...下游行业回暖为耐火材料行业提供了较好的发展机遇

张明

[摘 要]色金属工业的跨越式发展固然基于其基础规模的扩大，但引进和国内创造的新技术、新工艺、新设备亦是非常关键的。有色金属冶炼的主要设备就是有色金属冶炼炉窑，研究有色金属冶炼工业技术进步对耐火材料品种、质量的需求应该是耐火材料行业为有色金属冶炼炉窑延长寿命、提高产量主要的任务。基于此，本文主要对耐火材料在有色金属冶炼炉窑上的应用进行分析探讨。

[关键词]耐火材料；有色金属；冶炼炉窑；应用

中图分类号：TQ175 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）35-0001-01

1 前言

我国一些耐火材料企业生产规模大，技术装备先进，产品质量高，其产品在有色企业中被广泛使用，我国耐火材料企业的水甲相差很大，大量耐火材料企业生产规模小，技术装备落后，产品质量差，使我国整体耐火材料企业的水平比较低，这一点在有色金属企业使用的耐火材料中表现得尤为明显。

2 耐火材料在有色金属冶炼炉窑上的应用

2.1 镁铝铬锆复合尖晶石砖

在镁铝铬复合尖晶石砖的基础之上，添加适量氧化锆，充分利用氧化锆优良特性改善材料的耐高温、耐腐蚀、以及抗氧化还原气氛的影响。镁铝铬锆复合尖晶石砖由合成镁铝铬尖晶石、合成镁铝尖晶石为主要原料，缓解了我国铬矿资源贫乏的矛盾，直接降低了生产企业的成本。镁铝锆铬复合尖晶石砖在株冶集团锌挥发窑上应用，寿命达到8个月以上，具有优良的耐腐蚀、抗冲刷性能。

2.2 铜冶炼炉用喷补料

瑞泰科技与云铜共同开发了一种镁质喷补料，用于有色金属熔炼炉衬大面积或局部蚀损部位进行喷涂、修补，其原料组成包括电熔镁砂、预合成镁铬尖晶石砂、镁橄榄石等，采用无机复合结合剂保证施工时间及快速凝固减少回弹量。该种喷补料通过在云铜使用，可延缓冶炼炉的损毁期，提高整体炉衬寿命，降低工人劳动强度，保证生产的连续性，提高有色冶炼生产效益。

2.3 改性电熔再结合镁铬砖

为提高风口区镁铬砖的抗热剥落与结构剥落性，减轻铁硅渣与锍对其渗透与侵蚀，在适当提高镁铬砖中的Cr2O3含量的基础上，采用高档用预合成料，镁铬砖内化学成分、尖晶石分布比较均匀。通过复合添加Al2O3与ZrO2微粉，增加砖内尖晶石含量，降低气孔率，提高直接结合程度与砖的高温强度，从而提高砖的抗铁硅渣与锍的渗透及抗冲刷侵蚀能力。改性电熔再结合镁铬砖在云铜转炉风口区应用，获得了良好的使用效果，达到200多炉次以上的使用寿命。

2.4 功能型胶泥

耐火泥浆在钢铁、建材、有色、石化等大型窑炉的砌筑中，发挥着重要作用，其使用量约占砌筑总量的3%～5%。目前，在耐材接缝处使用的火泥，仍是损毁的薄弱环节。不同程度的脱落、渗透、侵蚀和抽签往往都是从泥口开始，继而延伸、扩展，导致炉衬加速损毁，影响其使用寿命。

传统的耐火泥浆常温及中温强度较低，不利于冷态转窑及升温，且不适合用于冶炼温度偏低且侵蚀性较强的有色冶炼行业，国内研究添加稀土会提高其高温使用性能，但过高的成本转嫁到用户身上使用户无法接受，很难普及，瑞泰科技根据用户需要开发了施工及使用性能好，适用范围广且性价比高的功能型高温胶泥。功能型高温胶泥的研发及使用，可替代镁铬火泥，是新一代环境友好型耐火胶泥。

传统火泥现场施工时根据需要量和搅拌设备的搅拌能力，按耐火粉料与预混添加剂的设计比例配料，干混一定时间后，一次性加入适量调和剂，搅拌成具有合适稠度的浆料后使用。但由于施工现场管理问题，很难保证耐火泥浆的均质性。因此，为保证功能型高温胶泥的质量，功能型高温胶泥将耐火粉料与预混的添加剂混合后用防潮袋定量密封包装，胶液采用桶装与粉料袋装1：1配套，到施工现场后一次性加入适量的胶液，搅拌成具有合适稠度的浆料后使用，既保证了材料性能，又保证了质量，方便用户使用。功能型高温胶泥在有色炼铅还原炉上与镁铝锆砖配套使用，寿命达8-9个月，与砖同步。

