耐火材料基础知识.ppt

1、1,无机非金属材料,传统无机非金属材料 陶瓷 水泥 玻璃 耐火材料 陶瓷 搪瓷 Ceramics 磨料 碳材料 其他,新型无机非金属材料 压电材料 磁性材料 导体陶瓷 激光材料 光导纤维 超硬材料 高温结构陶瓷 生物陶瓷（人造骨等） 光电转换材料,2,3,4,火,甲骨文的“火”，酷似燃烧的火焰，是十分典型的象形文字。 经由金文的过度，小篆字形的“火”仅保留了火焰的抽象本意。 汉字中，凡用“火”构建的文字，大都与火及火的使用有关。,5,光,“光”，会意字，甲骨文的“光”由上“火”下“人”构成，就像人举火把以照明。 金文的“光”字，把头上的火略微简化，又增两点，表示光芒。 小篆的“光”字承接金文，

2、下部人性演变为“儿”。楷书缘此写为“光”。 “光”字本意光明，光亮，后引申为“光彩、荣誉”等,6,炭,“炭”，会意字，说文释为：“炭，烧木余也。”即木材在不完全燃烧后生成的木炭。 金文的“炭”字，上部类“厂”的部分为烧炭窑的外形，内里“少”表“木余”，其下“灭”表炭火熄灭。 小篆的“炭”字，上为“山”，中为“厂”，下为“火”，此为“煤炭”之意。 楷体的“炭”字，与小篆相比，“厂”略有变化。,7,灰,“灰”，会意字，金文的“灰”字，上为“叉”，下为“火”，表示用手从火堆中取出来的灰烬。 小篆在演变过程中，省却了手（又）中的小点，说文释为：“灰，死火余烬也。”“又，手也，火即灭可以执持”。 楷体发

3、生讹变，省略“手”，写作“灰”，意为“灭”后残留一撇，即余烬也。,8,炙,“炙”，会意字，古文字的“炙”中，上“肉”下“火”，意为烤肉。 说文释为：“炙，炮肉也，从肉在火上。”由此并逐渐引申为一般意义上的烧和烤，如“炙手可热”、“脍炙人口”等。,9,炎,“炎”字，会意字，甲、金、篆、楷中的“炎”字均为两火叠加，火焰“高冲”，表示大火燃烧时火光冲天。 “炎”字本意大火，后引申为“燃烧”、“灼热”、“发烧”等意，如书胤征：“火炎昆冈，玉石俱焚”水浒传：“赤日炎炎似火烧”还有仅代表感染后发生“炎症”。,10,灾,“灾”，会意字，以火起室中表示灾难的降临。灭火刻不容缓，固“火速”、“十万火急”等均用来

4、表示事情已至非常紧迫之程度。 正字通火部语：“灾，害火也。凡五行沴水害物者皆曰灾，又祸也。”“灾”已泛指人们遭受的自然祸害和苦难。,11,约公元前6000年，西亚地区（今伊拉克、伊朗、叙利亚和土耳其周边地区）人类发现被火烧烤后的泥土变的致密，水不易渗入。还发现像粘土这样有较高粘度的泥巴可以做成任何大小的炉膛。然后该地域的人们学会用粘土成型各种器皿。当时粘土做成的重要的器皿是经烧后定形的水罐。,耐火泥土的发现,12,公元前4500年左右，西亚周边的一些国家开始出现了水罐等各种容器，这就是最初的陶瓷。露天烧制的这些器皿在希腊成为“Kreamos”，这就是今天Creamics（陶瓷）一词的起源。,1

5、3,1914年，W.A.L.Schaefer在美国芝加哥建立了名叫Pliable Fire-brick Company的公司来生产期新开发的耐火材料和推广其应用技术。该公司的最初产品是用来修补锅炉炉壁的耐火可塑料。后来该公司更名为Plibrico（派力固）公司。随着人们对这种可塑料优良性能的认识，它的应用范围也越来越广，派力固公司也相应地曾加了产量。后来派力固公司发展到在全球十多个国家都有其分公司的跨国企业。 1932年，水泥粉料状的耐火浇注料产生。此外，气硬性的耐火可塑料也出现，这是现代不定形耐火材料的先驱。,14,什么是耐火材料？,早期科教书定义：耐火度不低于1580的无机非金属材料。AS

