耐火材料是耐火度不低于1580℃的無機非金屬材料,是服務高溫技術的基礎材料,是砌筑窯爐等熱工設備的結構材料,也是制造某些高溫容器和部件或起特殊作用的功能性材料。耐火材料在高溫作用下的成功使用,必須具有良好的組織結構、熱學性能、力學性能和使用性能，即有較高的耐火度、荷重軟化溫度、抗熱震性和抗化學侵蝕等性能,才能承受各種物理化學變化和機械作用,滿足熱工設備及部件的使用要求。
耐火材料一般是用天然礦石,如鋁礬土、硅石、菱鎂礦等原料經加工后制造的,稱為普通耐火材料;優(yōu)質耐火原料和人工合成材料,日趨增加,開發(fā)了高級耐火材料;采用純氧化物和難熔化合物制作的特種耐火材料,也得到了較大的發(fā)展這些耐火材料,在治金、建材、石化、機械和原子能等工業(yè)中,得到了廣泛的應用,獲得了較好的經濟效果。
耐火材料主要用于冶金工業(yè),其消耗量占其總產量的60%~70%。因此,耐火材料是冶金工業(yè)發(fā)展的重要基礎,具有戰(zhàn)略地位。耐火材料的發(fā)展,是與治金工業(yè)技術進步互為依存和相互促進的。眾所周知,白云石耐火材料的開發(fā),保證了堿性空氣轉爐的成功;鎂鉻磚和鎂鋁磚的發(fā)明,促進了堿性平爐的發(fā)展;鎂炭磚的問世,提高了超高功率電爐和氧氣轉爐的爐齡;不定形耐火材料的應用,出現(xiàn)了平焰燒嘴、步進梁式和蓄熱式加熱爐的新爐型。
總之,冶金工業(yè)每次重大的新技術、新工藝和新爐型的出現(xiàn),都是與耐火材料的質量提高和新產品的開發(fā)分不開的,是相輔相成的。隨著鋼產量的增加，耐火材料產量也增加。近幾年來,雖然我國鋼產量超過1億t,居世界第一,耐火材料產量卻有所降低。由于窯爐大型化和自動化、采用優(yōu)質耐火材料砌筑和加強操作管理而提高其使用壽命所致。同時,采用濺渣護爐和噴補技術,也是提高爐齡的重要措施。氧氣轉爐頂底復合吹煉和連鑄等新技術新工藝的廣泛應用,也是降低耐火材料消耗的重要原因。
各工業(yè)部門的新技術、新工藝、新裝備不斷涌現(xiàn),促進了工業(yè)窯爐的變革,推動了耐火材料的發(fā)展,而且品種結構也發(fā)生了質的變化。一般來說,定型耐火材料中的黏土磚產量下降較大,高鋁質磚有所增加,堿性磚增加較大:不定形耐火材料得到突飛猛進的發(fā)展,目前,主要產鋼國家的不定形耐火材料產量已占其總產量的30%-60%。不定形耐火材料的品種連年增加,質量不斷提高,應用領域逐步擴大并進入了高溫熔煉爐。因此,不定形耐火材料被喻為第二代耐火材料,是耐火材料生產上的重大突破,也是耐火材料的重要發(fā)展方向。
近10年來,不定形耐火材料開發(fā)了許多新技術耐火澆注料和新施工法材料,有的做成定型化產品,如透氣磚和水口磚等,廣泛應用在煉鐵和煉鋼等高溫熔煉爐中,并取得顯著效果。這是不定形耐火材料的重要發(fā)展標志,也是不定形耐火材料工作者的多年宿愿得以實現(xiàn)。
在耐火材料工業(yè)中,定型和不定形耐火材料的發(fā)展及品種結構的變化,與工業(yè)生產的實際需要基本相適應。應當指出,工業(yè)窯爐節(jié)能是一項重要的任務,為此應改革窯爐結構、發(fā)展新爐型,采用復合爐襯,應用新技術,提高燃燒技術和操作管理水平。同時,由于窯爐的輕型化和高效化,促進了耐火纖維材料和硅酸鈣絕熱板等材料的發(fā)展。如耐火纖維通常是指使用溫度高于1000℃的纖維材料,一般經過二次加工成毯、氈、板、繩、組合件和纖維塊等制品,在窯爐隔熱層或工作層上使用。該材料具有容重輕、熱導率和熱容量較低、抗熱震性好等優(yōu)點,可使爐襯減薄1/2,爐用鋼材節(jié)省50%,能源節(jié)約10%~80%,因此發(fā)展很快。
綜上說述，耐火材料主要分為定型耐火材料、不定型耐火材料和耐火纖維材料三大類，合理使用不同的砌筑材料可有效提高窯爐的工作效率，降低能源消耗，對于降低成本的意義重大。