractory)–书中定义为“耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料”。–定义虽不错，但随着科学技术的发展仔细推敲起来是不够严格的。–Heatresistantbelow1.500°C–Refractorymin.1.500°C–Highlyrefractorymin.1.800°C–Incommonlanguagematerialsarecalledrefractories,iftheyareappliedattemperatures600°C•如1．非金属一词已不能全面概括现在耐火材料的实际内容，书中金属陶瓷就是一种陶瓷与金属的复合材料，Al2O3/Fe,Al2O3/Cr,Al2O3/Ni等，还有用金属丝加强的陶瓷等都突破了非金属的范围。•美国的国家耐火材料标准定义为“用于承受高温的材料，通常为非金属材料”。•1968年国际标准化组织的推荐标准是“一种非金属材料或制品（包括含有少量金属的）耐火度最低为1500℃（前苏联为1580℃）定义为耐火材料”。这个1500℃标准同法国标准相同。耐火材料的历史•金属冶炼•陶瓷的生产•玻璃的生产金属冶炼（pyrometallurgy)---Fireandtheartofmetals•古埃及金属冶炼•木炭和矿石分层排布•加火燃烧3-4天•产量1kg/次•炉衬为粘土FireandtheartofmetalsOre+Phlogiston→MetalScientist•AntoineLaurentLavoisier(1743-1794)•HenryBessemer(1813-1898)耐火材料的分类•化学矿物组成•耐火度：–普通耐火制品（1580-1770℃）–高级耐火制品（1770-2000℃）–特级耐火制品（2000℃以上）•形状和尺寸•制造工艺方法耐火材料在国民经济发展中的作用•耐火材料可用作高温窑炉等热工设备的结构材料、工业用的高温容器和部件（在冶金，硅酸盐，化工，动力，石油，机械制造等工业部门中得到广泛应用）。•在我国钢铁冶金及有色金属行业占66.7%；日本钢铁工业消耗70%的耐火材料。•耐火材料是为高温技术服务的基础材料。耐火材料生产行业的发展现状•世界范围内耐火材料概况–欧洲引领耐火材料的发展：奥镁公司（RHI年销售额约130亿人民币）、LWB全球白云石耐火材料技术和年产量第一、圣哥班、威苏威、雷法均为总部在欧洲的跨国公司。–美洲（北美和南美）：美国耐火材料产业受制于环境、发展前景不被看好、南美主要是巴西发展势头很好。–非洲：耐火材料未进入真正的发展时期–亚洲主要是中国和日本：日本是一个岛国、耐火材料产业受制于资源、其基本理念是低端产品放弃、只保留高端产品。世界范围内耐火材料概况•欧洲：奥地利奥镁公司总部德国雷法公司法国圣哥班LWB威斯维公司英国摩根公司•欧洲耐火材料中心在老欧洲、不在新欧洲（东欧、前苏联均不占优势。）RHI经营业绩•销售收入：2005年119940万欧元2006年133580万欧元（增11.4%）•总利润：2005年9730万欧元2006年15790万欧元•2010年:销售收入：20亿欧元LWB•LWB耐火材料公司已经售给RhoneCapital有限公司。RhoneCapital是一家在伦敦、巴黎和纽约都有办事处的合资公司，同时，它还拥有Almatis特种氧化铝厂。•LWB耐火材料公司成立于2000年，它是由Lhoist集团、Wulfrath耐火材料公司、Baker耐火材料组成。公司年营业额4亿欧元。LWB在欧洲的白云石生产能力为26-28万吨，其白云石原料主要来自位于比利时的Lhoist生产厂和德国的生产厂。•南美洲：巴西实力最强、其碱性耐火材料尤其是镁铝尖晶石砖特点鲜明，其它国家不是很强•巴西、阿根廷钢铁冶金、智利铜冶金•亚洲：日本耐火材料曾经是亚洲最强大、中国宝钢建设所用耐火材料均从日本进口。日本品川、黑崎、播磨、东京窑业、东芝陶瓷、川崎炉材•印度：ORISASCEMENT、ORINAND印度•OCLIndiaLtd营业额2005年16.5亿卢比（约合人民币2.9亿元）2006年21.6亿卢比（约合人民币3.8亿元）•TataRefractoriesLtd营业额2005年40亿卢比（约合人民币7.0亿元）2006年45.5亿卢比（约合人民币8.0亿元）日本耐火材料•钢铁公司拥有耐火材料公司的股份：新日铁的耐火材料由黑琦、播磨提供；日本钢管由品川提供；另外有一些独立的耐火材料供应商。•耐火材料公司直接在钢厂有自己的办公室，为客户提供全套的工程服务。耐火材料发展形势•欧洲引领世界耐火材料发展•北美耐火材料发展呈萎缩势态•非洲尚未真正进入快速发展时期•南美以巴西为代表、品质与数量均未形成主流•亚洲尤其是中国正在成为世界范围的耐火材料制造研发中心中国的耐火材料工业现状•二十世纪八十年代以前，几乎全部是国有企业生产耐火材料；•现在绝大多数为私有企业、股份制企业、中外合资及外资独资企业；其中世界上所有的大型耐火材料企业均在中国建立了合资或独资公司（如RHI、SAINTGOBAN、VESUVIUS、MINTEQ、MORGAN、LWB、日本的黑崎播磨、品川、朝鲜耐火等)。•中国正在成为一个世界的耐火材料加工厂•耐火材料生产企业至少1500家以上•存在的差距：1、通常用耐火材料综合消耗指．标．来衡量一个国家的钢铁工业与耐火材料的发展水平。2、耐火材料生产装备落后，新技术推广慢3、原料不精，高纯原料的生产有困难。我国发展耐火材料工业的优势•有丰富的耐火材料原料资源—高铝矾土、菱镁石和石墨等。•有相当大的耐火材料生产能力。•有优秀的耐火材料专业的生产、科研、设计、管理和教学的科技人员。今后发展的方向•原料方面：发展优质耐火材料原料–高纯（天然原料选矿，人工合成）；高密度（高温煅烧）。•品种方面：多品种化–高温、超高温直接结合、再结合碱性耐火砖和高档高铝制品；–连注用耐火材料；–节能耐火材料。材质方面：氧化物和非氧化物复合的耐火材料•含碳耐火材料；•SiC质耐火材料；•含锆耐火材料；•Sialon结合耐火材料。耐火材料的一般生产过程1、原料的加工–提纯和均化–原料煅烧–粉碎和分级2、配料–各种原料的配合–粒度的配比–极限的确定3、泥料的混练–结合剂的种类–混练机的选择4、成型–可朔法成型–注浆成型–震动成型–半干压成型或捣打成型–等静压成型5、干燥–是热湿传递过程–隧道干燥器及电热干燥器–不定型干燥的方法6、烧成–在高温条件下发生一系列物理化学反应达到烧结–固相烧结与液相烧结–隧道窑的分类耐火材料应用的主要领域•焦炉•高炉及热风炉•各种炼钢炉•均热炉及加热炉•模铸及连铸•炉外精练讲授主要内容•耐火材料的定义、分类、称呼•耐火材料的原料•耐火材料的制造工艺•耐火材料的特性•耐火材料的使用