6、TMC71-01定义：能够在大于1000F（538）环境中满足一定使用要求的非金属材料。可作热工设备的内衬结构材料，也可作某些高温装置的部件和功能性材料。这类材料的主要组成物为高温氧化物、非氧化物、碳素材料和金属材料。ISO836:2001和GB/T18930-2002定义：物理和化学性质适宜于高温环境下使用的非金属材料，但不排除某些产品可含有一定量的金属材料。,15,Refractory = 耐火材料 高温材料,Refractory词义： 难控制的，不听管教的，任性的 如：a very refractory child 难驾驭的人（物） （指疾病等）难治的 难熔的，耐热的 高温材料 = 耐火

7、材料 防火材料High temp.material=Refractory Fire proof，fire resistant,16,耐火材料与其他材料的主要不同点在于耐材要在高温下承受热、化学和机械因素的破坏作用。耐材因而必须具备特定的使用性能能保证耐用性、安全性和功能性，尽可能减少热损失和热物流损失。,温度高达1750,17,高炉出铁,铁水温度： 1400 - 1500,18,耐火材料 满足采用工艺制造其他材料用的结构和功能材料,钢铁 水泥 有色金属 玻璃 陶瓷 石油化工产 品 ,19,耐火材料的用途,做结构材料 各种工业炉、热工设备的衬体（砖砌衬、整体衬） 作功能材料 透气元件、滑板、连铸

8、“三大件”、 钙质钢水过滤器、导电料等 作高温部件 高温陶瓷阀门，耐磨件，锚固件，缸套，保护套管，换热元件等 作修补材料 喷补料，涂抹料，热态自流修补 料，接缝料，压入料等 作保温材料 耐火纤维毡、毯等，轻质砖，轻 质浇注料、喷涂料等,20,鞍钢260吨铁水包(工作衬整体浇铸),酒钢150吨砖砌钢包,21,22,23,连铸用功能耐火材料,外装侵入式水口,内装侵入式水口,24,25,转炉热喷补,喷补料：聚磷酸盐结合的镁质、镁钙质干式喷补料,26,全纤维炉衬,27,耐火材料在各工业的消耗比例,28,耐火材料与日常生活的相关性,耐火材料被誉为高温工业的“支撑工业和先行工业”。耐火材料与人类的生活息息

9、相关。据统计，在欧盟国家，平均来说，一辆小汽车约消耗10kg耐火材料，一架飞机约消耗1.1吨耐火材料。在我国，按吨钢耗耐火材料计，一辆小汽车要消耗15-20kg耐火材料。可见，天上飞的，地上立的和跑的无不与耐火材料相关。,29,中国耐火材料产业的优势,原料优势 （铝矾土矿、菱镁矿得天独厚，合成原料齐全）产业优势 （厂家多、分布广，品种全，劳力廉）市场优势 （用户工业多，消耗多）人才优势 （每年毕业本科生600名左右，研究生100人左右）,30,中国耐火材料工业蓬勃发展,主要是我国的资源优势、劳动力优势和经济建设强劲内需拉动所致。如： 西部开发 振兴东北老工业基地 西气东输 中部崛起 南水北调

10、汽车工业 高速公路、铁路、房地产等,31,耐火材料工业在国民经济中的重要性,耐材是高温工业的基础材料，与高温工业有着相互依存、互为促进、共同发展的关系。除满足用户工业正常消耗外，还为实现用户工业的节能环保、低碳化等技术进步发挥重要作用。无论是传统的冶金、建材、石化、火电等行业，还是新兴的环保、新能源、航空航天、电子等行业、都离不开耐材。其技术进步直接关系到这些领域的技术进步和行业发展。 1）作为基础材料，为高温工业的正常运行提供保障 2）为高温工业的技术进步提供支撑，为低碳经济的发展提供保障 3）对全球的高温工业和低碳经济有重要影响,32,中国钢产量的增长,33,中国耐火材料行业概况（2010

