第三届国际耐火材料技术与发展培训班(设计集摘要)

1、The Third International Workshop onTechnology and Development of Refractories第三届国际耐火材料技术与发展培训班（论文集摘要）Luoyang Institute of Refractories Research洛阳耐火材料研究院Technical Development and Trend ofRefractories for Iron and Steel Industry in China中国钢铁工业用耐火材料的技术进步与走向王金相 王守业 张永芳 周宁生洛阳耐火材料研究院本文对中国耐火材料自二十世纪初以来的发展历程

2、作了 简要回顾。主要对二十世纪八十年代以来中国钢铁工业用耐 火材料的新进展举要进行了介绍，包括优质合成耐火原料， 炼铁系统用和炼钢系统用优质高效耐火材料新产品和新技术 以及这些新产品和新技术应用后取得的绩效等。对当前和今 后中国钢铁工业用耐火材料的发展走势和主攻方向也作了介 绍。Bonding Modes and Development in BondingSystemof Monolithic Refractories不定形耐火材料的结合方式及其发展周宁生 李再耕 张三华 毕振勇洛阳耐火材料研究院不定形耐火材料的结合系统与其性能密切相关，因而许多 研究开发工作放在结合系统的改进和创新上。本文

3、按结合机 理的不同，将不定形耐火材料的结合方式划分为六种，即水 合结合，化学结合，缩聚结合，陶瓷结合，粘附结合和凝聚 结合，对它们一一作了介绍，涉及它们的定义，结合机理， 典型结合剂，特性和应用等。对选用不定形耐火材料的结合 剂应考虑的因素作了建议。概述了以耐火浇注料为主的不定 形耐火材料结合系统的演变及其与不定形耐火材料的施工性 能，施工方法和使用性能的相关性。Refractory Raw Materials in China中国耐火材料用原料阮波洛阳耐火材料研究院本文向读者介绍了具有中国特色的主要耐火材料原料， 包括：镁砂、矾土、石墨、刚玉类、硅线石类、球粘土等。 介绍了这些原料的资源分布

4、、开发历程、技术原理、技术要 点和生产销售情况，使读者可以清楚地了解中国相关耐火原 料的特点，有助于这些原料的出口贸易及其配套生产技术的 出口。Synthetic Raw Materials for Refractories in China中国的合成耐火原料石 干 岳卫东洛阳耐火材料研究本文简述了中国合成耐火原料的种类、生产工艺、理化 性能、应用状况等，并介绍了某些新型合成原料的情况。近十几年来，合成耐火原料发展迅猛，质量和品种增 加，产量也在大幅度提高。合成原料对增加耐火材料品种、 提高耐火材料寿命、降低耐火材料消耗、促进冶金等高温工 业技术进步起到了重大作用。立足于我国丰富的耐火资源条

5、件，发展自己的原料品种是我国合成原料的特点。其典型的 品种有亚白刚玉、矾土基尖晶石、莫来石、镁白云石等。由 于其生产价格低，这类合成原料迅速推广应用，成为合成原 料的主体。近年来，研究开发了一些新的合成原料，如锆酸钙、锆 刚玉莫来石、赛龙等，这类原料主要用于制造连铸功能耐火 材料。Monolithic Refractories in Casting Houseof Blast Furnace高炉炉前用不定形耐火材料王战民 何 霞 周宁生 王守业洛阳耐火材料研究院本文作者在多年从事高炉出铁沟耐火材料研究和开发的基础上， 根据世界以及中国炼铁高炉发展的最新技术，总结了 50 年代以来中国 高炉出铁

