第1期
2023年耐火材料行业部分科技成果介绍
作者:nhxx
作者机构:
分类号:
卷号:
期号 : 2024 年, 第1期
关键词: 2023年,耐火材料行业,部分科技成果,介绍
内容简介

1. "低碳绿色系列高性能长寿命滑板的研制与应用"项目

完成单位:中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司。项目针对精炼钢包控流、转炉挡渣等用滑板材料组成设计过于单一、寿命短、对钢液增碳等问题,创新材料体系设计和绿色低碳制备技术,研制出低碳免烧免浸的系列金属-氧化物复合高性能长寿命钢包滑板和转炉挡渣用长寿命高单斜相氧化锆滑板。项目实现了基础材料体系创新、系列技术开发和产业化、工程化成功应用,为钢铁工业领域提供了新型绿色功能耐火材料,社会经济效益明显。该项目成果技术水平达到了国际领先。

 

2."大中型高炉用无水炮泥绿色化关键技术开发及应用"项目

完成单位:河南宏宇新材料科技有限公司和河南工业大学。项目针对目前大中型高炉用无水炮泥因采用焦油、树脂结合物而产生难闻气味和有害排放物的问题,采用复合结合剂、多元塑化剂和原位生成金属陶瓷相等技术,克服了炮泥实现绿色化和高性能化之间的矛盾,研制出排放物中苯并芘含量比传统无水炮泥大大降低的绿色化炮泥,形成了无水炮泥绿色化的关键技术,并实现产业化。项目产品经多家钢铁企业使用,效果良好,受到用户好评,经济、社会和环保效益显著。项目成果在消除有害物排放和实现高性能途径方面有创新,整体技术达到国际先进水平。

 

3."高纯熔铸氧化铝制品创新研制"项目

完成单位:郑州东方安彩耐火材料有限公司该项目主要针对高纯熔铸氧化铝制品生产浇铸时存在裂纹率高、缩孔多、砖型尺寸小等问题,分析了原料的特性,研究了最佳材料配方、添加剂和熔化工艺及设备,确定了特殊退火工艺制度,制定了保温成型工艺,实施了精准浇铸温度与流速,解决了冷却降温过程中因热应力产生裂纹等诸多问题。项目产品结构致密、硬度高、耐磨损、高温下稳定性好,并可浇铸大尺寸制品,满足了绿色低碳发展需要,助力了玻璃窑、有色炉用高端耐材品级升级,推动了产业技术进步;产品经在多家单位的玻璃窑池及铝电解炉使用,质量稳定,效果良好,经济和社会效益显著。

 

4."超低渗出锆刚玉砖关键技术研究与应用"项目

完成单位:河南赛隆科技有限公司。项目研究了熔铸锆刚玉制品晶体结构形成机理,分析了Na2O、Fe2O3等杂质对斜锆石-刚玉共晶体骨架形成的影响,结合材料特性,优化了工艺制度,促使了晶体发育完整、排列紧密、气孔少,产品具有优异的使用性能;项目还研究并实施了电弧炉炉体外壁对应液面位置的监控,研发了自动感温报警喷淋系统,实现了连续生产控制,保证了生产安全,延长了炉体使用寿命,实现了智能化提升和装备升级,具有良好的示范带动作用。项目产品已批量生产,产品在多家玻璃窑窑炉使用,质量稳定,满足了使用要求,经济和社会效益显著。

 

5. "钛酸铝-莫来石复相高热震窑具制品的开发与应用"项目

完成单位:郑州荣盛窑炉耐火材料有限公司。项目研究了原料组成对钛酸铝稳定性的影响,以莫来石、工业钛酸铝、氧化铁为基础原料,合成了钛酸铝-莫来石复相材料,该材料抗热震性好,并以此为基础根据莫来石的理论组成,优化配置了铝硅系原料,研究开发了具有较好抗热震性的钛酸铝-莫来石质窑具制品;项目产品已批量生产,工艺成熟,质量稳定,经国家耐火材料质量检验检测中心等单位检测,理化指标符合有关标准要求。项目产品经多家单位使用,效果良好,满足了用户使用要求,经济和社会效益显著。

 

6."等离子焚烧炉用铝铬质喷补料的研发及产业化"项目

完成单位:郑州荣盛窑炉耐火材料有限公司。项目以白刚玉及氧化铬为主要原料,复合采用膨润土、CMC、木质素等塑性结合剂,添加高温增强剂,研制了等离子焚烧炉用铝铬质喷补料。该产品具有较好的施工性能和高温使用性能,可防止工作层铝铬砖被进一步侵蚀,大幅度提高了等离子焚烧炉的作业率和使用寿命。项目产品已批量生产,工艺成熟,质量稳定,经国家耐火材料质量检验检测中心等单位检测,指标符合相关标准要求。产品经多家单位使用,性能优异,效果良好,经济和社会效益显著。

 

7. "固体危险废物减量化处置用关键耐火材料的研制及产业化"项目

完成单位:河南省宏达炉业有限公司、郑州大学项目针对固体危废减量化处置炉衬结构不合理、服役寿命短等问题,采用稳定化结合体系和微纳米技术,优化了材料的组成和结构,提高了材料的高温使用性能。创新设计了梯度材料和复合结构,自主研发了固废处置专用新型功能耐火材料,通过预制件和现场浇注相结合,提高了炉衬结构的稳定性和可靠性,实现了固体危废处置用回转窑、二燃室和等离子炉节能、长寿;项目技术先进,工艺成熟;产品已批量生产,质量稳定,产品经多家用户使用,炉衬寿命显著提高,效果良好,经济、社会和生态效益显著。

 

