工业用耐火建筑材料的应用

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1前言

上世纪70年代时，国际经济两次受到石油危机造成严重的损失。随着石油价格的不断攀升，建筑材料成本也在逐渐的增加，为了减少成本造成的压力，各国科研人员开始着重研发新型窑炉，带动了高温技术的重大改革，推动了建筑耐火材料的更新换代。将用油和气为燃料的水泥窑改造成以煤和废弃的热能原料为燃料进行加工，同时为了减少热损耗，开始大力推广预分解水泥生产技术。该技术的应用大大降低了热损耗，同时使生产能力大幅度提高，但是这种技术也存在一定的缺陷，对烧成条件的要求越来越严格。水泥预分解窑还以废弃的轮胎、橡胶、塑料和一些低品位高碳物质等作为燃料，虽然使资源损耗和水泥生产成本有所降低，但是这些燃料具有较多的挥发性的物质，从而造成了窑壁结皮，影响水泥窑的正常运转，对耐火材料造成了极大的损害。在进行玻璃熔制时，随着加工工艺的不断改善，浮法玻璃熔窑内的高温物理化学反应更加的强烈，对窑内的耐火材料使用条件提出了苛刻的要求。

2建筑材料中耐火材料的发展过程

我国在改革开始后，大量的引进了现代化的水泥、玻璃和陶瓷加工的生产技术，经过不断的学习和经验积累，具有类似属性的生产线大量出现。但是这些窑炉所使用的耐火材料始终都是依赖于进口。为了打破这一局面，从1981年开始，我国以中国建筑材料科学研究院等单位为主要研究部门，投入大量的资金用于新兴耐火材料的研发。在多次试验下，我国制造出了镁铬砖和尖晶石砖等材料用于水泥窑高温带的结合和多种耐火浇注料。直到上世纪90年代，我国完成了用于水泥窑、浮法玻璃窑和陶瓷的耐火材料研究，研发了熔铸错刚玉砖的氧化熔融工艺，随后又要发出了熔铸a一p氧化铝和熔铸p一氧化铝砖。我国开始将大量的冶金系统耐火材料投入到建材市场中。在国家政策的大力扶持下，大量的耐火材料企业如雨后春笋般出现，推动了我国耐火材料的发展，拉近了与发达国家间的差距。在过去的几年中，虽然我国工业用耐火建筑材料的技术水平得到了发展，但是能耗依然高于高达国家，我国经济遭到了能源问题的考验，为此，我国政府已经制定了一系列的产业政策，这一政策为我国工业用耐火建筑材料的发展提供了机会与挑战。在未来阶段下，工业用耐火建筑材料的发展需要满足两个要求，第一就是耐火材料产品结构需要满足节能要求;第二就是在耐火材料生成中，要尽可能的减低能耗。

3耐火材料技术进步的特点

3．1高纯化

耐火材料在提取技术不断进步的影响下，开始向着高纯化的方向发展。例如镁砂的提取，通过热选、浮选和海水提取等方式再配以钙硅比调整技术，从而形成具有高耐火性和高纯度的镁砂。高纯度的耐火原料为制造高性能的耐火材料提供了物质基础。

3．2不定形耐火材料

在一些发达国家中，在耐火材料总量中有一半是不定形耐火材料。不定形耐火材料在一定程度上都需要控制界面反应才能展现出特殊性能。例如，低水泥浇注料可以通过原料的组成成分、粒度和外加剂等进行控制。

3．3自动化

在进行耐火材料生产中例如原料配比、烧成过程和成品检验等一些劳动强度大、工作环境差的工序，可以借助计算机控制技术来完成。计算机控制技术有着高精确度和速度快的特点，能够保证设备高产优质安全运行。

3．4复合化

复合化就是将一种耐火材料中添加另外的耐火材料，以此来研究出新的材料，如水泥可以与硅莫砖、镁锆砖结合研发出新的材料，目前，已经产生了多种复合材料。一般情况下，复合性的耐火材料需要遵循几个原则，即耐高温性能、稳定性，并且在制造和使用温度下，各类不同的材料可以彼此共存，且侵蚀产物应该受到保护，如果无法控制这一问题，就要保证有害产物要在可控范围内，且在生产和使用过程中，严禁出现危险性和有害性物质。

4耐火材料技术的展望

4．1计算机辅助测试和分析技术

在信息技术不断进步的情况下，计算机技术得到了快速的发展。在耐火材料的研究过程中计算机的测试和分析技术发挥了重要的作用，对耐火材料的发展造成了极大的影响。例如，在计算机中可以对耐火材料的热力学进行演算，从而判断其物理化学反应的情况;通过电子图像技术对耐火材料中各种物质的含量、分布、性能和使用周期进行分析，为耐火材料技术的不断改善提供数据保障。

4．2计算机辅助工艺优化技术

通过上述从中可以看出计算机能够对以前无法进行运算的技术进行演算验证，在新型耐火材料的研发中提供技术保证。例如，利用计算机软件系统可以进行虚拟实验设计，从而从多元化和全方位的角度去分析实验，通过对工程数学、系统科学等多种学科的借助，通过计算机辅助设计出更加优化的加工工艺，使耐火材料从定性分析向着定量分析的升级。通过数字化技术进行材料工艺的研究能够实现新兴的以环保为前提的工艺技术。

4．3计算机集成现代制造技术

今后现代制造业必然会向着计算机集成制造的方向发展。所谓的计算机集成制造技术就是通过有效的方法将每一个独立的信息单元进行组合，将设计、制造和市场等信息进行统一的结合，从而建立一套有关数据的共享体系，通过计算机集成制造技术实现利益的最大化。

5结语

我国是世界上最大的耐火建筑材料生产国与消耗国，我国一直在积极研究新型工业用耐火建筑材料，在世界对低碳经济的关注下，我国工业用耐火材料必须要加强创新，不断调整现有的产品结果。实现耐火材料产业化发展，提升行业集中度，提升材料的使用效率，促进我国工业用耐火建筑材料的发展。

作者:杨博文 单位:湖南省长沙市周南中学

参考文献:

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［4］顾华志，汪厚植，洪彦若，张文杰，孙加林，欧阳军华．H2C2O4和CO2复合表面处理镁钙砂及其浇注料的性能［J］．耐火材料，2011(03)．