21世纪新型焦炉用节能环保耐火材料可行性方案研究报告

1、21世纪新型焦炉用节能环保耐火材料工程可行性研究报告工程摘要1.1工程的意义和必要性随着钢铁工业的进步，焦炭生产和加工行业的开展也很迅速，随 着焦炉炉型的大型化、环保化和国家减排工作的要求，国外的生产加 工企业也日益增多，焦炉的台数也大幅度增加。然而，高炉炼铁炼钢 技术却面临着优质炼焦煤短缺、环境保护日益严格、钢铁工业对冶金 焦的数量和质量的严格要求等问题，面临这样的紧迫形势，务必要加 快促进开发新的技术，研发新的产品来适应这种开展需要。预制件是根据热工设备结构特点，由专业施工人员在预制车间将 不定形耐火材料经浇注、成型、养护、烘烤和热处理后预先制成一定 规格尺寸形状，并直接投入使用的耐火材料

2、构件。 构件运到施工现场 可直接进行安装使用，可实现机械吊装，省时省力，砌筑速度快，短 时甚至无需烘烤即可使用，大大缩短施工周期，提高窑炉的作业率。 预制件具有强度适中、施工方便，外型尺寸准确等特点，广泛应用于 电炉顶、高炉出铁沟、加热炉顶梁、窑控门拱顶、燃油装置的烧咀等 复杂部位，比拟难施工等工矿条件下的专用形状的耐火材料。预制件 分为粘土质、高铝质、刚玉质、莫来石质、碳化硅质等材质。也可根 据使用部位的重要性来决定使用的材质。 本工程建成后所生产的产品 主要为焦炉窑门用负压成型预制件，并兼可生产其他各种型号的预制件产品随着我国能源环保可持续性开展战略的实施以及国家对环境的 保护及节能的日益

3、重视，实现焦炭产业的可持续开展已经关系到资 源、环境与经济开展以及关系到国家能源战略和能源平安问题。根据?省中长期科学和技术开展规划纲要?中提到的“坚持节能优先，降低能耗指导思想，开发高效节能的技术研究。我公司研制的大型焦 炉用环保节能复合陶瓷制品，可以解决由于耐火材料使用损耗积碳 和磨损导致焦炉寿命短以及各种烟气排放造成污染严重等问题，所以，本工程产品必将在环保和经济领域发挥巨大潜能， 是新型环保型 焦炉用耐火材料的开展方向，该工程的实施将是新型环保焦炉实现节 能、长寿的重大突破，对我国炼焦行业及所用耐火材料的技术进步和 开展具有深远的现实意义。节能减排是全面贯彻落实科学开展观、促进经济又好

4、又快开展的 根本要求。我国当前面临着经济社会快速开展和人口增长与资源环境 约束的突出矛盾。节能减排就是要从源头预防污染产生，最有效地减 少资源消耗，减少废弃物的排放，从而真正解决当代中国的开展困境。 经济开展要走低消耗、低排放、高效益、高产出的新型工业化道路， 努力实现经济开展和保护环境“双赢的目标的开展理念已经逐步被 人们所认同。随着我国能源环保可持续性开展战略的实施，实现焦炭 产业的可持续开展已经关系到资源、 环境与经济开展以及关系到国家 能源战略和能源平安问题。因此，国外兴旺国家的环保型大型焦炉必 定是我们国家焦炉开展的方向，作为环保型大型焦炉用炉门预制件将 来在国必将有广阔的市场。1.

5、2工程实施研究课题设置1. 大型节能环保焦炉挂釉炉门砖的研制2. 高导热硅砖的研制1.3工程实施的创新点和关键核心技术、先进性工程产品的创新点1利用计算机模拟计算制品粒度组成，得到更加合理的颗粒 级配，更致密的制品。2通过对材料基质、浇注全组分流变特性的分析研究，确定 适宜的原料种类及添加率。3研究原料ZETAI位及浇注PH直围，选取最正确分散性环境。4研究在制品外表釉料配方，选取与制品结构性能相近釉料。5通过掺杂添加物增加硅质耐火材料导热性能。5研究制品在大型焦炉使用中节能环保性能。工程产品关键核心技术1制品源材料的选择，通过对大型焦炉运行环境的研究，定 制特定的源材料组合方式。2材料结构研

6、究，通过计算机模拟计算，临界粒度确定，使工程制品在气孔率、体积密度等性能优于传统产品。3制品一次烧成挂釉技术，通过制品半成品上釉，釉料与制品同时一次烧成，结合性能好，釉面平整光滑。4在不影响传统硅砖制品的性能前提下， 提高制品导热性能。工程产品的先进性1釉料组合方式，釉料具有耐磨度高，抗渗透侵蚀性能优异。2通过计算机模拟及基质研究，制品结构致密，强度极高。3釉料与坯体一次烧成，复合好，具有相互穿插结构。4釉面均匀，开裂度低。5提咼焦炉硅砖导热系数，可以降低焦炉炭化室厚度，提咼 焦炉热效率。1.4工程实施总体目标1. 申报创造专利3-4项；其中挂釉硅砖1项，挂釉炉门砖1-2项， 高导热硅砖1项；

7、2. 经专家鉴定，产品性能到达国国际先进水平；3. 发表工程相关文章2-3篇；1.5工程经费预算与资金筹措该工程研发总投资3000万元，截止目前已投入560万元，工程后 续实施需新增投资2440万元，其中，单位自筹1440万元，申请专项资 金1000万元。1.6拟承当单位中钢集团耐火材料概况中钢集团耐火材料简称中钢耐火，是中国中钢集团公司所属 的生产企业，中国耐火材料行业协会的会长单位，是国规模最大、品 种最全的国有耐火材料生产厂家；是入选中国520家重点企业的唯一耐火材料企业；是国家统计局最新排定的中国大型企业之一。中钢耐火现占地面积111.49万平方米，拥有总资产10多亿元。 设有11个机

