關(guān)海蘭

陽泉市綜合檢驗(yàn)檢測中心（國家硅鋁質(zhì)耐火材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心） 山西陽泉 045000

所謂耐火材料也就是耐火度能夠達(dá)到1580℃以上的天然礦石以及工業(yè)耐火制品等非金屬無機(jī)材料，由于耐火材料具有較好的高溫力學(xué)性能，體積穩(wěn)定，且目前已經(jīng)發(fā)展出了多種類型品種的耐火材料，以滿足不同高溫環(huán)境下的應(yīng)用要求，因此被廣泛應(yīng)用于各高溫工業(yè)領(lǐng)域中。為了促進(jìn)我國耐火材料的發(fā)展，并充分了解耐火材料的現(xiàn)狀，并不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，以研發(fā)出性能更加優(yōu)越且功能更加多元化的新型耐火材料。

1 耐火材料現(xiàn)狀分析

1.1 我國耐火材料現(xiàn)狀

耐火材料是石油化工、航空航天、電力機(jī)械、鋼鐵建材以及軍事工業(yè)領(lǐng)域中的重要材料，其中鋼鐵行業(yè)所消耗的耐火材料在我國耐火材料總量中的占比達(dá)到了70%左右[1]。我國擁有較為豐富的耐火原料儲量，隨著耐火材料技術(shù)的進(jìn)步以及行業(yè)的發(fā)展，我國近年來已經(jīng)成為了世界上重要的耐火材料生產(chǎn)以及出口國之一。

1.2 現(xiàn)階段主要耐火材料類型

目前耐火材料主要包括酸性耐火材料、中性耐火材料、堿性耐火材料以及特殊的不定形耐火材料等類型。

（1）酸性耐火材料。氧化硅是目前酸性耐火材料中的重要組成成分，而耐火粘土磚以及硅磚則是現(xiàn)階段較為常用的耐火產(chǎn)品。

（2）中性耐火材料。在中性耐火材料成分中主要包括碳、氧化鋁等，目前在高溫工業(yè)中廣泛采用剛玉制品，其氧化鋁含量達(dá)到了95%以上，具有較好的耐火耐蝕性能[2]。

（3）堿性耐火材料。鎂磚是常用的堿性耐火材料之一，其氧化鎂含量一般早80%到85%左右，具有較好的耐火度，且能夠有效抵抗鐵渣以及堿性渣的侵蝕，能夠廣泛適應(yīng)有色金屬冶煉以及平爐或者電爐等高溫設(shè)備的應(yīng)用要求。

（4）不定形耐火材料。組成不定形散狀耐火材料的成為主要是粉狀或者粒狀耐火原料，通過結(jié)合劑使其成為不經(jīng)成型的耐火產(chǎn)品，比較常見的散狀耐火材料主要包括耐火泥、炮泥以及耐火噴補(bǔ)料等類型。

2 未來耐火材料發(fā)展的主要趨勢分析

2.1 向復(fù)合型材料方向發(fā)展

由于復(fù)合型材料能夠在保持單一材料基本性能的基礎(chǔ)上使復(fù)合材料獲得更加優(yōu)越的性能，因此在耐火材料的未來發(fā)展中也應(yīng)加強(qiáng)新型復(fù)合耐火材料的研發(fā)。雖然目前在耐火材料產(chǎn)品中已經(jīng)出現(xiàn)了N-N、O-O以及O-N等多種復(fù)合型的材料類型，但其仍主要為基本型復(fù)合材料，而多相復(fù)合型未來將成為耐火材料進(jìn)一步發(fā)展的主要趨勢之一[3]。在耐火材料的研發(fā)及應(yīng)用實(shí)踐中，目前雖然已經(jīng)發(fā)展出了鋰鐵礦、鋁酸鈣以及鋅鋁尖晶石等復(fù)合型的氧化基耐火材料，不過其應(yīng)用推廣范圍還相對有限。同時對TiN/SiAION等耐火原料以及合成鋰錳礦復(fù)合物耐火原料的制備工藝還需要進(jìn)行進(jìn)一步的研發(fā)，以準(zhǔn)確掌握其性能，降低合成工藝成本，以擴(kuò)大其應(yīng)用途徑。在耐火材料的未來發(fā)展中應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對以經(jīng)濟(jì)性更好的耐火原料的研究應(yīng)用，并要不斷對合成工藝進(jìn)行優(yōu)化，以降低耐火材料成本，從而為高溫工業(yè)提供更加優(yōu)質(zhì)低價的耐火產(chǎn)品。

