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耐火材料工業發展趨勢

2014-02-19 22:42:55
        近年來,世界耐火材料工業發生了重大變化。一方面,由于用戶工業的技術進步、工藝和設備改變(如電爐煉鋼增加)以及耐火材料自身的改進,耐火材料消耗量逐年下降;過去20年間,平均每年噸鋼耐火材料的單耗下降約5公斤。預測未來5年平均每年噸鋼耐火材料的單耗將以0.5~1.0公斤左右的幅度下降,到2005年,我國鋼鐵工業噸鋼耐火材料的單消耗將下降到28公斤。以1.3億噸鋼產量計算,2005年,我國鋼鐵工業用耐火材料的市場容量將從近兩年的400多萬噸下降到360余萬噸。另一方面,全球化趨勢明顯,竟爭激烈使耐火材料品種多樣化,性能和質量明顯提高,耐火材料企業為用戶的服務意識和能力加強。許多缺乏競爭力、沒有現代企業管理意識的中小企業紛紛破產,兼并重組風起云涌。 


        發達國家生產耐火材料的成本遠高于發展中國家,同時由于環保要求更嚴格,迫使他們只生產高附加值產品或出口技術,而將大宗產品、勞動密集型產品轉移到發展中國家生產。中國由于有得天獨厚的原材料優勢和勞動力成本優勢、無疑機會更多一些。我國宣布從2004年1月份開始對大多數耐火原料出口取消退稅,產成品出口也將降低退稅幅度。這意味著重要原料出口進一步受到限制,對依賴進口我國耐火原料和產品的一些發達國家的耐材工業產生將會產生重要影響。為了降低成本,他們勢必把工廠搬到中國來,這對中國耐材工業的發展也將是一個重要的機會。此外,通訊和運輸的便捷、國際市場的變化、電子商務的增多等,也給耐火材料工業的發展帶來了良好的機遇。 

        因此,耐火原材料目前和今后的研發及創新,應該把握以下幾個方面的機遇:1、長壽、低耗的鋼包系統用耐材;2、高效連鑄連軋系統用耐材;3、爐外精煉系統用耐材;4、高性能不定形耐火材料;5、適應新施工方法的耐材;6、水泥、有色、石化和陶瓷等工業關鍵設備和關鍵部位用耐材;7、有利于環保和生態的耐材等。 

        未來耐火原料將以高純為主,天然精選和人工合成并用。開發利用“三石”原料,即紅柱石、硅線石、藍晶石原料,可以改善鋁硅系耐火材料的顯微結構和熱力學性能。由于“三石”在高溫下相變為莫來石,而莫來石膨脹系數較小,有利于提高材料的抗熱震性。在材料中添加紅柱石能相變形成熱應力擴散的無數細微空隙,使得耐火材料內的應力得到釋放,從而提高了抗熱震性。而硅線石完全莫來石化的溫度較高,有利于提高高溫抗蠕變性。此外,因莫來石化伴隨產生的體積膨脹效應也對高溫抗蠕變有利。優質合成耐火原料的開發,發達國家的天然原料使用量在減少,而高純合成原料用量在不斷增加,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磚、高鋁磚、鋯英石磚的產量在減少。 

        另外,由于對耐火材料使用壽命延長有更高的要求,故應大量使用能滿足此種要求的高純合成原料。

有代表性的幾種合成原料如下:

1、莫來石基熟料。 用高嶺土和工業氧化鋁做原料,經濕法研磨、真空擠壓成型,然后在高溫下煅煉而成,具有良好的熱機械性能,在窯具及不定形耐火材料方面具有很好的應用前景;

2、董青石熟料。 用高嶺土和鎂砂作原料,經濕法研磨,真空擠壓成型,然后高溫煅燒而成,在窯具方面具有很好的應用前景;

3、鎂鈣熟料。 由于潔凈鋼、低碳鋼、高氧鋼以及不銹鋼的發展,使得含游離氧化鈣的堿性耐火材料正在受到重視;

4、共熔復合物電熔材料。 礬土基電熔剛玉,礬土基電熔莫來石,礬土基電熔莫來石-氧化鋯,電熔剛玉-氧化鋯,電熔氧化鎂-氧化鋯等合成原料也得到迅速發展;

5、球狀致密空心合成莫來石骨料。其空心外殼壁厚0.2-5mm,直徑1.5-40mm,表面可以光滑平整,也可以凸凹不平,球殼可以是單層,也可以是雙層,表面突出的部位可以是致密的,也可以是空心的,將其用于澆注料中,不僅能改善材料的隔熱性能,降低體積密度,又不破壞其強度。

耐火材料工業的生存和發展面臨的挑戰是多方面的和嚴峻的,主要有:

1、用戶工業由于科技進步(如鋼鐵工業直接還原鐵技術、淘汰平爐、減少模鑄、轉爐濺渣護爐等),使得耐材的消耗量在下降;

2、環保和生態對耐材的苛刻要求;

3、用戶對產品質量和成本的苛刻要求;

4、用戶的風險轉嫁,要求耐材供方提供設計、筑襯、維修服務,甚至提供施工設備等;

5、耐材企業之間的價格和人才之爭;

6、由于行業的不景氣,一些國家耐火材料教育的下降和缺乏,導致年輕的專業人才匱乏;

7、原料資源的枯竭等。 

        因此,創新、研發、教育、管理和投入,將是未來耐火材料工業保持活力和成功的關鍵。目前和今后若干年對中國耐火材料工業來說,是一個經歷結構優化,企業重組和品種結構調整的時期。中國耐火材料發展的戰略應以中國豐富的自然資源為基礎,開發高性能的合成原料和更多的高性能、功能性產品,以滿足先進的高溫工業發展和要求,重點是連鑄和潔凈鋼生產用。同時,應注重裝備和管理,提高耐火原料和產品質量的穩定性和可靠性。

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