8、关部室、3个专业部门、7个生产分厂、6个辅助单位；拥 有正式职工3467人，其中各类专业技术人员和技术工人2000多人。中钢耐火在国耐火材料行业中占有明显的技术优势，公司设有新产品研发技术中心，拥有各类专业技术人员近 500人。公司走产学研 相结合的新产品开发捷径，与北京科技大学、中南大学、东北大学、 科技大学、建筑科技大学、科技大学等院校建立了密切的科技合作关 系，形成雄厚的新产品、新技术研发能力，每年开发的新产品、新技 术达20多项，已有90多项新产品、新技术获国家及省部级科技进步奖 和优秀新产品奖，工程前期研究进展情况良好。2工程实施的必要性和意义2.1工程实施的必要性工程的实施符合国家

9、可持续开展政策省拥有丰富的硅石原料，也是国焦炉用耐火材料主要产地，市是 省焦炉用耐火材料生产大市，但却不是焦炉用耐火材料生产的强市， 焦炉用耐火产品主要为普通硅砖， 属于劳动密集型产业；生产普通硅 砖技术含量低、需要人力多、消耗资源多、环境污染大、附加值低， 近年来，私营小企业如雨后春笋，企业之间恶性竞争，使普通硅砖市 场混乱，资源开采浪费严重，环境污染加剧，不符合国家可持续开展 政策。该工程产品属于新型环保耐火材料， 产品技术含量高，采用纳米 技术，产品生产低污染、低能耗、消耗矿质资源少，产品附加值高； 该工程产品的研发成功，对市其他焦炉耐火材料厂家转型提供引导作 用，提高市焦炉耐火材料在省

10、乃至国外影响力，符合国家政策。工程的实施有助于我国炼焦行业的开展、打破国际垄断?省中长期科学与技术开展规划纲要? 中提出“扶持一批创新型 企业，实施一批重大科技工程，在假设干重要领域研发掌握一批核心技 术和产品，拥有一批自主知识产权， 造就一批国外有竞争力的企 业,我国是世界上最大的产焦国，11年焦炭产量为3.86亿吨，全球产 量约为5.8亿吨，目前在日本新日铁化学株式会社的焦炉炉门、煤气 上升管、装入钵和装入钵炉盖全部采用了减压成型预制件，目前我们每年供给新日化的焦炉用预制件产值约为 40万美元，约占新日化焦炉 预制件总量的1/4，其它那么有日本国的黑崎窑业和特殊炉材供给。从 现在市场的开展

11、情况看，新型环保大型焦炉用减压成型挂釉预制件市 场广阔，2021年 2021年曾经先后有中钢、俄罗斯马钢、美钢联和奥 钢联等兴旺国家钢铁企业向我公司咨询该产品的生产及供给情况。该工程产品的成功研发并得到推广，不但有助于我国炼焦行业的 开展，还能为国家节约大量外汇；产品打入国际市场之后，可以为国 家创汇纳税。工程实施容符合?到2021年中国冶金科学和技术开展指南?，系 ?省中长期科学与技术开展规划纲要?的重点支持方向该工程实施容符合?到2021年中国冶金科学和技术开展指南? 中 提出的“大力开展长寿、功能化、节能、绿色型耐火材料 的耐火材 料政策。?市中长期科学与技术开展规划纲要? 中第四章中“

12、工业高新技 术及产业化中提到的“根据国外材料设计与先进制备技术向 高强度、 长寿命、多功能、低能耗 的开展趋势，加强名优玻璃材料、 新型耐 火材料、有机化工原料、功能高分子材料和精细化工材料的开发； “坚持可持续开展的理念，应对能源资源短缺、环境承载力限制等严 峻挑战，以替代、节约、修复、再利用和循环等特点和功能为方向 第五章第一节实施重大科技工程中提到“在新材料开发上有自己的科 技优势、产业优势和资源优势，因此，以 高强度、长寿命、多功能、 低本钱、低能耗为方向，重点围绕新型功能性耐火材料 ，均鼓励 支持新型耐火材料的研发。该工程的实施符合国家节能减排产业政策， 契合市情，符合市科技需求重点

13、方向，将对大型节能环保焦炉运行提供根本保障，对乃至省焦炉用耐火材料健康、稳定、和谐、快速开展起到切实的推动作用。 2.2工程实施的现实意义221工程实施将是我国焦炉节能环保的重大突破随着我国能源环保可持续性开展战略的实施， 实现焦炭产业的可 持续开展已经关系到资源、环境与经济开展以及国家能源战略和能源 平安的问题。因此，国外兴旺国家的环保型大型焦炉必定是我们国家 焦炉开展的方向，作为环保型大型焦炉用炉门预制件将来在国必将有 广阔的市场。目前国外在焦炉炉门以及烟道上升管以及桥管和加煤孔和配 套炉盖普遍使用的是粘土砖、保温砖以及堇青石砖砌体和耐热耐磨的 特种合金钢板砖套和炉盖，这种砖砌体和耐热耐磨

14、的特种合金钢 板在使用中普遍存在几方面的缺点：1. 保温效果差，热量损失严重；2. 水份和酸性气体和碳素以及焦油侵蚀强，使用寿命短一般为1 2年，耐火材料损耗严重，费用高；3. 整体性差，密封不严，极度污染空气；4. 后期维保劳动强度大，需要人员多，人工费用极高。5. 砌体尺寸厚，占有焦炉工作空间大，空间利用率低。6. 干熘能率成焦率一般，燃料浪费严重。因此，各相关领域都在积极探索延长焦炉寿命的方法，长寿、高 产、环保大型焦炉将成为世界焦炉开展的方向。为了适应焦炉的开展需要，我公司针对焦炉的关键部位，开发大型焦炉用环保节能复合陶 瓷制品，解决焦炉易结碳、易侵蚀损耗和需保温的难题。由于该产品具有