2.2 向復(fù)合型耐火涂層材料方向發(fā)展

高溫陶瓷復(fù)合型耐火涂層也是耐火材料未來發(fā)展的主要趨勢之一。耐火涂層材料主要是通過粉碎耐火氮化物、氧化物以及碳化物等，且復(fù)合材料應(yīng)達(dá)到一定的細(xì)度標(biāo)準(zhǔn)，以便進(jìn)行制漿。在制漿時需要合理選擇相應(yīng)的無機(jī)結(jié)合劑。傳統(tǒng)的耐火涂層材料雖然在高溫強(qiáng)度、熔點(diǎn)以及彈性模量等方面具有較好的性能，不過其抗沖擊強(qiáng)度以及抗拉強(qiáng)度則難以滿足實(shí)際需要。而隨著高溫陶瓷纖維材料和增強(qiáng)型纖維等新型材料在耐火材料中的應(yīng)用，可以進(jìn)一步提高溫高復(fù)合型陶瓷涂層材料的質(zhì)量性能，因此未來應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對復(fù)合型纖維耐火材料、高溫纖維材料以及復(fù)合型增強(qiáng)材料合成工藝等的研究，以促進(jìn)我國耐火材料的發(fā)展。

2.3 向無鉻無碳化方向發(fā)展

隨著綠色低碳等環(huán)保理念在全社會的不斷深入，各行業(yè)領(lǐng)域都需要進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級，以實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保的目標(biāo)。在此背景下耐火材料也需要向無鉻化以及無碳化等方向發(fā)展，以適應(yīng)世界耐火材料領(lǐng)域的發(fā)展要求由于目前已經(jīng)有很多國家地區(qū)都已經(jīng)出臺了不得適應(yīng)含鉻材料的強(qiáng)子規(guī)定，因此在新型耐火材料的研發(fā)中必須高度重視這一政策趨勢，積極研發(fā)環(huán)保性能更好的耐火材料。利用可以采用尖晶石以及剛玉等作為耐火原料，并添加適量細(xì)粉狀氮化硅鐵，利用過渡塑性原理進(jìn)行無鉻不燒新型耐火材料的制備，以提高耐火材料的抗侵蝕性、抗氧化能力，改善耐火材料的各項(xiàng)物理性能，并降低耐火材料成本，以取代傳統(tǒng)的鎂鉻磚等耐火材料，滿足RH精煉爐等生產(chǎn)需求。

2.4 不斷加強(qiáng)與納米技術(shù)等新材料技術(shù)的融合

隨著納米技術(shù)等新型材料技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，在耐火材料的研發(fā)中應(yīng)積極引入相關(guān)技術(shù)，以進(jìn)一步提高耐火材料的性能。以納米技術(shù)為例，在耐火材料中可以采用納米粉作為載體的一種，通過對其分子組織方式的利用使納米粉與耐火澆注材料相互融合，這樣就可以在材料表面形成保護(hù)膜，以達(dá)到擴(kuò)大耐火材料產(chǎn)品體積、優(yōu)化耐火材料性能等目的。與納米技術(shù)的融合已經(jīng)成為耐火材料發(fā)展的重要方向之一，因此應(yīng)加強(qiáng)對納米技術(shù)在耐火材料中的應(yīng)用研究，以研發(fā)出性能更加優(yōu)越的耐火材料產(chǎn)品。

3 結(jié)語

為了促進(jìn)我國高溫工業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，需要在充分了解耐火材料現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上加強(qiáng)對高性能高品質(zhì)新型耐火材料的研發(fā)，以豐富耐火材料的功能，延長材料壽命，從而拓展耐火材料的應(yīng)用范圍，因此應(yīng)大膽進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和改進(jìn)，積極引入先進(jìn)的材料技術(shù)，使我國成為耐火材料強(qiáng)國。