11、年统计）,耐火材料产量： 2800万吨 规模以上耐材企业数：2000家 分布：除西藏以外的各个省（区） 从业人员数：40万人 销售额： 1700亿元人民币,34,中国耐火材料的生产及销售,近十年来，是我国耐火材料工业发展速度最快的阶段。在钢铁、有色、水泥和玻璃等高温工业高速发展的强力拉动下，耐火原料及制品产量稳步增长，满足了国内高温工业生产发展的需要。中国已成为世界耐火材料的生产和出口最大国。据国家统计局统计，2002-2011年耐火原料及制品产量及增长情况见下图。,35,2009-2011年全国耐火材料产量统计,表中（）数据为同比变化百分率。,36,耐火制品,2011年，全国耐材产量2949

12、.69万吨，同比增长5.04%。其中致密定形耐火制品1765.22万吨，同比增长3.90%；保温隔热耐火制品67.34万吨，同比增长4.57%；不定形耐火制品1117.13万吨，同比增长6.93%。,37,2011年耐材行业生产运行情况,国内耐材企业通过自身发展和联合重组等方式扩大企业规模，逐步形成了一批具有较强竞争力的大型耐材企业。2011年国内前15名耐材企业销售收入情况见下图：,38,2011年耐材行业生产运行情况,我国耐火制品出口量稳定增长。2008年出口量突破200万吨，达210万吨。2009年受国际金融危机影响，出口量145万吨，2010年出口量179万吨，同比增长23.87%，2

13、011年出口量195.38万吨，同比增长8.98%。,39,中国耐火材料工业在世界的地位,2011年全世界耐火材料产量为4300万吨。其中中国的耐火材料产量占全球的69%，欧洲占10%，美国占4%，印度占3%，日本占2%，拉丁美洲占2%，其它占10%。 据欧洲耐火材料制造者联合会(PRE)的统计，按耐火材料销售额排名，2011年的世界前10家企业中，欧洲占了5家：RHI(奥镁)、Vesuvlus(威苏威)、Calder(凯得力)、Salnt-Gobaln(圣戈班)和Morgan(英国摩根)； 其它地区的5家：Magneslta(巴西镁业公司)、Shinagawa(日本品川)、Krosaki-l

14、lartma(黑崎播磨)、Posco Chcmtcch(浦项炉材)和Chosun(韩国耐火)。,40,存在的问题,耐火材料的比消耗高高性能、长寿命产品少质量稳定性欠佳附加值低能耗高（烧成的能耗比国外的先进水平高出1倍）某些原料的短缺，价格上涨（如高铝矾土）环保、公害问题,41,耐火材料比消耗,耐火材料/kg,42,炼钢工业耐火材料比消耗,43,发达国家耐火材料行业特点,困难和挑战增加，市场萎缩，开拓市场转向中国等发展中国家业务面宽，跨国业务增多，为用户提供方案而非仅仅产品的意识强研发投入高，与大学合作密切而长久，研发项目系统而深入富有特色 研发创新能力和实力强人才意识强环保，资源保护意识强，注

15、重工人健康和安全研发和应用研究注重模拟实际质量意识强，重视过程控制装备水平高，自动化水平高,44,我国耐材行业存在的问题,45,耐火材料工业面临的挑战,（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，是的耐材的消耗量下降，如日本吨钢耐材消耗降到了8kg。 （2）满足钢铁质量和品种结构优化的需求对耐材的苛刻要求。 （3）环保和生态对耐材的苛刻要求。如：六价铬的公害，石棉、耐火纤维致癌，粉尘，矽肺病，煤、沥青、树脂所致有害气体排放，某些原料的放射性等,46,“绿色”耐火材料,高性能高质量高附加值低能耗低原料消耗生产中环保，使用中和用后无公害,体现“绿色”的“四化”,品种质量优良化资源能源节约化生产过程环保化使用过程无害化,