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未來耐火材料的發展方向-——新耐火材料

2017-08-29 15:49:46 作者：本網整理來源：新材料在線分享至：

“新耐火材料”概念

‘新耐火材料’顧名思義從字眼上區分于耐火材料，更突出一個新字，‘新耐火材料’技術、‘新耐火材料’工藝、‘新耐火材料’產品、‘新耐火材料’設計、‘新耐火材料’應用、‘新耐火材料’研發等等。

耐火材料是耐火度不低于1580℃的一類無機非金屬材料。耐火度是指耐火材料錐形體試樣在沒有荷重情況下，抵抗高溫作用而不軟化熔倒的攝氏溫度。但僅以耐火度來定義已不能全面描述耐火材料了，1580℃并不是絕對的。現定義為凡物理化學性質允許其在高溫環境下使用的材料稱為耐火材料。耐火材料作為工業基礎材料必需品，廣泛用于鋼鐵、冶金、化工、石油、機械制造、電力、動力等工業領域。

隨著中國近年來工業的飛速發展與國家十三五規劃實施方案的落地，耐火材料工業必然迎合工業發展的需求而不斷的創新，國家對環境保護及大氣污染的高度重視，也迫使傳統耐火材料產業必須做出鳳凰涅槃浴火重生的準備；‘新耐火材料’產業將替代傳統的耐火材料也在國家相關各方面政策支持及鼓勵下勢在必行。

石墨烯納米材料

1 新耐火材料技術

新耐火材料技術是按照現代工業的發展需要及工業智能制造，通過物理研究、化學分析、材料設計、材料加工、試驗等一系列研究過程，創造出能滿足各種工業需要的新型耐火材料的技術。新按材料的屬性劃分四大類：

①納米材料

②無機非金屬材料

③高性能復合材料（高溫無機涂層和纖維增強陶瓷）

④超高溫材料（氧化物材料，其中氧化鑭、氧化鈹、氧化鈣、氧化鋯、氧化鈾、、氧化鈰和氧化釷等最高熔點在2050～3050℃、碳化物材料其中碳、氮、硼、硅、硫化合物

產品最高熔點在2000～3887℃）按材料的使用性能性能分：

①結構材料：結構材料主要是利用新耐火材料的力學和理化性能，以滿足超高強度、超高硬度、超耐高溫、超高耐磨、超高耐蝕、等性能要求。

②功能材料：功能材料主要是利用新耐火材料具有的低導熱、耐高溫、抗熱震性、耐壓強度、抗渣性、抗酸性、抗堿性、抗水化性、抗CO侵蝕性、抗氧化性等等效應，以實現某種功能。

壓電陶瓷制品

2 新耐火材料工藝

新耐火材料的制作工藝部分產品依舊可遵循原來的生產工藝，根據制品的致密程度和外形不同，有燒結法、熔鑄法和熔融噴吹法等。但隨著新耐火材料的不斷創新與實施生產，在生產工藝方面也將會有更多更適合于新耐火材料生產工藝的方式；但更多注重于節能降耗、低碳環保；

氧化鈰拋光粉

氧化鑭

3 新耐火材料產品

新耐火材料產品是指：具有超高強度、超高硬度、超耐高溫、超高耐磨、超高耐蝕、等性能要求的新型耐火材料。包含如氧化鋁、氧化鑭、氧化鈹、氧化鈣、氧化鋯、氧化鈾、氧化鎂、氧化鈰、氧化釷、碳化硅、碳化鈦、碳化鉭、氮化硼、氮化硅等、硼化鋯、硼化鈦、硼化鉿、二硅化鉬、硫化釷、硫化鈰等。

玄武巖纖維制品

新耐火材料應用：

隨著科學技術和智能工業的進步，傳統耐火材料應用于鋼鐵、有色金屬、玻璃、水泥、陶瓷、石化、機械、鍋爐、輕工、電力等國民經濟的各個領域，是保證上述產業生產運行和技術發展必不可少的基本材料，在高溫工業生產發展中起著不可替代的重要作用。