6、沟用耐火材料的进展历程，分析了高炉出铁沟的使用条件，讨 论了对所用不定形耐火材料的理化性能要求以及施工、高炉操作和环保 对材料的要求，总结出影响出铁沟使用性能和寿命的内在因素和外在因 素。根据现行中国高炉的具体情况，文章归纳了世界通用的高炉出铁 沟七大施工方法并对每一方法进行了分析。另外，还指出了我国现行的 评价高炉出铁沟用不定形耐火材料的实验室评价方法，比较了实验方法 的优劣和条件。在上述工作的基础上，文章重点就最新所研究开发的高炉出铁沟 用不定形耐火材料，如：免烘烤捣打料、振动浇注料、自流浇注料、热 态喷补料等，讨论了所用原料、性能以及应用结果等。针对振动浇注 料，还研究了不同类型的碳源、

7、防氧化剂、发泡剂等对浇注料性能的影 响。研究和应用结果表明，所研究的不同类型的多种不定形耐火材料能 适合中国大小不同高炉出铁沟的需要，并取得良好的应用结果。针对这 种情况，指出了高炉出铁沟用不定形耐火材料今后的发展方向，目前湿 式喷射施工技术、可泵送施工自流浇注料、修补用热态喷补料的应用以 及有关渣侵蚀机理的研究等，为我国乃至世界出铁沟用耐火材料的发展 趋势。Development and Application of Monolithics for UHP-EAF 超高功率电炉用不定形耐火材料的开发及应用 赵振武 王战民 李 玲 马明明 洛阳耐火材料研究院近年来，中国超高功率电炉炼钢新技术得

8、到了迅速发 展，开发超高功率电炉用不定形耐火材料很有必要。本文介 绍了电炉顶三角区浇注料及预制件、渣线半干喷补料及炉底 用干式捣打料。影响电炉炉顶寿命的因素包括操作因素及结构因素，炉 顶耐火材料的损毁途径有化学侵蚀及剥落，所开发的超高功 率电炉三角区用耐火浇注料着重改进了耐侵蚀性和抗剥落 性，使用寿命良好。炉顶预制件安装和使用方便。渣线半干喷补料对于延长渣线寿命效果明显。本文讨论 了原料、颗粒分布、结合剂及添加物对材料性能的影响，所 开发的半干喷补料使用效果良好。炉底用干式捣打料易于施工及修补，耐火材料单耗低。 本文讨论了干式捣打料的烧结性能、高温力学性能及杂质对 材料性能的影响。Progre

9、ss of Refractories for Ladle Liningswith Changes of Service ConditionsAnnexing Challenges and Opportunities of RefractoryIndustryin Changing Steel Industry钢包耐火材料内衬的使用条件与耐火材料的发展- 兼论耐火材料工业在炼钢工业调整中的挑战与机遇林育炼洛阳耐火材料研究院全面阐述了钢包在炉外精练中的作用、耐火材料使用条 件的变化和钢包内衬耐火材料的进展。简述了耐火材料工业 在钢铁工业调整中的挑战与机遇。Progress and Applicat

10、ion of Purging Plugs forSecondary Refining透气砖的发展及在炉外精炼中的应用王会先洛阳耐火材料研究院透气砖是炉外精炼必不可少的功能元件。随着炉外精炼 技术的发展及对透气砖要求的提高，透气砖的生产技术、原 料材质及供气方式都经历了一系列的变化，向着高材质高寿 命的方向发展。本文简述了这一变化过程，介绍了各种类型 的透气砖以及透气砖的损坏机理和正确的使用维护方法。透气砖在炉外精炼中的主要功能是搅拌钢液、加速反 应，均匀成份和温度，使钢液净化。早年使用的弥散型透气 砖由于已被致密砖体的透气砖所取代，目前广泛使用的透气 砖是狭缝型。洛耐院研制的狭缝型透气砖强度较

11、高，高温性 能好，供气可调范围大，使用寿命高，达到和超过进口透气 砖的水平，是炉外精炼理想的供气元件。Development of Functional Refractories forthe Steel Continuous Casting连铸用功能耐火材料的发展李红霞洛阳耐火材料研究院当今世界钢产量的 80%采用连铸技术生产。浸入式水 口、长水口和塞棒是连铸生产用关键功能材料，它们性能的 好坏直接影响着连铸生产效率和钢坯质量，同时也关系到一 些新的冶炼及连铸工艺能否实现。本文对影响浸入式水口、 长水口和塞棒使用寿命的各种主要因素进行了分析，结合浇 铸钢种、浇铸条件及保护渣的种类，对上述耐火