15、寿命长、强度高、保温性好、耐磨性强、热线膨 胀率低、热震稳定性和抗渗透侵蚀优异等特性，焦炉密封性和成焦率 以及碳化室利用率大幅度提高，主要表现在：1. 没有焦炭烟尘的排放，没有焦油从整体预制件炉门砖处渗出，解决了一直以来的冒烟、冒尘和漏煤气问题，延长炉门框架使用寿命。 由于密封效果良好，可使炼焦中废物污染物充分再回收利用，借以降低本钱，提高效益，减少污染。2. 减少维护和修理整体降低炉门厚度150m 1700mm机侧和焦 侧整体节约300mm-350mm在增大碳化室空间提高炼焦利用率的根底 上，温度还低2030C,对炉温度起到很好保温节能效果。而在焦炉炭化室普通硅砖，热导率仅达1.8wm/k,

16、通过开发利用高 导热硅砖，热导率高达2.4wm/k以上，采取类似现有焦炉的燃烧结构。 高效生产采取导热性好的薄壁结构由100mr厚改为70mm，可以有 效提高焦炉热效率，保证预热煤的快速干馏。因此，工程的实施，将是我国焦炉节能减排工作的一次重大突破， 彻底打破大型节能型新焦炉炉门预制件只能依靠进口，炭化室只能使用普通硅砖的局面。222工程实施对保护环境、节能降耗具有极其重要的现实意义该工程的实施，解决了人力、投入本钱、环保、制约焦炉开展的 技术瓶颈问题等困难。对我国钢铁冶炼行业一焦炭加工业用耐火材料 的技术进步和开展起到了积极的促进作用。 极大改善了生产作业环境砌筑非常简便，到达了可快速更换，

17、维护时清扫结碳方便、简洁， 省力省时，不仅燃料的使用量可以大幅度减少，而且由于保温效果 好，缩短了干熘时间，成焦率的提升，支持了低质焦煤替代优质焦煤 炼焦技术的开展。经济效益和社会效益显著，环保节能效果突出。工程实施对省硅质耐火材料科技转型具有指导作用根据?省中长期科学与技术开展规划纲要?指导思想中提到的“贯 彻落实自主创新，重点跨越，支撑开展，弓I领未来科技工作指导 方针。“开展科技创新活动，突出重点，加强引导，协同集成，依靠 科技进步和创新，大力开展高新技术产业和新兴产业， 加快产业结构 调整与升级，努力促进经济开展方式的转变，为经济社会实现全面、 协调、可持续开展提供强大科技支撑。该工程

18、产品的研制成功并得到推广， 将引领市、省周边乃至全国 硅质耐材技术革新，从低端技术、低附加值产品结构调整为高技术含 量，高附加值产品开展，为省耐材开展转型起到引领带头作用。2.3市场需求分析 国市场需求规模和产品开展前景、在国市场的竞争优势和占有率根据目前的焦炉来计算，一座68门焦炉，进煤侧炉门和出焦侧炉 门共需78块负压成型预制砖，每块预制砖重350450公斤左右，一 座焦炉需焦炉炉门砖约367吨，目前每吨售价15000元左右，每座新建 焦炉炉门砖销售收入约550万元。据不完全统计，目前国拥有6m焦炉130座, 7n和7.63m焦炉4座左 右；国际拥有6m焦炉280座, 7m和7.63m焦炉

19、40座左右。按照上述估算，如果市场开拓顺利，预计市场份额应该在50-60亿左右。同时焦炉在使用过程中根据运转周期需要不断的进行更换， 仅该 种产品市场空间相对来看还是比拟大的。 工程实施以后，同时可生产 一种系列的各种高档不定型预制件产品， 从整体来看，市场开展空间 相当可观。该耐火预制件生产工艺目前在国尚属空白，它的扩建将为我公司占领和扩大国钢铁企业透气砖、座砖、大型无碳钢包预制砖、电路顶 盖、中包挡渣堰冲击板、铁沟撇渣器、风口预制砖和炼钢精炼用高档 预制件提供有力的保障，同时也能进一步带动其它不定型产品的市 场。所以，加快大型节能环保焦炉用挂釉耐火材料及使用技术开发， 并及时投放市场，由于

20、我们研发产品在性能、价格、售后诸方面在国 市场具有明显优势，可很快占有市场，极具竞争力。工程开发的高导热硅砖，应用于焦炉炭化室部位，相对于普通硅 砖而言，导热率可提高30%以上，缩短了蓄热、放热时间，是未来新 型焦炉开展方向。232国际市场状况及该产品未来增长趋势、在国际市场的竞争能力、 产品替代进口或出口可能性该工程所开发的产品性能优越，是大型节能环保焦炉材料的一次 飞越；该产品属于高效、低污染、节能型耐火材料产品；在世界兴旺工业国家，其工业革命起步较早，他们的冶金钢铁工 业已开展成一个成熟而庞大的产业，每年不但生产出大量高品质多品 种的钢铁产品，同时也消耗着大量的耐火材料。由于生产耐火材料

21、的 原料是不可再生产资源，经过长期开采使用，其储量越来越少。在有 些国家那么接近枯竭。另外由于耐火材料的生产属劳动密集型生产方 式，在劳动力越来越昂贵的许多兴旺国家几乎不再生产，而转向开展中国家购置。目前我们的焦炉改造新建的大型节能环保焦炉工程 和有询价意向的有巴西、韩国、美国、日本、印尼等，由于该工程所 开发的产品具有性能优越，价格低廉，属于原始创新技术，拥有自主 的知识产权，具有很好的市场竞争力和增长性。凭借我公司硅质产品在国际市场的影响力， 工程完成后可迅速推 向国际市场，实现规模出口。233市场风险分析及对策随着我国炼焦工业的迅速开展和环保要求， 土法炼焦被取缔，大 型焦炉纷纷上马，国

