工業用耐火建筑材料的應用

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1前言

上世紀70年代時，國際經濟兩次受到石油危機造成嚴重的損失。隨著石油價格的不斷攀升，建筑材料成本也在逐漸的增加，為了減少成本造成的壓力，各國科研人員開始著重研發新型窯爐，帶動了高溫技術的重大改革，推動了建筑耐火材料的更新換代。將用油和氣為燃料的水泥窯改造成以煤和廢棄的熱能原料為燃料進行加工，同時為了減少熱損耗，開始大力推廣預分解水泥生產技術。該技術的應用大大降低了熱損耗，同時使生產能力大幅度提高，但是這種技術也存在一定的缺陷，對燒成條件的要求越來越嚴格。水泥預分解窯還以廢棄的輪胎、橡膠、塑料和一些低品位高碳物質等作為燃料，雖然使資源損耗和水泥生產成本有所降低，但是這些燃料具有較多的揮發性的物質，從而造成了窯壁結皮，影響水泥窯的正常運轉，對耐火材料造成了極大的損害。在進行玻璃熔制時，隨著加工工藝的不斷改善，浮法玻璃熔窯內的高溫物理化學反應更加的強烈，對窯內的耐火材料使用條件提出了苛刻的要求。

2建筑材料中耐火材料的發展過程

我國在改革開始后，大量的引進了現代化的水泥、玻璃和陶瓷加工的生產技術，經過不斷的學習和經驗積累，具有類似屬性的生產線大量出現。但是這些窯爐所使用的耐火材料始終都是依賴于進口。為了打破這一局面，從1981年開始，我國以中國建筑材料科學研究院等單位為主要研究部門，投入大量的資金用于新興耐火材料的研發。在多次試驗下，我國制造出了鎂鉻磚和尖晶石磚等材料用于水泥窯高溫帶的結合和多種耐火澆注料。直到上世紀90年代，我國完成了用于水泥窯、浮法玻璃窯和陶瓷的耐火材料研究，研發了熔鑄錯剛玉磚的氧化熔融工藝，隨后又要發出了熔鑄a一p氧化鋁和熔鑄p一氧化鋁磚。我國開始將大量的冶金系統耐火材料投入到建材市場中。在國家政策的大力扶持下，大量的耐火材料企業如雨后春筍般出現，推動了我國耐火材料的發展，拉近了與發達國家間的差距。在過去的幾年中，雖然我國工業用耐火建筑材料的技術水平得到了發展，但是能耗依然高于高達國家，我國經濟遭到了能源問題的考驗，為此，我國政府已經制定了一系列的產業政策，這一政策為我國工業用耐火建筑材料的發展提供了機會與挑戰。在未來階段下，工業用耐火建筑材料的發展需要滿足兩個要求，第一就是耐火材料產品結構需要滿足節能要求;第二就是在耐火材料生成中，要盡可能的減低能耗。

3耐火材料技術進步的特點

3．1高純化

耐火材料在提取技術不斷進步的影響下，開始向著高純化的方向發展。例如鎂砂的提取，通過熱選、浮選和海水提取等方式再配以鈣硅比調整技術，從而形成具有高耐火性和高純度的鎂砂。高純度的耐火原料為制造高性能的耐火材料提供了物質基礎。

3．2不定形耐火材料

在一些發達國家中，在耐火材料總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應才能展現出特殊性能。例如，低水泥澆注料可以通過原料的組成成分、粒度和外加劑等進行控制。

3．3自動化

在進行耐火材料生產中例如原料配比、燒成過程和成品檢驗等一些勞動強度大、工作環境差的工序，可以借助計算機控制技術來完成。計算機控制技術有著高精確度和速度快的特點，能夠保證設備高產優質安全運行。

3．4復合化

復合化就是將一種耐火材料中添加另外的耐火材料，以此來研究出新的材料，如水泥可以與硅莫磚、鎂鋯磚結合研發出新的材料，目前，已經產生了多種復合材料。一般情況下，復合性的耐火材料需要遵循幾個原則，即耐高溫性能、穩定性，并且在制造和使用溫度下，各類不同的材料可以彼此共存，且侵蝕產物應該受到保護，如果無法控制這一問題，就要保證有害產物要在可控范圍內，且在生產和使用過程中，嚴禁出現危險性和有害性物質。

4耐火材料技術的展望

4．1計算機輔助測試和分析技術

在信息技術不斷進步的情況下，計算機技術得到了快速的發展。在耐火材料的研究過程中計算機的測試和分析技術發揮了重要的作用，對耐火材料的發展造成了極大的影響。例如，在計算機中可以對耐火材料的熱力學進行演算，從而判斷其物理化學反應的情況;通過電子圖像技術對耐火材料中各種物質的含量、分布、性能和使用周期進行分析，為耐火材料技術的不斷改善提供數據保障。

4．2計算機輔助工藝優化技術

通過上述從中可以看出計算機能夠對以前無法進行運算的技術進行演算驗證，在新型耐火材料的研發中提供技術保證。例如，利用計算機軟件系統可以進行虛擬實驗設計，從而從多元化和全方位的角度去分析實驗，通過對工程數學、系統科學等多種學科的借助，通過計算機輔助設計出更加優化的加工工藝，使耐火材料從定性分析向著定量分析的升級。通過數字化技術進行材料工藝的研究能夠實現新興的以環保為前提的工藝技術。

4．3計算機集成現代制造技術

今后現代制造業必然會向著計算機集成制造的方向發展。所謂的計算機集成制造技術就是通過有效的方法將每一個獨立的信息單元進行組合，將設計、制造和市場等信息進行統一的結合，從而建立一套有關數據的共享體系，通過計算機集成制造技術實現利益的最大化。

5結語

我國是世界上最大的耐火建筑材料生產國與消耗國，我國一直在積極研究新型工業用耐火建筑材料，在世界對低碳經濟的關注下，我國工業用耐火材料必須要加強創新，不斷調整現有的產品結果。實現耐火材料產業化發展，提升行業集中度，提升材料的使用效率，促進我國工業用耐火建筑材料的發展。

作者:楊博文 單位:湖南省長沙市周南中學

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