12、材料的材质 选择、结构设计等方面进行了论述，并针对目前冶炼新工艺 及发展高效连铸需要，阐述了浸入式水口、长水口及塞棒的 发展趋势。开发具有性能优良、多功能、长寿命的浸入式水 口、长水口和塞棒是今后满足高效连铸及洁净钢生产的主要 研究方向，指出了根据不同钢种、浇铸时间和冶炼条件为达 到最佳使用性能和延长寿命，耐火材料不同部位材质选择和 结构设计的依据。Refractories for Glass Tank Furnaces玻璃窑用耐火材料刘解华 张永芳洛阳耐火材料研究院本文主要叙述了玻璃窑工业发展与耐火材料进步的紧密关系 . 回顾 了二十世纪三十年代玻璃窑工作衬主要以电熔氧化铝为主 , 当时玻璃

13、窑 池的熔化温度不到 1450C ,熔化率不到1 ton/m .d,玻璃窑炉役寿命 不到一年。到了五十年代开发生产成功了电熔Al 2Q-ZrO2-SiO2（AZS）砖,使上述各项指标均有很大提高 . 随后由于氧化法替代还原法生产电熔 AZS砖技术的发展，以及系列配套品种的扩展如 AZS33, AZS36, AZS41, 电熔AZSC以及电熔a,伕Al 2Q和俟Al 2O等配套产品的相继研制成功,使 上述指标有了进一步的提高 . 到了九十年代 , 玻璃窑的熔化温度达 1600C,熔化率达4 ton/m 2 d,炉役寿命达8-10年.本文以较大篇幅叙述了国内玻璃窑用耐火材料的发展 . 指出近二十

14、年来, 中国玻璃工业与耐火材料工业以自己开发为主 , 注意引进国外先进 技术和设备，成功地开发了优质硅砖，电熔AZS系列产品以及a , 0AI 2Q, 伕AI2Q和碱性格子砖，使我国玻璃窑用的高档产品在质量，数量和品种 上都有了长足的进步 , 基本能满足国内玻璃工业发展的需要 , 使玻璃窑炉 熔化率达3 ton/m 2d,炉役寿命达5年.耐火材料的进步主要体现原料 纯度的提高和生产工艺的改进 , 如电熔产品从还原法生产到氧化法生产 使电熔AZS砖抗玻璃液侵蚀性能得到提高，使生产的玻璃质量得到很大 改善. 国内自己研制开发的优质硅砖完全能满足大碹隔热后的使用要求 , 使用寿命达 7-9 年. 在

15、蓄热室格子砖用碱性系列产品如直接结合镁 - 铬 砖, 再结合镁砖 , 镁铝尖晶石砖 , 镁橄榄石砖以及镁 - 锆砖等方面也取 得了较好的使用效果 .同时指出我国玻璃工业用耐火材料从总体上与国外先进水平还有一 定差距，尤其TV玻璃窑用熔铸砖仍靠进口解决，有些厂生产的电熔AZS 砖玻璃相较高 , (C+Z) 共晶体较少 , 因此其抗玻璃液侵蚀性能较进口产 品差一些 .本文还叙述了玻璃窑采用全氧燃烧代替空气燃烧后大碹硅砖将被尖 晶石砖或B -Al 2Q砖所取代.对蓄热室格子砖用碱性材料以及废砖再利 用也提出了建议.同时对国外在熔铸AZS砖表面采用铂涂层以提高抗玻 璃液侵蚀性能和提高使用寿命方面也作了