新耐火材料作為高新技術的基礎和先導，應用范圍極其廣泛，同傳統材料一樣，除了應該在以上工業領域外，新耐火材料應用已經慢慢的延伸到了電子信息、新能源、生態環境、生物醫藥、垃圾處理、新型建筑及軍工等主要領域。

碳化硅陶瓷制品

4 新耐火材料發展前景

若干年來，我國耐火材料高端產品工藝制造水平已經得到了很大的提升，故普通耐火材料需求量將大幅度縮減，隨著下游企業節能降耗、智能制造的改革從而迫使企業不斷的做出向高端產品及高精尖工藝的方向去研究發展，繼而使優質、節能、長壽、高效、功能性新耐火材料的需求量不斷的增加，所以耐火材料企業需要不斷提高企業的綜合實力，更重要的是提高研發創新能力，持續不斷的開發低耗能、高壽命的新耐火材料產品，以滿足新工業時代下用戶的需求。

未來新耐火材料的技術將向著長壽、低耗、節能、環保、低碳、回收利用與功能型相結合的方向進行研究與創新，從而提高綜合服務能力，從整體提升我國耐火材料產業的國際競爭力，耐火材料工業的發展也必將引領我國的新耐火材料行業科技革命的快速發展。

氧化鋯制品

1.向具有節能環保型的新耐火材料產業發展

耐火材料是鋼鐵行業的重要輔助材料之一，在全國鋼鐵行業有著相對廣泛的應用。據有關數據表明，我國年消耗耐火材料約1000萬t左右，用后的廢棄耐火材料也已然達到400萬t左右，廢棄耐火材料的比例占耐火材料總消耗量的40%。假如能使廢棄耐火材料循環利用得到較高品位的再生原料，運用再生原料以及優化其結合劑和添加劑，不但能夠生產優質的不定形耐火材料，也能生產出優質的定形耐火材料，還可大幅度降低耐火材料的制備成本；不僅節約了國家的礦物資源和能源，而且減少了環境污染，能有效降低產品成本，推動鋼鐵行業整體發展，經濟與社會效益顯著。

所以，新耐火材料企業需要進一步全方位的提高生產裝備水平，逐漸向清潔型、低碳型、環保型方向發展，加大力度提高廢棄耐火材料的回收利用率，研發廢棄耐火材料的綜合利用技術，大力發展循環經濟。

2.向具有國際競爭力的新耐火材料產業發展

競爭力是各行各業歷來重視的問題，也是企業賴以生存的根本。利用可循環經濟的工業裝備技術，依托重服務、重質量、重技術、重研發的生產理念，建立企業自身在競爭上的銅墻鐵壁；屹立在國內，放眼全世界，謀求在整個國際中，取得更大的突破性進展。

3.向具有綜合技術水平的新耐火材料產業

具有綜合技術水平的新耐火材料產業，不僅指生產出的耐火材料產品具備質量好、環保、低碳、長壽等優點，同時也指耐火材料產品在使用過程中根據使用企業的需求從而改變使用企業的整個使用環境及節約成本等優點。綜合技術水平的領先程度，包含了新耐火材料產品、生產設備、研發創新、技術工藝等一整套工藝流程，以及監督管理人員等，這些因素綜合評估的結果決定了新耐火材料產業的綜合技術水平。

另外，耐火材料整包服務企業還必須對使用企業要擁有一定的耐火材料新產品開發和質量改進的主動權，才可以根據使用企業高溫設備不同部位對耐火材料使用環節的差異化，依托企業自身的技術優勢及先進的產品，對不同部位用耐火材料進行精細化的優化配置，充分發揮耐火材料的使用潛力，提高耐火材料使用壽命，降低使用企業對耐火材料的消耗。耐火材料整包服務模式具有典型的責任服務和專業的服務跟蹤；耐火材料整包服務未來將成為所有高溫工業普遍應用的一種先進的主流模式。

因此耐火材料企業未來發展新方向，必然是朝著新耐火材料產業，具有企業典型代表性的先進的，技術水平、產品水平、工藝水平、服務水平等一體化的綜合水平方向發展。

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責任編輯：殷鵬飛

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