第一章 耐火材料在鋼鐵冶金中的應(yīng)用緒論

1、耐火材料在鋼鐵冶金中的應(yīng)用高溫材料與鎂資源工程學(xué)院游杰剛1主要內(nèi)容耐火材料概要、耐火材料與高溫工業(yè)的關(guān)系、耐火原料鋼鐵冶金用耐火材料、耐火材料在煉鐵系統(tǒng)中的應(yīng)用、耐火材料在煉鋼中的應(yīng)用 、耐火材料在爐外精煉中的應(yīng)用、耐火材料在連鑄中的應(yīng)用2、耐火材料與高溫工業(yè)耐火材料的現(xiàn)狀高溫工業(yè)對耐火材料的要求節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)開展戰(zhàn)略對耐火材料工業(yè)的新要求我國耐火材料工業(yè)技術(shù)開展空間和方向耐火材料主要研究領(lǐng)域和內(nèi)容3耐火材料是鋼鐵、有色金屬、建材、石化、能源、環(huán)保、電子和國防等根底工業(yè)領(lǐng)域的重要根底材料，是高溫工業(yè)熱工設(shè)備不可或缺的重要支撐材料。以2021年為例：全國的鋼產(chǎn)量為7億噸，約全球粗鋼總量的50%

2、。全國水泥產(chǎn)量億噸和平板玻璃的產(chǎn)量也是世界第一。高溫工業(yè)的迅猛開展，有力的推動了我國耐火材料科技和工業(yè)的開展。、耐火材料現(xiàn)狀4、耐火材料現(xiàn)狀對全國30各省市自治區(qū)1505家耐火材料統(tǒng)計：全年耐火原材料產(chǎn)量為萬噸，同比增長30.94%；改革開放30年來，我國的耐火材料工業(yè)和鋼鐵工業(yè)都取得了巨大的成就。耐火材料和鋼鐵的產(chǎn)量以連續(xù)十多年躍居世界第一位。那么是不是我國的耐火材料工業(yè)就居世界第一呢？ 答案是大而不強(qiáng)。為什么？我國耐火材料的噸鋼消耗要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于興旺國家的水平。關(guān)鍵工藝需要的高性能或功能耐火材料仍然需要進(jìn)口。自主創(chuàng)新意識不強(qiáng)。環(huán)境的破壞日趨嚴(yán)重，對資源的綜合利用缺乏。5高溫工業(yè)對耐火材料的要求

3、1、鋼鐵工業(yè)對耐火材料的要求：鋼鐵工業(yè)的開展方向：高效、低本錢潔凈鋼生產(chǎn)技術(shù)集成，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)潔凈鋼、純潔鋼高附加值產(chǎn)品；融融復(fù)原煉鐵-精煉-近終型連鑄緊湊型鋼鐵流程；減少對資源的消耗和對環(huán)境的負(fù)面影響。鋼鐵工業(yè)重點(diǎn)開展的技術(shù)是：高爐長壽技術(shù)；熔融復(fù)原制鐵技術(shù)；快速吹氧強(qiáng)化冶煉技術(shù)；爐外精煉技術(shù)；中厚板坯高效連鑄技術(shù)；近終型連鑄薄板坯連鑄和薄帶連鑄技術(shù)。6耐火材料的要求：高品質(zhì)、長壽命、多功能、對鋼液無污染或低污染的新一代耐火材料的開發(fā)。具體為：鎂鈣磚的開發(fā)；低碳鎂碳磚的開發(fā)；無鉻精煉材料的開發(fā)；近終型連鑄浸入式水口的開發(fā)。7高溫工業(yè)對耐火材料的要求2、有色冶金對耐火材料的要求有色冶金開

