耐火材料基础知识.ppt

1 无机非金属材料 传统无机非金属材料陶瓷水泥玻璃耐火材料陶瓷搪瓷Ceramics磨料碳材料其他 新型无机非金属材料压电材料磁性材料导体陶瓷激光材料光导纤维超硬材料高温结构陶瓷生物陶瓷 人造骨等 光电转换材料 2 3 火 甲骨文的 火 酷似燃烧的火焰 是十分典型的象形文字 经由金文的过度 小篆字形的 火 仅保留了火焰的抽象本意 汉字中 凡用 火 构建的文字 大都与火及火的使用有关 4 光 光 会意字 甲骨文的 光 由上 火 下 人 构成 就像人举火把以照明 金文的 光 字 把头上的火略微简化 又增两点 表示光芒 小篆的 光 字承接金文 下部人性演变为 儿 楷书缘此写为 光 光 字本意光明 光亮 后引申为 光彩 荣誉 等 5 炭 炭 会意字 说文 释为 炭 烧木余也 即木材在不完全燃烧后生成的木炭 金文的 炭 字 上部类 厂 的部分为烧炭窑的外形 内里 少 表 木余 其下 灭 表炭火熄灭 小篆的 炭 字 上为 山 中为 厂 下为 火 此为 煤炭 之意 楷体的 炭 字 与小篆相比 厂 略有变化 6 灰 灰 会意字 金文的 灰 字 上为 叉 下为 火 表示用手从火堆中取出来的灰烬 小篆在演变过程中 省却了手 又 中的小点 说文 释为 灰 死火余烬也 又 手也 火即灭可以执持 楷体发生讹变 省略 手 写作 灰 意为 灭 后残留一撇 即余烬也 7 炙 炙 会意字 古文字的 炙 中 上 肉 下 火 意为烤肉 说文 释为 炙 炮肉也 从肉在火上 由此并逐渐引申为一般意义上的烧和烤 如 炙手可热 脍炙人口 等 8 炎 炎 字 会意字 甲 金 篆 楷中的 炎 字均为两火叠加 火焰 高冲 表示大火燃烧时火光冲天 炎 字本意大火 后引申为 燃烧 灼热 发烧 等意 如 书 胤征 火炎昆冈 玉石俱焚 水浒传 赤日炎炎似火烧 还有仅代表感染后发生 炎症 9 灾 灾 会意字 以火起室中表示灾难的降临 灭火刻不容缓 固 火速 十万火急 等均用来表示事情已至非常紧迫之程度 正字通 火部 语 灾 害火也 凡五行沴水害物者皆曰灾 又祸也 灾 已泛指人们遭受的自然祸害和苦难 10 约公元前6000年 西亚地区 今伊拉克 伊朗 叙利亚和土耳其周边地区 人类发现被火烧烤后的泥土变的致密 水不易渗入 还发现像粘土这样有较高粘度的泥巴可以做成任何大小的炉膛 然后该地域的人们学会用粘土成型各种器皿 当时粘土做成的重要的器皿是经烧后定形的水罐 耐火泥土的发现 11 公元前4500年左右 西亚周边的一些国家开始出现了水罐等各种容器 这就是最初的陶瓷 露天烧制的这些器皿在希腊成为 Kreamos 这就是今天Creamics 陶瓷 一词的起源 12 1914年 W A L Schaefer在美国芝加哥建立了名叫PliableFire brickCompany的公司来生产期新开发的耐火材料和推广其应用技术 该公司的最初产品是用来修补锅炉炉壁的耐火可塑料 后来该公司更名为Plibrico 派力固 公司 随着人们对这种可塑料优良性能的认识 它的应用范围也越来越广 派力固公司也相应地曾加了产量 后来派力固公司发展到在全球十多个国家都有其分公司的跨国企业 1932年 水泥粉料状的耐火浇注料产生 此外 气硬性的耐火可塑料也出现 这是现代不定形耐火材料的先驱 13 什么是耐火材料 早期科教书定义 耐火度不低于1580 的无机非金属材料 ASTMC71 01定义 能够在大于1000 F 538 环境中满足一定使用要求的非金属材料 可作热工设备的内衬结构材料 也可作某些高温装置的部件和功能性材料 这类材料的主要组成物为高温氧化物 非氧化物 碳素材料和金属材料 ISO836 2001和GB T18930 2002定义 物理和化学性质适宜于高温环境下使用的非金属材料 但不排除某些产品可含有一定量的金属材料 14 Refractory 耐火材料 高温材料 Refractory词义 难控制的 不听管教的 任性的如 averyrefractorychild难驾驭的人 物 指疾病等 难治的难熔的 耐热的高温材料 耐火材料 防火材料Hightemp material Refractory Fireproof fireresistant 15 耐火材料与其他材料的主要不同点在于耐材要在高温下承受热 化学和机械因素的破坏作用 耐材因而必须具备特定的使用性能能保证耐用性 安全性和功能性 尽可能减少热损失和热物流损失 温度高达1750 16 高炉出铁 铁水温度 1400 1500 17 耐火材料 满足采用工艺制造其他材料用的结构和功能材料 钢铁水泥有色金属玻璃陶瓷石油化工产品 18 耐火材料的用途 做结构材料 各种工业炉 热工设备的衬体 砖砌衬 整体衬 作功能材料 透气元件 滑板 连铸 三大件 钙质钢水过滤器 导电料等作高温部件 高温陶瓷阀门 耐磨件 锚固件 缸套 保护套管 换热元件等作修补材料 喷补料 涂抹料 热态自流修补料 接缝料 