22、焦炉由4.3米开展为6米，现正朝7.6米方向开展。 一座焦炉的硅砖需求由4000吨朝着1万吨、1.6万吨开展。国焦炉用耐 火材料市场前景非常看好，预计在未来的5年每年有230万吨左右的焦 炉用耐火材料需求。在西方一些兴旺国家通过开发先进的节能环保焦炉技术，可以将焦炉的排放废烟废气量降低，同时提高焦炉运行效率，节能、减排、 降耗、提效将是未来几十年焦炉开展主要方向。因此，大力开展大型 节能环保焦炉技术的研究，这对用户来说具有十分重要的现实和长远 意义。国外企业对环保意识较强，对焦炉环保设施投入较多，工程产 品属于节能、环保型产品，符合国外企业的需求。随着目前运行焦炉到达使用年限，新建焦炉工程必定

23、采用近年来 新工艺新技术耐火材料，在未来的10-15年，大型节能环保焦炉耐火 材料需求量都呈上升趋势，所以，本工程开发产品不存在市场风险。 3国外技术现状与现有工作根底3.1国技术现状目前国无该工程产品。3.2国外技术现状目前国外只有日本黑崎窑业生产同类产品， 其技术指标与我公司前期工作研制样快指标比照方下:我公司产品与日本黑琦公司产品性能比拟项目黑琦公司产品我公司前期产品SQ%3535-37化学成分Al 2Q %6056-57MgO%2.53.6耐压强度(MPa4554-65热线膨胀率%iooor0.55从上表可以看出，我公司研制的大型节能环保焦炉炉门砖的性能 指标比日本黑琦公司产品性能更为

24、优异，其中硅含量高，耐压强度高, 热线膨胀率低，该产品经检测，各项性能指标都到达国际领先水平， 处于国际领先水平。已在宝山钢铁公司、日本新日本制铁株式会社等 企业批量使用。工程研发的高导热硅砖在前期有日本煤炭综合利用中心会同钢 铁联盟进行了前期研制，但是效果不理想，研制进程受阻而搁浅。3.3工程现有工作根底与产学研合作情况331中钢集团耐火材料根本情况中钢集团耐火材料简称中钢耐火，是中国中钢集团公司所属 的生产企业，中国耐火材料行业协会的会长单位，是国规模最大、品 种最全的国有耐火材料生产厂家；是入选中国 520家重点企业的唯一 耐火材料企业；是国家统计局最新排定的中国大型企业之一；省高新技术

25、企业。中钢耐火现占地面积111.49万平方米，拥有总资产10多亿元。设 有11个机关部室、3个专业部门、7个生产分厂、6个辅助单位；拥有 正式职工3467人，其中各类专业技术人员和技术工人 2000多人。中钢耐火在国耐火材料行业中占有明显的技术优势，公司设有新产品研发技术中心，拥有各类专业技术人员近 500人。公司走产学研 相结合的新产品开发捷径，与北京科技大学、中南大学、东北大学、 科技大学、建筑科技大学、科技大学等院校建立了密切的科技合作关 系，形成雄厚的新产品、新技术研发能力，每年开发的新产品、新技 术达20多项，已有90多项新产品、新技术获国家及省部级科技进步奖 和优秀新产品奖。中钢耐

26、火拥有各种科研及生产设备4000多台套，其中有从日 本、意大利引进的自动压砖机，有中国最长的 202.5米烧成隧道窑， 有从德国引进的世界上控制系统最先进、容积最大的176立方米全自动梭式窑，有从日本、德国引进的各种先进科研检测设备。中钢耐火主要为冶金、建材、有色、电力、机械、轻工、石化等 行业生产各种硅质、镁质、高铝质、镁钙、氧化物及非氧化物定型、 不定型耐火材料，产品有10大系列、126个标准、350个牌号、4万多 个型号，每年配套生产各种耐火材料22万吨、陶瓷辊棒50多万支，是 中国耐火材料行业品种最全、配套能力最强的企业。中钢耐火硅砖获国家耐材质量最高奖-银质奖，一直处于国际领 先水平

27、，年出口量全国第一。现研发并生产的氧化物及非氧化物高新复合陶瓷耐火材料，已大量用于国外铝工业和钢铁工业 332从事研究开发的人员力量、设备条件、产业根底、资金投入、部管理等情况为确保中钢耐火公司在产品研发上的领先地位， 公司成立有技术 委员会，主任由总经理薄钧担任，畐I主任由公司副总经理担任，成员 是各单位技术负责人。技术委员会负责对技术研究开发方向、重大技 术问题进行咨询评估；负责审议公司中长期科技开展规划、 年度重大 科技方案和对重大工程进行评估，为公司的稳步开展提供了可靠的保 证。根据国家产业化开展政策，行业开展方向以及公司自身的实际情 况，又专门组建了几个专业组，来强力推进创新工作的顺

28、利开展和实 施。“十一五期间，中钢耐火公司不断加强技术创新体系建设，提 高技术创新能力，进一步完善了科研开发、生产检测的硬件设备，为 研发、生产提供切实的技术保障；加强知识产权的申报及管理；继续 走产学研相结合的道路，利用高校优越的资源，为公司培养人才并进 行科研工程的合作开发等等，取得了较大的成绩：(1) 为保障科研开发工作的顺利实施， 公司不断加大科技投入， 为公司科技创新提供资金支持。每年提取不低于3%勺销售收入作为科 研开发及新产品市场推广经费的来源，此经费由公司资产财务部设立 专有账户，进行专项管理，确保资金的合理使用。(2) 根据公司开展规划、市场需求以及耐火材料开展方向，研究开发