4、展的趨勢： 不斷采用新工藝、新技術(shù)及更新窯爐設(shè)備，強(qiáng)化冶煉操作，提高生產(chǎn)率。對耐火材料的要求： 抗高溫、耐侵蝕、環(huán)保和節(jié)能。8節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)開展戰(zhàn)略對耐火材料工業(yè)的新要求。我國目前耐火材料行業(yè)的現(xiàn)狀是：產(chǎn)業(yè)集中度低、規(guī)模小、自主創(chuàng)新的能力不高，產(chǎn)品技術(shù)含量低、大多數(shù)為消耗資源的低檔產(chǎn)品或出口原料的粗加工產(chǎn)品。同時大量的用后耐火材料沒有得到很好的回收利用。要求：堅持科學(xué)開展觀和可持續(xù)開展戰(zhàn)略，做好資源的中長期規(guī)劃和利用，加強(qiáng)原料的高附加值研究工作，提高資源和能源的利用水平，重視用后耐火材料的再生利用工作，擺脫高投入、高消耗、高排放、不協(xié)調(diào)、難循環(huán)、低效率的傳統(tǒng)模式。9我國耐火材料工業(yè)技術(shù)開展空

5、間和方向耐火材料的開展方向：以根底研究和應(yīng)用根底研究帶動原始創(chuàng)新，逐步實(shí)現(xiàn)以剖析、跟蹤為主到原始創(chuàng)新為主的創(chuàng)新戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的跨越式開展。重點(diǎn)圍繞高溫工業(yè)開展急需的關(guān)鍵耐火材料進(jìn)行持續(xù)開發(fā)和研究，優(yōu)先滿足高溫工業(yè)關(guān)鍵耐火材料的開展。加強(qiáng)節(jié)能產(chǎn)品、高效功能化產(chǎn)品、環(huán)保型耐火材料的開發(fā)。大力開發(fā)低能耗和無能耗的生產(chǎn)新工藝。提高廢棄耐火材料的利用率，堅持走可持續(xù)開展的道路。實(shí)施綠色制造方向的開展：既遵循“3R原那么：Reduce減少消耗；Reuse重復(fù)使用；Recycle回收再生。10耐火材料主要研究領(lǐng)域和內(nèi)容1、高溫工業(yè)新工藝新技術(shù)開展需要的耐火材料。2、節(jié)能型耐火材料3、環(huán)保和資源再生4、節(jié)能降

6、耗先進(jìn)設(shè)備5、耐火材料應(yīng)用根底理論研究111、高溫工業(yè)新工藝新技術(shù)開展需要的耐火材料。高爐長壽集成技術(shù)研究熔融復(fù)原煉鐵用耐火材料二次精煉用耐火材料和鋼包長壽綜合技術(shù)研究近終型連鑄用高壽命功能耐火材料的研究廢棄耐火材料再生資源化研究122、節(jié)能型耐火材料優(yōu)質(zhì)高性能不定形耐火材料不定形耐火材料具有節(jié)能、勞動生產(chǎn)效率高、施工方便、適用性強(qiáng)、平安性高等優(yōu)點(diǎn)。國外興旺國家的不定形耐火材料的使用量50%，而我國僅為30%，因此我國不定形耐火材料的開展空間巨大。保溫功能性耐火材料133、環(huán)保和資源再生熔融爐用關(guān)鍵耐火材料的研究開發(fā)；無鉻、低鉻及無碳、低碳等環(huán)保型耐火材料的開發(fā)和應(yīng)用；用后耐火材料的回收、再利

