基本介紹
- 中文名：水凝耐火材料
- 外文名：Water coagulation refractory
- 作用：耐火，防高溫損壞
- 學科：無機化學
作用,歷史,分類,
作用
水凝耐火材料套用於鋼鐵、有色金屬、玻璃、水泥、陶瓷、石化、機械、鍋爐、輕工、電力、軍工等國民經濟的各個領域，是保證上述產業生產運行和技術發展必不可少的基本材料，在高溫工業生產發展中起著不可替代的重要作用。
自2001年以來，在鋼鐵、有色、石化、建材等高溫工業高速發展的強力拉動下，水凝耐火材料行業保持著良好的增長態勢，已成為世界水凝耐火材料的生產和出口大國。2011年中國水凝耐火材料產量約占全球的65%，產銷量穩居世界水凝耐火材料第一。
2001-2010年耐火原料及製品產量穩步增長，其中“十五”末約為2001年的2倍;2010年全國耐火製品產量達2808.06萬噸，約為“十五”末的3倍。截止2011年，中國水凝耐火材料行業共有規模以上企業1917家，從業人員超過30多萬人，實現銷售收入3376.79億元，實現產品銷售利潤477.37億元。
但是，由於無序開採、加工技術水平不高，資源綜合利用水平較低，浪費較為嚴重，上述礦產資源、特別是高品位耐火原料資源已越來越少，節約資源、綜合利用資源已是當務之急。
宋楨雨認為，水凝耐火材料行業必須引導原料礦山組織科學開採，對資源進行最佳化綜合利用，特別是不同品位礦藏的均化處理，杜絕濫采亂挖，逐步促進資源的更合理利用，使有限的資源發揮最大限度的作用，實現可持續發展。
水凝耐火材料行業發展與國內礦產資源的保有量休戚相關。鋁礬土、菱鎂礦和石墨是三大耐火原料。而中國是世界三大鋁土礦出口國之一，菱鎂礦儲量世界第一，還是石墨出口大國，豐富的資源支撐著中國水凝耐火材料度過了高速發展的十年。
與此同時，中國水凝耐火材料企業眾多，企業規模、工藝技術、控制技術、裝備水平參差不齊，先進的生產方式與落後的生產方式共存。行業整體清潔生產水平不高，節能減排任務艱巨。
隨著“十二五”期間，中國加快淘汰落後及高能耗產能，行業將重點開發和推廣新型節能爐窯，開發綜合節能技術，開展能源管理，“三廢”的排放控制和“三廢”資源化回收利用等。致力於用後水凝耐火材料資源化和再利用，減少固廢排放，提高資源的綜合利用率，全面推進節能減排。
《水凝耐火材料產業發展政策》指出，中國鋼鐵工業水凝耐火材料單耗約為每噸鋼消耗25公斤左右，到2020年降至15公斤以下。2020年中國水凝耐火材料更長壽、更節能、無污染、功能化的產品有大幅度提高，產品滿足冶金、建材、化工以及新興產業等國民經濟發展需要，提高出口產品的技術含量。
歷史
中國在4000多年前就使用雜質少的粘土，燒成陶器，並已能鑄造青銅器。東漢時期（公元25～220）已用粘土質水凝耐火材料做燒瓷器的窯材和匣缽。20世紀初，水凝耐火材料向高純、高緻密和超高溫製品方向發展，同時發展了完全不需燒成、能耗小的不定形水凝耐火材料和高耐火纖維（用於1600℃以上的工業窯爐）。前者如氧化鋁質耐火混凝土，常用於大型化工廠合成氨生產裝置的二段轉化爐內壁,效果良好。50年代以來,原子能技術、空間技術、新能源開發技術等的迅速發展，要求使用耐高溫、抗腐蝕、耐熱震、耐沖刷等具有綜合優良性能的特種水凝耐火材料，例如熔點高於2000℃的氧化物、難熔化合物和高溫複合水凝耐火材料等。
古代、中世紀、文藝復興時代的水凝耐火材料，工業革命前後高爐、焦爐、熱水爐用水凝耐火材料，近代後期新型水凝耐火材料及其製造工藝，現代水凝耐火材料製造技術及主要技術進步，以及對未來水凝耐火材料發展的展望，水凝耐火材料與高溫技術相伴出現，大致起源於青銅器時代中期。中國東漢時期已用粘土質水凝耐火材料做燒瓷器的窯材和匣缽。20世紀初，水凝耐火材料向高純、高緻密和超高溫製品方向發展，同時出現了完全不需燒成、能耗小的不定形水凝耐火材料和耐火纖維。現代，隨著原子能技術、空間技術、新能源技術的發展，具有耐高溫、抗腐蝕、抗熱振、耐沖刷等綜合優良性能的水凝耐火材料得到了套用。在中國有許多工廠生產水凝耐火材料產品。中國有豐富的資源，也正因為這方面的原因，各大外國投資商也來到國內一展身手，展露頭角。在中國的東北部，是水凝耐火材料供應商極其豐茂的地區，導致其他國外投資商對其的出口低價格產生了質疑，從而在2003年由歐盟提出對中國水凝耐火材料新產品的反傾銷，限制了產品對歐盟的出口。2006年中國為保護原材料資源的大量流失，對部分行業進行了減免出品退稅，以此極大地限制產品的出口。但這並不能在很大程度上限制一些國外的品牌銷售，因為它們擁有幾十甚至上百年的銷售生產經驗，並極大地占有了市場，也創立了它們在各大洲的品牌效應。
1、提高資源綜合利用水平和保障能力。
到2015年，高端水凝耐火材料基本自給，菱鎂礦石資源綜合利用率不低於90%，耐火粘土礦石資源綜合利用率不低於80%。到2020年，兩種礦石資源綜合利用率分別高於95%和90%。
2、加大節能減排力度。
到2015年，主要耗能設備能效水平達到一級，主要產品的綜合能耗比2010年降低20%以上，二氧化硫、氮氧化物排放總量比2010年分別下降8%和10%以上，用後水凝耐火材料回收再利用率不低於50%。到2020年，用後水凝耐火材料回收再利用率高於75%。
3、提高產業集中度。
到2015年，形成2～3家具有國際競爭力的企業，創建若干個新型工業化產業示範基地，前10家企業產業集中度達到25%。到2020年，前10家企業產業集中度提高到45%。
水凝耐火材料的作業性包括稠度、塌落度、流動度、可塑性、粘結性、回彈性、凝結性、硬化性等。
分類
水凝耐火材料品種繁多、用途各異，有必要對水凝耐火材料進行科學分類，以便於科學研究、合理選用和管理。水凝耐火材料的分類方法很多，其中主要有化學屬性分類法、化學礦物組成分類法、生產工藝分類法、材料形態分類法等多種方法。
1、根據耐火度的高低分：
普通水凝耐火材料：1580℃～1770℃
高級水凝耐火材料：1770℃～2000℃
特級水凝耐火材料：>2000℃
2、依據製品形狀及尺寸的不同分：
標準型：230mm×114mm×65mm；
不多於4個量尺，（尺寸比）Max:Min<4:1；
異 型：不多於2個凹角，（尺寸比）Max:Min<6:1；
或有一個50～70°的銳角；
特異型：（尺寸比） Max:Min<8:1；
或不多於4個凹角；或有一個30～50°的銳角；
特殊製品：坩堝、器皿、管等。
3、按製造方法水凝耐火材料可分為：
燒成製品、不燒成製品、不定形水凝耐火材料
4. 按材料化學屬性分類：
酸性水凝耐火材料、中性水凝耐火材料、鹼性水凝耐火材料