29、技术含量高、附加值高、市场前景好的新产品 43项，其产值率 平均到达23.2%,为公司的可持续开展奠定了坚实的根底。3实现重大科技成果转化及产业化工程13项，其销售收入达 到总销售收入的70%以上。其中，“燃气隔焰高温氮化新工艺制备高性 能非氧化物耐火制品，经专家鉴定，该工程技术水平到达国际领先。 已经在宝钢、武钢、阿赛络等国外大型冶金企业的高炉冷却壁、高炉 本体及中国铝业、美国铝业、海德鲁铝业等铝电解槽等领域广泛应用， 并获得了非常好的使用效果和好评。为中钢耐火公司创造了显著的经 济效益与社会效益，为实现国家所倡导的节能降耗做出了较大奉献。4在全球信息化飞速开展的今天，专利已不单单是鼓励创新

30、的手段，还是企业产业市场竞争的有效工具。 只有以了解市场需求为 前提，以大量的专利数量为根底，以全面的专利战略为核心，将企业 的自主创新行为导入“正轨，才能够使“创新力真正转化为企业 的“竞争力。2007年以来，为了鼓励广阔职工和科技人员创造创造 的积极性，促进公司的技术创新，保护公司的自主知识产权，举办了 多期知识产权培训班，使技术人员对知识产权保护有了较全面的了 解，认识到技术创新如能及时取得专利权， 企业和创造人就拥有了专 利实施的专有权和利益分派的独占权，从而形成一种有利于企业技术 创新的良性循环。同时，为了进一步规专利管理工作，制定了专利管 理方法，对专利的申报及授权都给予相应的奖励

31、， 这极大地调动了广 大科技人员申报专利的积极性，经过四年的努力，公司的专利申请和 授权发生了质的飞跃，目前已拥有授权专利11项，并实现了专利转化公司技术中心是省级企业技术中心，具有完善的实验设备和检测 手段，主要检测设备包括具有国际先进水平的荧光测定仪、激光衍射粒径分析仪在的全套耐火材料试验设备， 试验手段先进；科研力量雄 厚，拥有多名耐火材料专业的博士、硕士、高级工程师、工程师等专 门从事研究开发工作，为研发、生产提供切实的技术保障。333炼焦耐火材料相关技术获得的成就或奖励1BG-96玻璃窑硅砖国家银质奖；2优质焦炉硅砖89年省厅科技进步一等奖；89年省科技进步二等奖；89年部科技进步三

32、等奖；89年省优秀产品奖；3优质硅砖的研制与生产技术的开发90年省厅科技进步一等奖；4大型浮法玻璃窑碹顶、L吊墙用方石英高纯硅砖91年省优秀产品一等奖；92年省厅科技进步一等奖;93年市科技进步三等奖；5优质硅砖的研制和生产技术开发92年国家科技进步三等奖；92年建材局科技进步二等奖；90年省优秀产品二等奖；6DPG-9低膨胀硅砖93年部科技进步四等奖；93年部科技进步四等奖；93年市科技进步三等奖；93年省厅科技进步二等奖；7焦炉、热风炉用低剩余石英硅砖97年省厅科技进步一等奖；97年市科技进步二等奖；97年省科技进步三等奖；8高纯致密优质硅砖99年省厅科技进步一等奖；99年省科技进步三等奖

33、；99年市科技进步二等奖;9大型焦炉用优质硅砖2004年市科技进步二等奖；10热风炉用低蠕变六方硅质格子砖省科技厅鉴定，达国际先进水平；11超大型优质硅砖的研制与应用省科技厅鉴定，达国际先进水平；2021年市科技进步二等奖；12窑炉热修补用微膨胀硅砖省科技厅鉴定，达国际先进水平；2021年市科技进步一等奖；省科技进步二等奖334承当工程的优势与缺乏1 技术优势中钢耐火拥有悠久的历史，是国最大的耐火材料大型国有企业， 具有近50年的耐火材料生产经验，极点了丰富的耐火材料生产经验， 取得了惊人的业绩；凭借多年的耐火材料实际生产经验，以及公司多年从事耐火材料生产、高素质的专业技术人员，近年来，公司大

34、力启 用高校毕业生，为科研团队注入新的活力；使工程组成为一个经验丰 富、思维活泼、大胆创新、积极进取的科研团队，具有强大的攻关研制能力与产业化开发实力中钢耐火公司研制生产的大型节能环保焦炉用挂釉耐火制品，该产品生产工艺技术先进，产品性能优越。在日本新日本制铁株式会社 以及国宝山钢铁股份公司、梅山钢铁公司、马钢股份等多家企业的焦 炉上使用说明：研发产品具有使用温度高、寿命长、强度高、保温性 密封性好、耐磨性强、热线膨胀率低、热震稳定性和抗渗透侵蚀优异 等特性，能长期在焦炭冶炼环境中使用，满足了用户的使用要求。2市场优势中钢耐火拥有自营出口权，产品现畅销全国各地并出口到美国、 英国、法国、德国、俄

35、罗斯、日本、澳大利亚、南非等世界五大洲 40 多个国家和地区。在国市场上，公司调整产业结构，集中优势力量， 走工程总包的营销方式，可以大力推广应用最新科研成果；在国际市 场上，得到了许多公司的信任和好评，公司积极拓展海外市场，与国 外国家大型贸易公司建立了长期的供货关系， 可以将新产品快速推广 到国际市场。工程产品解决了焦炉长寿、环保节能、高产稳产工艺的迫切需求 的问题，采用此项技术，每座焦炉每年可以为客户节约本钱80万元以上，引领了我国耐火材料行业，特别是焦炭制造行业的技术进步， 带动了耐火材料产业结构调整。研制成功的大型节能环保焦炉用挂釉 耐火制品对正在迅速开展的焦炭行业节能减排降耗，节约