7、用成套技術(shù)的研究與開發(fā)。144、節(jié)能降耗先進(jìn)設(shè)備的研究與開發(fā) 今后我國耐火材料行業(yè)的設(shè)備應(yīng)向機(jī)械化、自動化、智能化和降低能耗的方向開展。目標(biāo)：盡量降低粉塵、廢氣的排放；開發(fā)節(jié)能型高溫窯爐；155、耐火材料應(yīng)用根底理論研究根底研究是原始創(chuàng)新的根底，對新產(chǎn)品的開發(fā)具有指導(dǎo)作用，對耐火材料領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝、新方法進(jìn)行深入的研究將對耐火材料行業(yè)技術(shù)進(jìn)步具有推動作用。主要內(nèi)容：研究耐火材料在高溫使用過程中的行為；開展耐火材料和鋼液、熔渣作用過程的高溫模擬試驗(yàn)及機(jī)理研究；16作 業(yè)請你談?wù)勀突鸩牧吓c鋼鐵工業(yè)的關(guān)系。耐火材料的開展趨勢如何？171 耐火材料生產(chǎn)行業(yè)的開展概況世界范圍內(nèi)耐火材料概況 歐洲引

8、領(lǐng)耐火材料的開展：奧鎂公司RHI年銷售額約130億人民幣、圣哥班、威蘇威、雷法均為總部在歐洲的跨國公司。 美洲北美和南美：美國耐火材料產(chǎn)業(yè)受制于環(huán)境、開展前景不被看好、南美主要是巴西開展勢頭很好。非洲：耐火材料未進(jìn)入真正的開展時期亞洲主要是中國和日本：日本是一個島國、耐火材料產(chǎn)業(yè)受制于資源、其根本理念是低端產(chǎn)品放棄、只保存高端產(chǎn)品。原因: 從技術(shù)角度分析：其固有的文化背景、其思維方式;從世界范圍地域來看：歐洲流派與亞洲流派具體為歐洲以德國為代表、亞洲以日本為代表181耐火材料生產(chǎn)行業(yè)的開展概況歐洲： 奧地利奧鎂公司總部 德國雷法公司 法國圣哥班 LWB 威斯維公司 英國摩根公司歐洲耐火材料中心

9、在老歐洲、不在新歐洲東歐、前蘇聯(lián)均不占優(yōu)勢。？19RHI經(jīng)營業(yè)績銷售收入：2005年 119940萬歐元 2006年 133580萬歐元增11.4%總利潤： 2005年 9730萬歐元 2006年 15790萬歐元2021年: 銷售收入： 20億歐元 20LWBLWB耐火材料公司已經(jīng)售給Rhone Capital。 Rhone Capital是一家在倫敦、巴黎和紐約都有辦事處的合資公司，同時，它還擁有Almatis特種氧化鋁廠。LWB耐火材料公司成立于2000年，它是由Lhoist集團(tuán)、 Wulfrath耐火材料公司、 Baker耐火材料組成。公司年?duì)I業(yè)額4億歐元。 LWB在歐洲的白云石生產(chǎn)能

10、力為26-28萬噸，其白云石原料主要來自位于比利時的Lhoist生產(chǎn)廠和德國的生產(chǎn)廠。211耐火材料生產(chǎn)行業(yè)的開展概況北美耐火材料公司在上世紀(jì)末期絕大多數(shù)被歐洲公司收購 北美耐火材料呈萎縮勢態(tài)：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)？環(huán)保？南美洲： 巴西實(shí)力最強(qiáng)、其堿性耐火材料尤其是鎂鋁尖晶石磚特點(diǎn)鮮明;其它國家不是很強(qiáng)巴西、阿根廷鋼鐵冶金、智利銅冶金221耐火材料生產(chǎn)行業(yè)的開展概況亞洲： 日本耐火材料曾經(jīng)是亞洲最強(qiáng)大、中國寶鋼建設(shè)所用耐火材料均從日本進(jìn)口。日本品川、黑崎、播磨、東京窯業(yè)、東芝陶瓷、川崎爐材鋼鐵公司擁有耐火材料公司的股份：新日鐵的耐火材料由黑琦、播磨提供；日本鋼管由品川提供；另外有一些獨(dú)立的耐火材料供給商。

