要建立我國(guó)耐火材料的強(qiáng)國(guó)地位以及技術(shù)上的領(lǐng)先水平,在往后的耐火材料科研作業(yè)中下面三方面的問(wèn)題值得重視。
一、完結(jié)可繼續(xù)打開(kāi)的研討
“可繼續(xù)打開(kāi)”是世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)打開(kāi)的重要問(wèn)題。在耐火材料工作可做的作業(yè)許多,首要包括資源與動(dòng)力的最有用運(yùn)用;廢物的運(yùn)用與耐火材料的循環(huán)運(yùn)用等。
1、耐火材料礦產(chǎn)資源的歸納運(yùn)用
通過(guò)幾十年的無(wú)序發(fā)掘與不當(dāng)運(yùn)用,我國(guó)耐火材料資源浪費(fèi)嚴(yán)峻,耐火材料礦產(chǎn)資源的敵對(duì)現(xiàn)已比較突出。
就鋁硅系資源而言,由于挑選優(yōu)質(zhì)礦產(chǎn),選用落后的發(fā)掘與煅燒技術(shù),低價(jià)位出口,礦產(chǎn)資源損壞比較嚴(yán)峻。我國(guó)高鋁礬土質(zhì)量的安穩(wěn)性問(wèn)題依然沒(méi)有處理,與鋁工業(yè)爭(zhēng)材料的情況日益嚴(yán)峻。許多的二、三級(jí)礬土被浪費(fèi)掉,只有用二、三級(jí)礬土制備莫萊石取得成功,現(xiàn)在大約已構(gòu)成10萬(wàn)-30萬(wàn)t的產(chǎn)量,并且還在繼續(xù)增加中。
往后我國(guó)鋁硅系耐火材料材料的打開(kāi)應(yīng)該遵照可繼續(xù)打開(kāi)的原則,前進(jìn)材料的運(yùn)用率與運(yùn)用功率。技術(shù)打開(kāi)有兩條路可走:一條是走我們以前走過(guò)的老路,即選礦提純與均化的路,事實(shí)證明,這條路在經(jīng)濟(jì)與功率上問(wèn)題較大。另一條路可能會(huì)在耐火材料界引起很大爭(zhēng)辯,那就是讓出特級(jí)及一級(jí)鋁礬土給鋁工業(yè),我們則轉(zhuǎn)而運(yùn)用鋁工業(yè)出產(chǎn)的氧化鋁以及由二、三級(jí)礬土所出產(chǎn)的莫萊石為材料來(lái)制備鋁硅系耐火材料。這一條技術(shù)路途的理由有兩個(gè):(1)鋁工業(yè)中出產(chǎn)氧化鋁的技術(shù)是一個(gè)老到的、大規(guī)模的出產(chǎn)技術(shù),而礬土的選礦提純技術(shù)相對(duì)而言要不老到許多。(2)選用工業(yè)氧化鋁為材料可以減少雜質(zhì)含量,完結(jié)精料化,出產(chǎn)得到的鋁硅系耐火材料的質(zhì)量前進(jìn),運(yùn)用壽數(shù)延伸,然后前進(jìn)資源的運(yùn)用功率。
此外,在鋁硅系材猜中,紅柱石、硅線石與藍(lán)晶石的研討也應(yīng)加強(qiáng)。這方面以前進(jìn)行過(guò)一些作業(yè),但怎樣使不同質(zhì)量的這類(lèi)材料得到歸納運(yùn)用還有待加強(qiáng)。
就堿性材料而言,為了滿(mǎn)足鎂碳磚等優(yōu)質(zhì)耐火材料的需求,高純度優(yōu)質(zhì)菱鎂礦的資源現(xiàn)已越來(lái)越少,而許多質(zhì)量尚好的菱鎂礦及粉礦被許多堆積不用,這構(gòu)成了資源的浪費(fèi)。為了處理這一問(wèn)題,有三方面的作業(yè)可以進(jìn)行:(1)物盡其用,不尋求高純度、高質(zhì)量。不同層次的產(chǎn)品選用不同的材料。一同,打開(kāi)用低層次的材料出產(chǎn)高層次制品的研討。(2)打開(kāi)資源歸納運(yùn)用的研討,將粉礦等被扔掉的資源盡量運(yùn)用起來(lái)。(3)打開(kāi)白云石質(zhì)耐火材料。由于我國(guó)優(yōu)質(zhì)白云石的散布很廣,除了打開(kāi)防水化研討外,還可考慮在鋼廠附近就近出產(chǎn),以減少水化帶來(lái)的影響。
資源的歸納運(yùn)用是和科學(xué)研討作業(yè)緊密相聯(lián)系的。只有當(dāng)科研作業(yè)做到使歸納運(yùn)用變得有利可圖時(shí),歸納運(yùn)用才華實(shí)在完結(jié)。
2、耐火材料的回收運(yùn)用
用后耐火材料的回收再運(yùn)用近年來(lái)已遭到廣泛重視。歐洲耐火材料的回收運(yùn)用情況如下:
鋼鐵公司中的耐火材料質(zhì)量平衡:熔損33%,內(nèi)部再運(yùn)用25%,外部再運(yùn)用37%,廢氣5%。
耐火材料質(zhì)量總平衡:熔損33%,非耐火材料運(yùn)用31%,耐火材料循環(huán)運(yùn)用24%,廢氣
12%。
可見(jiàn),歐洲耐火材料的再生運(yùn)用抵達(dá)50%左右,被扔掉的耐火材料是很低的。我國(guó)耐火材料的回收運(yùn)用還有許多作業(yè)可做?,F(xiàn)在江浙區(qū)域、寶鋼及其附近區(qū)域作業(yè)做得較好。
耐火材料的回收運(yùn)用包括兩個(gè)辦法:一個(gè)是將用后的耐火材料破碎后作為材料再運(yùn)用,這兒面包括有用與無(wú)用部分的分別技術(shù),以及用這部分材料制造新耐火材料的制造技術(shù);另一個(gè)是耐火材料部件,如滑板的批改再運(yùn)用,包括批改技術(shù)及粘接技術(shù)等。