36、本钱，提高效益具有十分重要的意义。随着焦炭行业的开展，对节能环保焦炉用特种长寿新型耐火材料的需求量必将逐年增加。3质量管理优势中钢耐火经过近50年来的实际生产经验，建立了严格的、可靠的 质量管理体系，企业先后通过了 IS09001质量管理体系、IS014001 环境管理体系和GB/T28001职业健康平安管理体系认证，2021年获得 市质量管理先进单位。并通过IS09002质量体系认证；公司具有完善、 健全的生产质量追溯制度，可以在最短时间确定发生质量问题的时 间、工序，并拟定解决方案。4工程化优势中钢耐火设有工程公司，装备齐全、专业配套，具有专业的工程 施工队伍，公司在以往的工程总包工程中出

37、色的完成， 得到用户好评。 4工程的研究容，课题设置方案，课题考核指标及承当单位选择 方式4.1工程研究容1品级及纯度合理的主原料制备；2对选定原料ZETAI位测定，确定适宜的PFfl;3对基质原料流变特性进行分析；4通过粒度堆积理论，计算机模拟制品的颗粒堆积，再结合 现场实际生产经验进行微调整，得出制品合理的粒度堆积；5选择结合剂的种类及添加量；6根据试验样品的检验结果，有针对性的引入一系列添加剂， 微量外加剂等，考察他们对制品性能的影响；7研究参加各外加剂后制品外观结构的变化，晶型的转变， 显微结构的特点等；8研究通过掺杂添加研制高导热率硅砖；9对添加物、外加剂的复合添加情况进行研究；10

38、研究釉料配方；11研究釉料与耐材基质结合情况；12小批量试生产及试用；13 应用于大型节能环保焦炉的实际情况分析，优化方案的制 定及确定。4.2工程的研究课题设置1. 大型节能环保焦炉挂釉炉门砖的研制；2. 高导热硅砖的研制；5工程总体目标，实施年限，年度方案安排与阶段目标，具体考 核指标5.1工程总体考核目标1.申报专利3-4项；2.经专家鉴定，产品性能到达国国际先进水平;3. 发表工程相关文章2-3篇；4. 工程产品到达如下表所示研发指标；1大型节能环保焦炉挂釉炉门砖指标目 项标 指 品 产 制 研化学成份% 量 含% 量 含2 OS% 量 含 ggM物理性能% h 率24 ?孔X 气C

39、AO731度24 密X 积冗体10632h 度24 强X 耐11050% ) 率oc 胀00 膨O 线(19202高导热硅砖工程研制产品指标S i 02 %94气孔率%19体积密度g/cm31.93真密度g/cm 32.33常温耐压强度MPa45热导率W/m K2.20热线膨胀1000C1.280.2MPS荷重软化开始温度C16505.2工程实施年限、年度方案安排与阶段性目标该工程实施期为2年，自2021年 1月至2021年12月，工程方案安排进度及阶段性目标如下:1、 2021年1月10月了解不同焦炉运行情况，重点分析正常操作过程中耐火制品损毁原因和易损部位；选择适宜的添加剂、结合剂，对各种

40、添加剂、结合剂进行比照试验；确定添加剂、结合剂的 最正确种类及参加量等研究；确定临界粒度。确定颗粒组成；确定成型 砖坯体积密度和外形控制标准；确定枯燥制度、装窑方法和烧成制度。2、2021年 11月2021年 10月 材料挂釉及导热性能技术的研究、优化，小批量生产及厂家现场应用。3、 2021年11月12月专利申请，文章发表，及其他事项。6工程实施的关键核心技术、创新性和先进性6.1工程实施的技术难点与关键核心技术(1) 大型节能环保焦炉炉门预制件生产工艺的优化，高纯原料的制备。(2) 高温耐磨釉料的研制。(3) 高温耐磨釉料与预制件基质结合一次烧成技术。(4) 硅砖掺杂提高导热率生产工艺。6

41、.2工程技术创新点(1) 通过优化堇青石和电莫来石原料的化学组成，利用堇青石 高温线膨胀率低，热震稳定性高以及莫来石热震稳定性高， 高温体积 稳定和强度优异的特性机理，降低了制品的热膨胀量，提高了抗热震 性，同时解决了由于制品强度降低而使用性能下降的矛盾。(2) 采用活化烧结机制，添加复合添加剂和复合结合剂，实现 了制品的活化烧结，到达了较低温烧成高强度高纯堇青石一莫来石制 品的目的，节能环保。(3) 采用振动减压成型方式和特定的烧成工艺大大降低了节能环保焦炉用特种长寿新型耐火材料制品的气孔率， 提高了强度和制品 的成品率和质量稳定性，具有使用温度咼、寿命长、强度咼、保温性 密封性好、耐磨性强

42、、热线膨胀率低、热震稳定性和抗渗透侵蚀优异 等特性优点。(4) 外表附着高性能微晶陶瓷耐火釉料， 进一步提高了制品的 强度和保温性以及制品的耐磨性和抗渗透侵蚀性能。(5) 合理的颗粒级配，所用各种原料和结合剂具有多种不同粒 度区间，堆积密度大，产品强度高、耐磨性能好，使用寿命长。(6) 通过掺杂工艺，在不改变普通硅砖的结构性能前提下，提 高材料导热率。以上创新性能，保证了此材料能长期在焦炭冶炼环境中使用，满 足了用户的使用要求。解决了解决了焦炉长寿、环保节能、高产稳产 工艺的迫切需求，特别是解决了焦炉在炉门、上升管、桥管以及加煤 孔和炉盖等部位使用寿命低，环境污染严重，保温效果差的问题。6.3

