浙江父子岭特种耐火有限公司 浙江省湖州市 313100
摘要：近年来，我国的不定性耐火材料的应用越来越广泛，文章重点针对不定形耐火材料存在的高能耗问题展开了分析和研究，并且有效提出了不定形耐火材料的节能化研究方法，有效提高不定形耐火材料的节能性效益，为不定形耐火材料的使用提出了全新的发展方向。
关键词：不定形耐火材料；节能化；建筑料
引言
不定形耐火材料由于不需预先成型和烧成，已经成为耐火材料中不可忽视的重要成员。我国不定形耐火材料技术发展迅速，技术研究和应用研究水平不断提高，不定形耐火材料的使用性能基本可以满足国内高温工业技术。但是，随着高温工业的快速发展，特别是国家对高温工业的能源节约要求，不定形耐火材料的节能化仍然是一项重要而艰巨的任务。减少炉壁外表面热量散失可通过加大炉壁的厚度和选用导热系数小的各种保温隔热耐火材料。但是，加大炉壁厚度将导致炉体的蓄热量增加，结果使蓄热损失增大。因此，合理利用各种材质及显微结构的隔热保温耐火材料乃为最佳选择。
1不定形耐火材料的使用发展状况
不定形耐火材料不需要预先进行成型和烧制，已经成为耐火材料当中非常重要的构成环节，我国在不定形耐火材料的技术研发上取得了非常明显的成绩，在不耐火材料的使用程度上越来越高，材料的基础性能可以有效满足国内高温产业的生产工作要求。但是随着我国高温工业产业的发展速度不断加快，尤其是国家提出了高温产业节能减排的工作要求之后，不定形耐火材料的节能化工作是一项非常艰巨的工作任务，需要有效降低炉壁外部表面的热量散失，通过提高炉壁的厚度，选用导热率较小的保温隔热材料来加以应用，有效提高不定形耐火材料的节能化工作效果。
2不定形耐火原料节能措施分析
2.1耐火氧化物微粉
耐火氧化物微粉是不定形耐火材料中普遍使用的一种耐火原料。这些氧化物微粉除二氧化硅微粉外，消耗量较大的氧化铝微粉采用化学法或液相法生产，污染环境，使用刚玉、镁铝尖晶石、错英石等原料机械法生产微粉需要长时间细磨。
2.2有色冶金中不定形耐火材料的使用
在铝厂生产过程中，炼铝反射炉需要消耗大量的耐火材料，且其由砖砌形式改为整体结构，酸盐结合的可塑材料属于炉刚热面直接接触的耐火材料，下部侧向的热面耐火材料与炉钢的组成成分相似，且一般采用隔热黏土砖、陶瓷纤维以及隔热浇筑料等材料，炉顶使用浇注料以及捣打料等耐火材料，在浇筑时混合采用轻质浇注料与致密浇注料。在电解炼铝过程中，应在盛铝桶中使用耐火材料，以有效承受急冷急热的冲击，且盛铝桶的非工作衬应采用轻质高铝砖与轻质浇注料，当铝液需要放置较长时间时，为了避免凝固问题，一般采用隔热浇筑材料，在强化保温效果的基础上，减轻罐体的重量。同时，非工作衬应采用氧化铝空心球耐火浇筑材料，使用含有氧化硅的高铝砖进行砌筑。在炼铜行业中，炉渣的主要成分为氧化铜，其具备较强的侵蚀性，因此应采用碱性的耐火材料。比如转炉、回转阳极炉等均采用了碱性的镁铬砖材料，尤其在炉体维修时得到了广泛采用。由于温度与渣量的降低，精炼部分也可以采用可塑料、浇注料等硅酸铝质材料。炼锌期间需要采用低温操作方法，需要使用过优质黏土砖等耐火材料，但受含硫气体的影响，蒸馏炉的内衬应采用优质不渗透的耐火材料，采用注料预制大块代替砖砌。在回转炉中，较常存在强酸碱以及高温等因素的影响，缩短了炉体的使用寿命，影响了正常的工业生产流程，因此应在炉衬内部喷涂耐火涂料，以有效延长炉体的使用寿命。
2.3成型、养护条件
不定形材料品种众多，成型、养护条件各异，所以，在取样结束后，生产厂家要有书面的成型、养护条件随样品提供给实验室。成型条件应明确以下内容：配比、结合剂（包括水）、外加剂加入量、成型方式、养护条件等。
由于实验室成型条件与现场施工条件不同，生产厂家应提供实验室的成型条件而不是现场施工条件。通常来说，二者有比较大的差异，往往有很多时候生产厂家提供的仅仅是现场的施工条件。再者，材料的检测条件如烘干条件、热处理温度、时间，是否需要埋碳处理等均是需要关注，通常这些条件在技术协议或合同书中均有明确。
2.4均化烧结料
耐火原材料在经过熔融之后会形成质地比较密集的颗粒材料，材料的整体抗渣和抗侵蚀能力得到了明显的提升。但是以为内热传导率的增加，在能耗方面也有所上升。这种方法和电熔法相比，烧结所得到的耐火材料在温度性能上有所下滑，但是材料的结晶粒度以及体积密度都明显下降，有效控制了耐火材料的温度传导效果，实现了良好的隔温的工作效果，降低了热量损失，实现了良好的节能工作效果。与此同时，我国在耐火原材料方面，因此原材料的的矿床受到外部环境的影响程度相对较大，在材料的开采工作当中会造成资源受到不同程度的破坏问题，同时对外部环境的影响也非常明显。因此，在理论层面上使用均化工艺，使用烧结法相比于电熔法来讲，可以生产出性能更加优良，导热率更低的耐火材料，整体的节能工作效果非常明显。
3不定形耐火材料的发展趋势
不定形耐火材料与耐火砖具备相似的使用性能，且冶金炉修复期间较常使用喷补材料。且耐火喷涂料与修补料的发展，可以减少耐火砖的单耗量，提升了炉衬的使用寿命。随着不定形耐火材料的快速发展，品种也发生了较大改变，此后耐火材料应面向高效开发方向，研究全干振动料与高性能涂料，并不断改进施工法与修补法，实现机械自动化作业，提高经济效益。
4需要关注的问题
（1）对材料进行确认，查看是否有单独包装的结合剂、外加剂之类的辅助材料；如果有，应按要求比例加入。（2）不定形材料在运输过程中会造成组分偏析，在实验室成型时，加入液体结合剂前要进行干混，确保骨料、细粉、结合剂和外加剂等混合均匀，以免影响材料性能。（3）根据需要检测的项目及条件确定需要成型的样条数量及尺寸，允许由一个份样来确定几个性能，但要确保前一个测试不会影响后续测试结果。（4）由于不定形材料成型方式及养护条件对结果有比较大的影响，所以，应根据生产厂家提供的成型方式及养护条件进行成型操作。如果不能满足，应及时与生产厂家沟通，更改条件要得到生产厂家（或委托方）的同意。
结语
综上所述，为了有效实现不定形耐火材料的节能化效果，材料的原材料组织结构会从致密型结构转化成为微孔轻质化结构，生产方式可以选择均化烧结法，通过材料的轻量化处理之后，整体的节能工作效果得到了明显的提升。
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