16、介绍 .Development of High Chrome Refractories forCoal Slurry Gasifiers in China中国水煤浆加压气化炉用高铬耐火材料的发展齐晓青洛阳耐火材料研究院传统的煤气化方法已远不能满足经济和环保方面日益严格的要求。先进的煤气化技术具备以下特点：较高的气化压力；碳转化率高；热能 的综合利用；污染物排放量少；运行时间长；操作弹性大。水煤浆加压 气化技术集中了这些特点，在提高能源利用率，满足环保的要求和大大 增加经济效益方面都达到了工业化成熟阶段。我国将大力发展该技术， 以使生产更多的化工原料，满足农业对化肥的巨大需求。而水煤浆加压 气化

17、的关键设备之一气化炉，其能否长期正常运行，需要解决的关 键问题是气化炉内衬所用耐火材料的品种和性能。水煤浆加压气化炉是 将煤中有机物气化成有用的气体，而煤中灰份在高温、高压下形成流动 性很强的酸性熔渣。这种煤熔渣对气化炉耐火衬里的侵蚀和冲刷极为严 重，传统的耐火材料难以满足气化炉的使用条件。本文综述了我国水煤 浆加压气化炉用高铬耐火材料的理论基础，发展状况和使用性能。在高 温高压煤气化环境中，煤气组份和煤灰熔渣的作用，使得煤气化炉只能 采用高铬含量的耐火材料。洛阳耐火材料研究院研制生产的 LIRR- HK90 高铬砖，其使用性能和寿命达到目前世界先进水平。Development and Imp

18、rovements of Refractoriesfor Residual Oil Gasifiers油气化炉用耐火材料的发展张周明 吴爱军 柴俊兰洛阳耐火材料研究院本文介绍了国内引进的德士古（ TEXACO ）渣油气化 炉、谢尔（ SHELL ）渣油气化炉和法型赫尔蒂轻油气化炉等气化炉用耐火材料的开发使用情况。在引进技术的初期，炉 子所用耐火材料全部依赖进口，且使用寿命难以达到国外先 进水平。在国内耐火材料科技工作者和用户的共同努力下， 通过对炉衬结构的改进和优化设计，使国产耐火材料完全取 代了进口材料，使用水平也达到了国外的先进水平。我院开 发的 GGZ-99 高纯刚玉砖在德士古和谢尔 3

19、0 万吨合成氨渣油 气化炉上使用寿命均达二年以上，在法型赫尔蒂轻油气化炉 上使用寿命已达八年以上。Properties and Applications of Nitride-bondedSilicon Carbide Refractories氮化物结合碳化硅耐火材料的性能和应用程 竹 赵俊国 张治平洛阳耐火材料研究院本文综合生产工艺、结构和性能三方面的特点对各种碳 化硅基耐火材料进行分类，侧重介绍氮化物（指Si 3N4、Si2N2O和Sialon ）结合碳化硅耐火材料的生产、性能、应用 及相关知识。采用反应烧结法生产氮化物结合碳化硅耐火材料。碳化 硅颗粒和硅粉制成的坯体在氮气气氛下烧成，主要

20、反应为 3Si+2N2=SiaN4,反应生成的SiaN4将碳化硅颗粒结合起来。在有SiO2、 Al 2O3 等加入物的情况下，它们可固溶入Si3N4 生成SizNbO或 Sialon 结合相。用 XRD 图示出了各种氮化物结合碳化硅耐火材料的矿物 组成。用SEM照片示出了它们的显微结构。列表示出了各类碳化硅基耐火材料的典型理化指标。叙 述了氮化物结合碳化硅耐火材料的各种性能指标（强度、蠕 变性、导热性、抗热震性、抗氧化性、抗侵蚀性和耐磨性） 的测试方法和测试结果，说明了这类材料的性能特点。最后叙述了氮化物结合碳化硅耐火材料在高炉、陶瓷 窑、铝电解槽和流化床锅炉上的应用。说明了和传统耐火材 料相