3、減少于防止對(duì)環(huán)境的污染
耐火材料自身對(duì)環(huán)境的污染并不嚴(yán)峻。除了未運(yùn)用的材料及用后耐火材料的堆積構(gòu)成土地的荒漠化及大氣塵土外,近年來(lái),最令人關(guān)心的鉻污染。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家中已阻止在水泥回轉(zhuǎn)窯中運(yùn)用鎂鉻耐火材料,作為替代品運(yùn)用的尖晶石及白云石材料現(xiàn)已取得了較好的效果。在我國(guó),有關(guān)研討及試用作業(yè)還在進(jìn)行中。
在冶金工作中,特別是有色冶金工業(yè)中,鎂鉻材料依然是重要的耐火材料產(chǎn)品。與水泥工業(yè)不同,在冶金工業(yè)中的含鉻耐火材料不易直接轉(zhuǎn)化為六價(jià)鉻,對(duì)環(huán)境的污染可能會(huì)小一些??墒?,材料與廢磚長(zhǎng)期露天堆積,同樣會(huì)構(gòu)成六價(jià)鉻進(jìn)入地下水系構(gòu)成污染。在現(xiàn)在情況下,燃眉之急是加強(qiáng)廢磚的保管與回收運(yùn)用,一同活潑開(kāi)發(fā)替代產(chǎn)品的研討,這在有色冶金工業(yè)中尚有適當(dāng)長(zhǎng)的路要走。
二、幾個(gè)值得留心的問(wèn)題:
對(duì)整個(gè)人類(lèi)及一個(gè)國(guó)家而言,資源的重復(fù)運(yùn)用、可再生資源的運(yùn)用是可繼續(xù)打開(kāi)的重要要素。對(duì)一個(gè)工作而言,除了上述要素以外還需求不斷地呈現(xiàn)新的思想才華完結(jié)可繼續(xù)打開(kāi)。以下幾點(diǎn)值得我們?nèi)ケM力。
1、新的思路,開(kāi)發(fā)新的材料體系
像將石墨引入耐火材猜中一樣,一個(gè)正確的新思路就會(huì)構(gòu)成一個(gè)新的材料體系。近20多年我們沒(méi)有找到新的突破。
氧化物-氮化物復(fù)合材料已進(jìn)行了近20年的作業(yè),除了氮化硅結(jié)合碳化硅及氮化硅剛玉外,未見(jiàn)很有期望的運(yùn)用前景。納米粉末的運(yùn)用仍處于初期階段,并且運(yùn)用規(guī)模有限。往后仍應(yīng)加強(qiáng)根底研討及學(xué)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(kāi)發(fā)
近年來(lái),耐火材料工業(yè)呈現(xiàn)萎縮現(xiàn)象,產(chǎn)量越來(lái)越小。這與耐火材料的功用單一、尋求的政策單一有關(guān)。耐火材料在運(yùn)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(lái)越長(zhǎng),產(chǎn)量越來(lái)越少。耐火材料要脫節(jié)這種窘境有必要開(kāi)發(fā)新的功用。除龜齡以外,還應(yīng)尋求新的政策。
例如,對(duì)冶金產(chǎn)品的凈化效果。調(diào)整與控制液相的成分,讓它在必定程度上參與冶金過(guò)程,就有可能對(duì)鋼水的凈化做出必定的貢獻(xiàn)。此外,通過(guò)改動(dòng)精粹用耐火材料部件(如透氣磚、噴槍等)的結(jié)構(gòu)來(lái)前進(jìn)其冶金效果,也應(yīng)歸于這一范疇。
跟著動(dòng)力的嚴(yán)峻,節(jié)能是可繼續(xù)打開(kāi)的一個(gè)重要方面。能不能開(kāi)宣告一種既具有耐高溫、抗腐蝕功用,又能有絕熱節(jié)能功用的材料?
三、加強(qiáng)學(xué)科交叉 學(xué)習(xí)其他學(xué)科的新知識(shí)與老到閱歷
許多耐火材料技術(shù)的打開(kāi)都是學(xué)習(xí)了其他學(xué)科的閱歷與技術(shù),如澆注料的許多技術(shù)和理論來(lái)自混凝土。最近一個(gè)值得提出的是運(yùn)用有限元技術(shù)來(lái)核算耐火材料在運(yùn)用條件下的溫度與應(yīng)力散布。熱應(yīng)力損壞是耐火材料損壞的兩個(gè)首要要素之一。而關(guān)于耐火材料熱應(yīng)力的核算及熱震安穩(wěn)性的研討仍處于較初級(jí)階段。近年來(lái),由于有限元及核算機(jī)技術(shù)的打開(kāi),使得這種核算成為可能。國(guó)外這方面的作業(yè)做得較多,但多數(shù)情況下仍將耐火材料當(dāng)成均質(zhì)體來(lái)考慮,但實(shí)際上耐火材料是一個(gè)凌亂的非均質(zhì)、非線性材料。耐火材料在高溫下的性質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)也很缺少。因而,實(shí)在要做到準(zhǔn)確核算熱應(yīng)力,在核算技術(shù)及材料的性能上還有很長(zhǎng)一段路要走。
此外,近年來(lái)材料規(guī)劃中的一些其它新技術(shù)也應(yīng)考慮怎樣運(yùn)用于耐火材料上。