43、工程技术先进性通过大型节能环保焦炉用挂釉耐火制品及高导热硅砖的使用，具有以下技术先进性：(1) 寿命高，拆装维护非常便捷，维护时清扫结碳方便、简洁，省力省时，大大降低劳动强度，提高了工作效率。(2) 极大改善了生产作业环境，提高焦炉密圭寸性 不冒烟， 改善炼焦环境污染。没有焦炭烟尘的排放，没有焦油从整体预制件炉 门砖处渗出，解决了一直以来的冒烟、冒尘和漏煤气问题；延长炉门 框架使用寿命。由于密封效果良好，可使炼焦中废物污染物充分再回 收利用，借以降低本钱，提高效益，减少污染。(3) 、导热率低，可降砖衬厚度2025%节约焦炉碳化室空间， 提高炼焦利用率，提高效益。(4) 保温效果好，成焦率大幅

44、度提高，使减少燃料使用量成为 可能。由于缩短了干熘时间，支持了低质焦煤替代优质焦煤炼焦技术 的开展。(5) 延长了焦炉寿命，环保节能，符合国家产业环保政策，对我国焦炭行业的开展具有深远意义。6.4工程实施行业共性技术奉献641改变了焦炉炉门附近工况条件焦炉的工作条件复杂，环境苛刻。使用温度高，升降温迅速(在 炼焦一个周期中-18-20小时，受到三次热冲击，即1000C室温，室 温700C, 700C室温的三次热冲击)，在焦炉易损的炉门、上升 管、桥管以及加煤孔和炉盖等部位传统制品上普遍使用的是粘土砖、 保温砖(加强型聚轻质和空心漂珠砖)以及堇青石砖砌体和耐热耐磨 的特种合金钢板(砖套和炉盖)，

45、这种砖砌体和耐热耐磨的特种合金 钢板在使用中普遍存在几方面的缺点：(1) 保温效果差，热量损失严重；(2) 水份和酸性气体和碳素以及焦油侵蚀强，使用寿命短(一般为1 2年)，耐火材料损耗严重，费用高；(3) 整体性差，密封不严，极度污染空气；(4) 后期维保劳动强度大，需要人员多，人工费用极高。(5) 砌体尺寸厚，占有焦炉工作空间大，空间利用率低。(6) 干熘能率(成焦率)一般，燃料浪费严重。在使用中，由于不适应大型焦炉温度波动大和的操作条件， 温度 变化造成的损毁严重。化学渗透侵蚀以及积碳，衬使用中砖衬断裂、 剥落损毁，而且大大提高工人的劳动强度。这些缺乏造成了生产运行 本钱高、能耗高。工程

46、产品的实施，对节能环保焦炉具有使用温度高、寿命长、强 度高、保温性密封性好、耐磨性强、热线膨胀率低、热震稳定性和抗 渗透侵蚀优异的特点的大、新型焦炉用特种长寿环保节能耐火材料是 焦炉长寿、环保节能、高产稳产工艺的迫切需求，特别在焦炉炉门、 上升管、桥管以及加煤孔和炉盖等部位解决使用寿命低，环境污染严 重，保温效果差的问题。642焦炉耐材技术革新传统焦炉耐材都是采用普通耐火材料制品进行砌筑，工程产品的实施，证明了在传统耐火材料的根底上，采用二次工艺技术，对于提 升传统耐火材料提供了一个新的开发思路。6.5工程实施的公益技术奉献本工程实施为焦炉平安生产提供了保障开发专门用于大型节能环保焦炉用挂釉耐

47、火材料，使焦炉工作更加方便，使焦炉生产过程排放“三废减少，有效提高生产效率，防 止“泄漏等事故发生，工程实施对提高焦炉生产平安性、 保护环境、 降低能耗，都起到了积极的作用。本工程实施降低焦炉用煤要求工程产品保温效果好，成焦率大幅度提高，使减少燃料使用量 成为可能。由于缩短了干熘时间，同时，由于制品外表具有高温釉面， 使材料对煤灰及杂质的附着率降低，支持了低质焦煤替代优质焦煤炼 焦技术的开展。6.6工程的研究路线由于焦炉的工作条件复杂，环境苛刻。使用温度高，升降温迅速(在炼焦一个周期中-18-20小时，受到三次热冲击，即1000C室温, 室温700C, 700C室温的三次热冲击)，在焦炉易损的

48、炉门、上 升管、桥管以及加煤孔和炉盖等部位传统制品上普遍使用的是粘土 砖、保温砖(加强型聚轻质和空心漂珠砖)以及堇青石砖砌体和耐热 耐磨的特种合金钢板(砖套和炉盖)，这种砖砌体和耐热耐磨的特种 合金钢板在使用中普遍存在几方面的缺点：(1) 保温效果差，热量损失严重；(2) 水份和酸性气体和碳素以及焦油侵蚀强，使用寿命短(一 般为1 2年)，耐火材料损耗严重，费用高；(3) 整体性差，密封不严，极度污染空气；(4) 后期维保劳动强度大，需要人员多，人工费用极高；(5) 砌体尺寸厚，占有焦炉工作空间大，空间利用率低；(6) 干熘能率(成焦率)一般，燃料浪费严重。在使用中，由于不适应大型焦炉温度波动

49、大和的操作条件，温度变化造成的损毁严重。化学渗透侵蚀以及积碳，衬使用中砖衬断裂、 剥落损毁，而且大大提高工人的劳动强度。这些缺乏造成了生产运行 本钱高、能耗高。迫切需要开发具有使用温度高、寿命长、强度高、保温性密封性好、耐磨性强、热线膨胀率低、热震稳定性和抗渗透侵蚀优异的特点的大、新型焦炉用特种长寿环保节能耐火材料是焦炉长 寿、环保节能、高产稳产工艺的迫切需求，特别在焦炉炉门、上升管、 桥管以及加煤孔和炉盖等部位解决使用寿命低，环境污染严重，保温效果差的问题。工程进行节能环保焦炉用特种长寿新型耐火材料制品的研究工作。经过多年的努力，圆满完成了本工程的攻关任务，所研制产品各 项性能指标都到达和超

