要建立我國耐火材料的強國地位以及技術上的領先水平,在往后的耐火材料科研作業中下面三方面的問題值得重視。
一、完結可繼續打開的研討
“可繼續打開”是世界各國經濟打開的重要問題。在耐火材料工作可做的作業許多,首要包括資源與動力的最有用運用;廢物的運用與耐火材料的循環運用等。
1、耐火材料礦產資源的歸納運用
通過幾十年的無序發掘與不當運用,我國耐火材料資源浪費嚴峻,耐火材料礦產資源的敵對現已比較突出。
就鋁硅系資源而言,由于挑選優質礦產,選用落后的發掘與煅燒技術,低價位出口,礦產資源損壞比較嚴峻。我國高鋁礬土質量的安穩性問題依然沒有處理,與鋁工業爭材料的情況日益嚴峻。許多的二、三級礬土被浪費掉,只有用二、三級礬土制備莫萊石取得成功,現在大約已構成10萬-30萬t的產量,并且還在繼續增加中。
往后我國鋁硅系耐火材料材料的打開應該遵照可繼續打開的原則,前進材料的運用率與運用功率。技術打開有兩條路可走:一條是走我們以前走過的老路,即選礦提純與均化的路,事實證明,這條路在經濟與功率上問題較大。另一條路可能會在耐火材料界引起很大爭辯,那就是讓出特級及一級鋁礬土給鋁工業,我們則轉而運用鋁工業出產的氧化鋁以及由二、三級礬土所出產的莫萊石為材料來制備鋁硅系耐火材料。這一條技術路途的理由有兩個:(1)鋁工業中出產氧化鋁的技術是一個老到的、大規模的出產技術,而礬土的選礦提純技術相對而言要不老到許多。(2)選用工業氧化鋁為材料可以減少雜質含量,完結精料化,出產得到的鋁硅系耐火材料的質量前進,運用壽數延伸,然后前進資源的運用功率。
此外,在鋁硅系材猜中,紅柱石、硅線石與藍晶石的研討也應加強。這方面以前進行過一些作業,但怎樣使不同質量的這類材料得到歸納運用還有待加強。
就堿性材料而言,為了滿足鎂碳磚等優質耐火材料的需求,高純度優質菱鎂礦的資源現已越來越少,而許多質量尚好的菱鎂礦及粉礦被許多堆積不用,這構成了資源的浪費。為了處理這一問題,有三方面的作業可以進行:(1)物盡其用,不尋求高純度、高質量。不同層次的產品選用不同的材料。一同,打開用低層次的材料出產高層次制品的研討。(2)打開資源歸納運用的研討,將粉礦等被扔掉的資源盡量運用起來。(3)打開白云石質耐火材料。由于我國優質白云石的散布很廣,除了打開防水化研討外,還可考慮在鋼廠附近就近出產,以減少水化帶來的影響。
資源的歸納運用是和科學研討作業緊密相聯系的。只有當科研作業做到使歸納運用變得有利可圖時,歸納運用才華實在完結。
2、耐火材料的回收運用
用后耐火材料的回收再運用近年來已遭到廣泛重視。歐洲耐火材料的回收運用情況如下:
鋼鐵公司中的耐火材料質量平衡:熔損33%,內部再運用25%,外部再運用37%,廢氣5%。
耐火材料質量總平衡:熔損33%,非耐火材料運用31%,耐火材料循環運用24%,廢氣
12%。
可見,歐洲耐火材料的再生運用抵達50%左右,被扔掉的耐火材料是很低的。我國耐火材料的回收運用還有許多作業可做。現在江浙區域、寶鋼及其附近區域作業做得較好。
耐火材料的回收運用包括兩個辦法:一個是將用后的耐火材料破碎后作為材料再運用,這兒面包括有用與無用部分的分別技術,以及用這部分材料制造新耐火材料的制造技術;另一個是耐火材料部件,如滑板的批改再運用,包括批改技術及粘接技術等。
3、減少于防止對環境的污染
耐火材料自身對環境的污染并不嚴峻。除了未運用的材料及用后耐火材料的堆積構成土地的荒漠化及大氣塵土外,近年來,最令人關心的鉻污染。在一些發達國家中已阻止在水泥回轉窯中運用鎂鉻耐火材料,作為替代品運用的尖晶石及白云石材料現已取得了較好的效果。在我國,有關研討及試用作業還在進行中。
在冶金工作中,特別是有色冶金工業中,鎂鉻材料依然是重要的耐火材料產品。與水泥工業不同,在冶金工業中的含鉻耐火材料不易直接轉化為六價鉻,對環境的污染可能會小一些。可是,材料與廢磚長期露天堆積,同樣會構成六價鉻進入地下水系構成污染。在現在情況下,燃眉之急是加強廢磚的保管與回收運用,一同活潑開發替代產品的研討,這在有色冶金工業中尚有適當長的路要走。
二、幾個值得留心的問題:
對整個人類及一個國家而言,資源的重復運用、可再生資源的運用是可繼續打開的重要要素。對一個工作而言,除了上述要素以外還需求不斷地呈現新的思想才華完結可繼續打開。以下幾點值得我們去盡力。
1、新的思路,開發新的材料體系
像將石墨引入耐火材猜中一樣,一個正確的新思路就會構成一個新的材料體系。近20多年我們沒有找到新的突破。
氧化物-氮化物復合材料已進行了近20年的作業,除了氮化硅結合碳化硅及氮化硅剛玉外,未見很有期望的運用前景。納米粉末的運用仍處于初期階段,并且運用規模有限。往后仍應加強根底研討及學科的交叉以尋求有用的新的思路。
2、留心耐火材料新功用的開發
近年來,耐火材料工業呈現萎縮現象,產量越來越小。這與耐火材料的功用單一、尋求的政策單一有關。耐火材料在運用中的功用是抵擋高溫文渣的腐蝕,尋求的政策是龜齡。效果是受命越來越長,產量越來越少。耐火材料要脫節這種窘境有必要開發新的功用。除龜齡以外,還應尋求新的政策。
例如,對冶金產品的凈化效果。調整與控制液相的成分,讓它在必定程度上參與冶金過程,就有可能對鋼水的凈化做出必定的貢獻。此外,通過改動精粹用耐火材料部件(如透氣磚、噴槍等)的結構來前進其冶金效果,也應歸于這一范疇。
跟著動力的嚴峻,節能是可繼續打開的一個重要方面。能不能開宣告一種既具有耐高溫、抗腐蝕功用,又能有絕熱節能功用的材料?
三、加強學科交叉 學習其他學科的新知識與老到閱歷
許多耐火材料技術的打開都是學習了其他學科的閱歷與技術,如澆注料的許多技術和理論來自混凝土。最近一個值得提出的是運用有限元技術來核算耐火材料在運用條件下的溫度與應力散布。熱應力損壞是耐火材料損壞的兩個首要要素之一。而關于耐火材料熱應力的核算及熱震安穩性的研討仍處于較初級階段。近年來,由于有限元及核算機技術的打開,使得這種核算成為可能。國外這方面的作業做得較多,但多數情況下仍將耐火材料當成均質體來考慮,但實際上耐火材料是一個凌亂的非均質、非線性材料。耐火材料在高溫下的性質的相關數據也很缺少。因而,實在要做到準確核算熱應力,在核算技術及材料的性能上還有很長一段路要走。
此外,近年來材料規劃中的一些其它新技術也應考慮怎樣運用于耐火材料上。