11、耐火材料公司直接在鋼廠有自己的辦公室，為客戶提供全套的工程效勞。23印 度OCL India Ltd 營業(yè)額 2005年億盧比約合人民幣億元 2006年億盧比約合人民幣億元Tata Refractories Ltd 營業(yè)額 2005年 40億盧比約合人民幣億元 2006年 億盧比約合人民幣億元241耐火材料生產(chǎn)行業(yè)的開展概況(總結(jié))歐洲引領(lǐng)世界耐火材料開展北美耐火材料開展呈萎縮勢態(tài)非洲尚未真正進(jìn)入快速開展時期南美以巴西為代表、品質(zhì)與數(shù)量均未形成主流亞洲尤其是中國正在成為世界范圍的耐火材料制造研發(fā)中心25中國的耐火材料工業(yè)現(xiàn)狀：a 二十世紀(jì)八十年代以前、幾乎全部是國有企業(yè)生產(chǎn)耐火材料；b 現(xiàn)在絕

12、大多數(shù)為私有企業(yè)、股份制企業(yè)、中外合資及外資獨(dú)資企業(yè)；其中世界上所有的大型耐火材料企業(yè)均在中國建立了合資或獨(dú)資公司如RHI、SAINT GOBAN、VESUVIUS、MINTEQ、MORGAN、LWB、日本的黑崎播磨、品川、朝鮮耐火等)。c 中國正在成為一個世界的耐火材料加工廠d 耐火材料生產(chǎn)企業(yè)至少1500家以上26中國的耐火材料工業(yè)現(xiàn)狀：2006年 全國耐材總產(chǎn)量：3243萬噸 同比增長 31% 銷售收入：792億元 同比增長 31.5% 實(shí)現(xiàn)利潤：53億元 同比增長 33%271 中國耐火材料生產(chǎn)行業(yè)的開展概況中國鋼鐵企業(yè)正走向集團(tuán)化：耐火材料供給也從單一品種的提供到整體承包轉(zhuǎn)變。整體承

13、包-主要是對煉鋼過程而言企業(yè)必須具有核心技術(shù)、具體應(yīng)該在“連鑄三大件、透氣磚、滑板包括滑板的機(jī)構(gòu)等功能材料上 具有核心競爭力。28中國耐火材料工業(yè)優(yōu)勢：(1) 原料優(yōu)勢資源優(yōu)勢：耐火材料主要原料 礬土Al2O3-SiO2系、菱鎂礦MgCO3、石墨C等中國儲量豐富。其中菱鎂礦MgCO3的儲量占世界第一位。礬土Al2O3-SiO2系儲量大國為中國、巴西和圭那亞等。(2) 產(chǎn)量、產(chǎn)業(yè)規(guī)模和技術(shù)人員團(tuán)隊(duì)位居世界第一。29中國耐火材料工業(yè)資源產(chǎn)品污染排放：以高開采、低利用、高排放為特征。 資源浪費(fèi)來實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的數(shù)量型增長不符合科學(xué)開展觀和持續(xù)開展戰(zhàn)略資源優(yōu)勢(rich natural minerals)原料優(yōu)勢(raw material)產(chǎn)品優(yōu)勢(products)技術(shù)優(yōu)勢(technology)整體工程承包(engineering)中國目前只能說是有資源優(yōu)勢、后續(xù)的工作任務(wù)艱巨！30從技術(shù)開展角度而言：中國在過去相當(dāng)長一段時間具體而言2000年以前是緊緊跟蹤國際先進(jìn)水平、主要是仿制階段。目前進(jìn)入自主創(chuàng)新階段。利用中國的原料特點(diǎn)、原料優(yōu)勢進(jìn)行自主創(chuàng)新。實(shí)現(xiàn)跨越式開展的兩個必要條件：1技術(shù)進(jìn)步 、自主創(chuàng)新2裝備水平 其中裝備水平的提升是中國技術(shù)水平提升的瓶頸？代表性的是全自動壓磚機(jī)?31國內(nèi)現(xiàn)狀遼寧耐火材料行業(yè)