21、比它们的优势。Study on Sialon-bonded Corundum MaterialSialon 结合刚玉材料的研究王文武 赵俊国 吴学真 张治平 程竹 刘国华洛阳耐火材料研究院Sialon 结合刚玉是很有发展前途的新一代高炉陶瓷杯用及 Corex 融 熔还原炉用优质耐火材料。 Sialon 结合刚玉材料的烧结主要有两种方 法：一种为直接烧结法，另一种为反应烧结法。前者是以高龄土或矾土 为原料进行碳热还原氮化合成B -Sialo n,然后与不同粒度的刚玉骨料混 合、成型后，在氮气、氩气或埋碳条件下无压烧结而成。这种方法存在 两次烧结、采用 MgO 或 Y2O3 作为烧结助剂的缺点。后

22、者采用金属硅 粉、a-Al2O3原料、氮化铝粉、刚玉等作为原料，在氮气中采用合理的 烧成制度一次烧结而成。本文采用第二种烧结方法，主要研究不同 Z 值 Sialon 结合刚玉的性 能。研究结果表明：(1) Sialon结合刚玉试样基质中，六方柱状B -Sialon相相互交叉生长， 形成连续三维网络将刚玉颗粒紧紧包裹在一起，使试样具有高的强度。当Z3时，随着Z值增加，B-Sialon晶粒增大，而Z值为4时，卜 Sialon 晶粒大小却有所下降。( 2) Sialon 结合刚玉试样常温抗折强度随着 Z 值增大而呈递增趋势； 当 Z3 时，试样高温抗折强度随着 Z 值的增大而显著增加，而当 Z 值

23、为 4 时，高温抗折强度有所下降；同一 Z 值试样高温抗折强度均明显高 于其常温抗折强度。(3) 不同 Z 值 Sialon 结合刚玉试样热震后强度基本保持不变，表现出 良好的抗热震性。(4) Sialon结合刚玉抗熔碱侵蚀能力随Z值增大而依次减弱。(5) 高炉渣侵蚀实验结果表明， Z2 试样抗渣蚀性能最好。试样抗渣侵 蚀能力随着Z值增大而呈减弱趋势。Determination of Thermal Propertiesby Hot Wire Techniques耐火材料热导率、热扩散率及热容的测试张亚静洛阳耐火材料研究院本文介绍了一种测试耐火材料导热系数、热扩散率、热 容(比热)的方法平行热

24、线法。该方法是测量距埋设在 两个试块间线热源规定距离和规定位置上的温度升高所进行 的一种动态测量法。试样组件在炉内加热至规定温度，并在 此温度下保温，再用沿试样长度方向埋设的热线进行局部加 热，热线载有已知恒定功率的电流。热电偶安放在离热线规 定的位置，且平行于热线。从接通加热电流的瞬间开始，热 电偶便开始测量温升随时间的变化，通过温升与时间的函数 可以测试试样的导热系数和热扩散率，在已知待测试样体密 的条件下，就可以求出热容。应用自开发研制的平行热线导热仪，对隔热砖、致密高 铝砖、刚玉砖、浇注料等几种非导电材料进行了分析和研 究，得到了其温度和热导率、温度和热容、温度和热扩散率 的关系，运用

25、先进的测试技术，采用对热丝进行保护，完成 了对导电耐火材料 ZrO2 砖的测试，通过对含碳材料的埋碳处 理等技术，提出了一种含碳导电耐火材料进行导热系数、热 扩散率、热容（比热）的测试方法。并成功地对铝碳砖，碳 砖， SiC 制品等进行了测试。Introduction of Some Refractory DeterminationApparatus at Elevated Temperature简介耐火材料高温检测设备王桂梅 谭丽华洛阳耐火材料研究院耐火材料高温性能，诸如：荷软性能、蠕变性能、高温抗折性能、 热膨胀性能、导热性、抗渣性和抗热震性等等是衡量耐火材料好与坏的 重要标志。耐火材料高温性能检测设备则是测试这些性能必不可少的手 段。其对耐火材料的研究与开发、产品质量控