2.5 无铬复合尖晶石砖

无铬复合尖晶石砖的研发技术是通过加入与熔体能形成高熔点物或高粘滞性物的组元到耐火材料中，以堵塞渗透通道，使耐火材料气孔微细化等技术可以抑制熔体的渗透，提高抗侵蚀性、抗热震性。TiO2、ZrO2是一种弱酸性氧化物，抵抗酸性或中性熔渣侵蚀的效果显著，MgO对碱性熔渣具有很高的抵抗能力，而MgO·Al2O3具有良好的抗侵蚀性，三者复合的镁铝锆砖、镁铝钛砖能够抵抗碱度变动大的有色冶炼熔渣。有色窑炉熔渣的主要成分属铁硅渣系，在研究和剖析了FeO-SiO2渣对镁铬砖系耐火材料的侵蚀机理的基础上，开展对含锆、含钛无铬碱性耐火材料进行研究，研制开发了价廉、质优、适合有色金属工业用的新型镁铝锆砖和镁铝钛无铬碱性复合尖晶石砖。其中镁铝锆砖已经应用于济源金利侧吹富氧炼铅炉。

3 有色金属用耐火材料发展的建议

3.1 不定形耐火材料

不定形耐火材料包括耐火浇注料、耐火可塑料、耐火捣打料等，在有色冶金炉窑使用较多，如氢氧化铝焙烧的流态化炽烧炉，使用不定形耐火材料己达50%～70%，而炉型与之相似的锌精矿流态化焙烧炉，则基本上采用砖砌筑，很少使用不定形耐火材料。应当将氢氧化铝焙烧的流态化焙烧炉使用不定形耐火材料的经验，尽快移植到锌精矿流态化焙烧炉上来，以缩短锌精矿流态化焙烧炉的筑炉时间，降低筑炉成本。

在有色冶金炉窑上采用不定形耐火材料有很大的发展余地，如铅鼓风炉炉缸底部、铜阳极炉炉底、一些电炉炉顶、锡反射炉炉底等部位，均可以使用不定形耐火材料，使用不定形耐火材料，不仅省时、省钱，还可以加强炉体部位整体性，提高炉寿命。澳斯麦特炉、氧气底吹熔炼炉等向炉内熔体喷吹空气物料的炉子，与炼钢电炉有其相似之处，炼钢电炉基本是用不定形耐火材料筑成，有色冶金的这些炉子也应该可以使用不定形耐火材料，耐火材料企业应该与设计单位和生产企业共同研究此问题。

3.2 材质

有色金属用耐火材料，尤其是重金属冶炼炉窑用耐火材料，以碱性耐火材料为主。我国有丰富的镁矿资源，高质量镁砂是高质量碱性耐火材料的基礎。多年来，镁砂生产没有受到足够的重视，相当多的低质镁砂廉价出口，被外商处理后，制成优质耐火材料出售，获取高额利润。低质镁砂也是我国碱性耐火材料质量不高的重要原因。因此，提高镁砂质量，即减少镁砂杂质（SiO2、CaO、FeO等）是提高碱性耐火材料的关键；同样，应提高对高铝砖、硅砖，粘土砖原料的质量，使各种耐火材料都有优质的原料。我国有丰富的锆英石资源，应充分利用氧化锆的耐高温、耐腐蚀、抗冲刷的优良性能，开展对含锆耐火材料进行研究，以期开发出价廉、质优、适合有色金属工业用的新型含锆耐火材料。

3.3 耐火材料生产管理

目前，虽然我国耐火材料生产厂众多，但多数为规模小、技术水平低，设备落后的企业，它们占据了大量资源，对耐火材料工业的发展非常不利。应该通过市场竞争机制，淘汰一大批技术落后的耐火材料厂，采用耐火材料行业准入管理是当务之急。应该在加大技术改造及创新投入、加快淘汰落后产能、鼓励行业兼并重组、完善产业发展政策、充分发挥行业协会作用等方面制定切实可行的措施，使耐火材料工业的生产走上健康发展的道路。

4 结语

目前，虽然我国耐火材料生产厂商众多，但多数为规模小、技术水平低、设备落后的企业，它们占据了大量资源，对耐火材料工业的发展非常不利。应该在加大技术改造及创新投入、加快淘汰落后产能、鼓励行业兼并重组、完善产业发展政策、充分发挥行业协会作用等方面制定切实可行的措施，使耐火材料工业的生产走上健康发展道路。

参考文献

[1] 萧治彭.我国有色金属工业耐火材料的现状与展望[J].有色设备，2003.

[2] 李红霞.耐火材料手册[M].北京：冶金工业出版社，2007.endprint