压入料等作保温材料 耐火纤维毡 毯等 轻质砖 轻质浇注料 喷涂料等 19 鞍钢260吨铁水包 工作衬整体浇铸 酒钢150吨砖砌钢包 20 21 22 连铸用功能耐火材料 外装侵入式水口 内装侵入式水口 23 24 转炉热喷补 喷补料 聚磷酸盐结合的镁质 镁钙质干式喷补料 25 全纤维炉衬 26 耐火材料在各工业的消耗比例 27 耐火材料与日常生活的相关性 耐火材料被誉为高温工业的 支撑工业和先行工业 耐火材料与人类的生活息息相关 据统计 在欧盟国家 平均来说 一辆小汽车约消耗10kg耐火材料 一架飞机约消耗1 1吨耐火材料 在我国 按吨钢耗耐火材料计 一辆小汽车要消耗15 20kg耐火材料 可见 天上飞的 地上立的和跑的无不与耐火材料相关 28 中国耐火材料产业的优势 原料优势 铝矾土矿 菱镁矿得天独厚 合成原料齐全 产业优势 厂家多 分布广 品种全 劳力廉 市场优势 用户工业多 消耗多 人才优势 每年毕业本科生600名左右 研究生100人左右 29 中国耐火材料工业蓬勃发展 主要是我国的资源优势 劳动力优势和经济建设强劲内需拉动所致 如 西部开发 振兴东北老工业基地 西气东输 中部崛起 南水北调 汽车工业 高速公路 铁路 房地产等 30 耐火材料工业在国民经济中的重要性 耐材是高温工业的基础材料 与高温工业有着相互依存 互为促进 共同发展的关系 除满足用户工业正常消耗外 还为实现用户工业的节能环保 低碳化等技术进步发挥重要作用 无论是传统的冶金 建材 石化 火电等行业 还是新兴的环保 新能源 航空航天 电子等行业 都离不开耐材 其技术进步直接关系到这些领域的技术进步和行业发展 1 作为基础材料 为高温工业的正常运行提供保障2 为高温工业的技术进步提供支撑 为低碳经济的发展提供保障3 对全球的高温工业和低碳经济有重要影响 31 中国钢产量的增长 32 中国耐火材料行业概况 2010年统计 耐火材料产量 2800万吨规模以上耐材企业数 2000家分布 除西藏以外的各个省 区 从业人员数 40万人销售额 1700亿元人民币 33 中国耐火材料的生产及销售 近十年来 是我国耐火材料工业发展速度最快的阶段 在钢铁 有色 水泥和玻璃等高温工业高速发展的强力拉动下 耐火原料及制品产量稳步增长 满足了国内高温工业生产发展的需要 中国已成为世界耐火材料的生产和出口最大国 据国家统计局统计 2002 2011年耐火原料及制品产量及增长情况见下图 34 2009 2011年全国耐火材料产量统计 表中 数据为同比变化百分率 35 耐火制品 2011年 全国耐材产量2949 69万吨 同比增长5 04 其中致密定形耐火制品1765 22万吨 同比增长3 90 保温隔热耐火制品67 34万吨 同比增长4 57 不定形耐火制品1117 13万吨 同比增长6 93 36 2011年耐材行业生产运行情况 国内耐材企业通过自身发展和联合重组等方式扩大企业规模 逐步形成了一批具有较强竞争力的大型耐材企业 2011年国内前15名耐材企业销售收入情况见下图 37 2011年耐材行业生产运行情况 我国耐火制品出口量稳定增长 2008年出口量突破200万吨 达210万吨 2009年受国际金融危机影响 出口量145万吨 2010年出口量179万吨 同比增长23 87 2011年出口量195 38万吨 同比增长8 98 38 中国耐火材料工业在世界的地位 2011年全世界耐火材料产量为4300万吨 其中中国的耐火材料产量占全球的69 欧洲占10 美国占4 印度占3 日本占2 拉丁美洲占2 其它占10 据欧洲耐火材料制造者联合会 PRE 的统计 按耐火材料销售额排名 2011年的世界前10家企业中 欧洲占了5家 RHI 奥镁 Vesuvlus 威苏威 Calder 凯得力 Salnt Gobaln 圣戈班 和Morgan 英国摩根 其它地区的5家 Magneslta 巴西镁业公司 Shinagawa 日本品川 Krosaki llartma 黑崎播磨 PoscoChcmtcch 浦项炉材 和Chosun 韩国耐火 39 存在的问题 耐火材料的比消耗高高性能 长寿命产品少质量稳定性欠佳附加值低能耗高 烧成的能耗比国外的先进水平高出1倍 某些原料的短缺 价格上涨 如高铝矾土 环保 公害问题 40 耐火材料比消耗 耐火材料 kg 41 炼钢工业耐火材料比消耗 42 发达国家耐火材料行业特点 困难和挑战增加 市场萎缩 开拓市场转向中国等发展中国家业务面宽 跨国业务增多 为用户提供方案而非仅仅产品的意识强研发投入高 与大学合作密切而长久 研发项目系统而深入富有特色 研发创新能力和实力强人才意识强环保 资源保护意识强 注重工人健康和安全研发和应用研究注重模拟实际质量意识强 重视过程控制装备水平高 自动化水平高 43 我国耐材行业存在的问题 44 耐火材料工业面临的挑战 1 用户工业由于科技进步 如钢铁工业直接还原铁技术 淘汰平炉 减少