50、过了公关指标和国外同类产品指标。产品已在国外多家行业先进企业批量使用，效果良好。产品外表附着高性能微 晶陶瓷耐火釉料，提高了强度和抗渗透侵蚀性以及耐磨性， 解决了碳 素和焦油沉积和化学物质渗透以及物和操作磨损对耐火材料的损害。通过产品的使用，提高了焦炉的寿命。由于拆装和后期维护便捷，大 大降低劳动强度，节约人力60%左右。提高焦炉的密封性一不冒烟， 极大的改善了炼焦环境污染。大型节能环保焦炉用挂釉耐火制品导热 率低，在炉门上使用，可降砖衬厚度 20 25%加大碳化室的空间 300-350mm提高了装煤量，提升了炼焦利用率，产生极大的经济效 益。并且由于保温效果良好，成焦率大幅度提高，使减少燃料

51、使用量 成为可能。由于使用寿命长使用寿命根本上为粘土质、堇青石质和加强型 聚轻质和空心漂珠砖等材质的5-8倍，耐火材料使用量大大下降，对 不可再生资源的耐火材料矿山原料的损耗也得到极大的降低。该类产品所使用的原料主要是后合成原料，原材料选用自产中国境的莫 来石、堇青石等低档原料，由于该原料可利用再生资源复合制造，并 且原料储量丰富，价格低廉，符合我国能源环保可持续性开展战略要 求。7该领域知识产权、技术标准现状和预期分析7.1工程相关技术及产品国外知识产权状况大型节能环保焦炉挂釉耐火制品目前国尚无生产企业生产该产 品，国外只有日本黑琦公司一家，但尚未在国申请专利。关于大型节 能环保焦炉挂釉耐火

52、制品技术未见有专利报道。高导热硅砖在日本研制未成功，国未见生产企业及相关专利。7.2本工程实施期预期获得知识产权与技术标准分析工程实施期预计申请国家创造专利 3-4项1. 大型节能环保焦炉挂釉硅砖1项；2. 大型节能环保焦炉挂釉炉门砖1-2项；3. 高导热硅砖专利1项。工程实施期预计建立产品质量检验标准 2-4项在大型节能环保焦炉挂釉耐火制品的研制及高导热硅砖的研制， 预期可建立行业标准2-3项。8工程总投资预算，资金筹措方案及自筹资金落实情况8.1工程经费预算工程研发经费总投入3000万元，主要用于工程实施所需购置仪器设备、检验设备、工程试验所需原材料、燃料动力费用、样品检验加工等相关费用的

53、支出工程经费概算一览表科目名称预算万元备注1、设备费19452、材料费含样机费554.483、测试化验加工费101.874、燃料动力费98.135、差旅费丁18.366、会议费107、出版/文献/信息传播/知识产权事务费6.02&劳务费1009、专家咨询费5010、管理费含人工费3811、其他78.14合计3000资金年度使用方案第一年第二年第三年合计国家拨款科技专项拨款06004001000部门或地方匹配贷款单位自筹56010004402000其他合计56016008403000主要添置设备序号设备名称数量/台单价/万元金额/万兀1全自动液压压砖机19479472颗粒分布自动分析仪1

54、20203扫描电子显微镜13003004高温抗渣试验炉110105扫描电镜13473476可控温高温烧结炉11601607全自动小型高速混砂机1161160合计19458.2资金筹措方案该工程研发总投资3000万元，截止目前已投入560万元，主要用 于购置工程实施必须设备和实验原材料，工程后续实施需新增投资 2440万元，其中，单位自筹1440万元，申请专项资金1000万元。 8.3自筹资金落实情况工程依托单位中钢集团耐火材料是我国拥有 50年耐火材料生产 经验的大型综合性国有耐火材料企业，公司每年都投入大量资金用于 新产品开发，公司十分重视该工程，并承诺为本工程提供在配套资金、 装备条件、分

55、析测试手段的支持，为课题的开展提供了资金支撑条件。目前公司已投入研发经费560万元，以用于购置实验设备及兴建 实验设施，购置实验原料等，后续自筹经费也将陆续到位。9工程预期成果的产业化前景、竞争优势及经济、社会效益分析9.1工程预期成果的产业化前景随着我国能源环保可持续性开展战略的实施， 实现焦炭产业的可 持续开展已经关系到资源、环境与经济开展以及国家能源战略和能源 平安的问题。因此，国外兴旺国家的环保型大型焦炉必定是我们国家 焦炉开展的方向，作为环保型大型焦炉用炉门预制件将来在国必将有 广阔的市场。目前在日本新日铁化学株式会社的焦炉炉门、煤气上升管、装入钵和装入钵炉盖全部采用了减压成型预制件， 目前我们每年供给新日 化的焦炉用预制件产值约为40万美元，约占新日化焦炉预制件总量的 1/4,其它那么有日本国的黑崎窑业和特殊炉材供给。从现在市场的开展情况看，新型环保大型焦炉用减压成型预制件市场广阔，2001年2021年曾经先后有中钢、俄罗斯马钢、美钢联和奥钢联等兴旺国家钢 铁企业向我公司咨询该产品的生产及供给情况。根据目前的焦炉来计算，一座68门焦炉，进煤侧炉门和出焦侧炉 门共需78块负压成型预制砖，每块预制砖重350450公斤左右，一 座焦炉需焦