8."熔铸高纯氧化锆耐火制品关键技术研究与应用"项目

完成单位:河南省瑞泰科实业集团有限公司。针对玻璃熔窑高温玻璃液处材料耐侵蚀差的问题,项目优化了高纯氧化锆制品配方,开发了独特的技术工艺,研究制备了"熔铸高纯氧化锆耐火制品"。项目产品膨胀系数低、玻璃相渗出少、体积密度大、显气孔率低、抗侵蚀性能好,解决了玻璃熔窑高温玻璃液面线接处易侵蚀损坏的问题,提高了窑炉使用寿命。产品经多家单位使用,性能稳定,经济和社会效益显著。

 

9."抗侵蚀复合砖关键技术研究与应用"项目

完成单位:河南省瑞泰科实业集团有限公司。项目从黏结剂材质、材料结构设计及高温性能等方面深入研究,开发了新型黏结剂,将性能优异的熔铸高锆砖与传统熔铸锆刚玉砖黏结复合,开发制备了抗侵蚀熔铸锆刚玉梯度复合材料;产品结构稳定,工作层体积密度大、显气孔率低,抗侵蚀性能好,解决了玻璃熔窑高温玻璃液面线接处易侵蚀损坏的问题,提高了窑炉使用寿命。项目节能环保,低碳绿色,经济和效益显著。产品经有关部门检测,性能指标符合相关标准要求。经多家单位使用,产品性能稳定,满足了使用要求。

 

10."低导热镁铁铝复合尖晶石砖"项目

完成单位:郑州瑞泰耐火科技有限公司瑞泰科技股份有限公司项目针对水泥回转窑烧成带对耐火材料高强、低导热、长寿命的高要求,率先开发出工作层、保温层、隔热层复合结构的低导热镁铁铝复合尖晶石砖,显著降低了耐火材料的导热系数,使用安全稳定,有效降低了筒体温度;优化设计了材料的工艺配方,采用一次成型、同步烧成生产工艺,保障了工作层和保温层材料热物理性能和复合结构的匹配,解决了工作层、保温层的热失配及界面结合不紧密的问题;运用温度场和应力场模拟,优化设计了不同功能层的厚度及曲面复合结构,明确了保温层抗剪切应力最大化的开口倾斜角度,实现了多层复合产品的隔热性能和力学强度的最优化。相关技术已实现工业化生产,产品经第三方测试,1 250 ℃时材料整体导热系数可达到1.98 W·(m·K)-1。该项目成果对推动耐火材料行业技术进步以及水泥行业节能降碳具有示范作用,经济和社会效益显著。

 

11."节能复合耐火材料结构件"项目 

完成单位:郑州瑞泰耐火科技有限公司瑞泰科技股份有限公司项目创新设计了定形工作层、保温自流填充层、隔热层多层复合结构,并设计了配套使用的易于安装的悬挂装置和卯榫结构,其整体结构新颖,节能高效;研制出耐磨性好、抗热震性好的定形工作层,解决了传统浇注料施工工艺难度大、烘烤过程易爆裂等问题;研发了流动性好、导热系数低的自流保温浇注料填充层,提高了结构的整体性,使用寿命提高了3~5倍。该技术已实现工业化生产应用。项目成果经济、社会效益显著。项目总体技术达到国际领先水平。

 

12."高效低碳高风温热风炉关键技术研究与创新"项目

完成单位:郑州安耐克实业有限公司、首钢集团有限公司、北京首钢国际工程技术有限公司、北京首钢股份有限公司、首钢京唐钢铁联合有限责任公司、中天钢铁集团(南通)有限公司、宝武集团梅山钢铁股份有限公司、河钢塞尔维亚钢铁有限公司等。项目在高效低碳高风温顶燃式热风炉及其关键技术,顶燃式热风炉高效、低碳、清洁燃烧技术,新型顶燃式热风炉耐火材料设计、制造和配置技术标准体系,低应力-无过热热风炉炉体及管道长寿技术,热风炉燃烧动态精准控制模型及智能化信息物理系统(CPS)、热风炉炉体及管道系统全天候智能化监测系统等方面的研发创新成果和推广应用情况。在绿色低碳发展背景下,该项目围绕高炉热风炉高效燃烧、超低排放、安全稳定运行等共性技术难题,研发出高效低碳、绿色清洁、高温长寿新型顶燃式热风炉及关键技术。该项技术取得了显著的经济效益、社会效益和环境效益,应用前景广阔。评价委员会认为该项成果达到了国际领先水平。

 

13."新型Al-Ti2O3-Al2O3复合滑板的研制"项目

完成单位:河南熔金高温材料股份有限公司、北京科技大学和中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司

该项目主要将新型Al2O3-Ti2O3原料引入到Al-Al2O3材料体系中,研制了新型Al-Ti2O3-Al2O3复合滑板。主要创新点:发明了一种不含CaO、其中钛以Ti2O3形态赋存且和Al2O3均以独立相存在的Al2O3-Ti2O3复合新型高性能原料;首次将Al2O3-Ti2O3复合新型原料应用于树脂结合Al-Al2O3滑板制备,研制的Al-Ti2O3-Al2O3复合新型滑板具有耐侵蚀、耐高温、抗热震、强度高等优点,是优质钢冶炼的新型滑板;开创性揭示了Al和Ti2O3协同作用机理、无易水化的AlN和Al4C3相物相调控机制和AlTi合金与TiN的演变规律,创建了含Ti2O3复合原料用于长寿化滑板生产的制备技术,实现了Al-Ti2O3-Al2O3复合材料的产业化。项目产品采用免烧、免浸工艺,技术先进,质量稳定,性能优异,实现了滑板生产绿色环保,对绿色高效耐火材料生产具有引领和示范作用。

 

14. "新型微孔防渗透气元件研制与应用"项目

完成单位:洛阳科创新材料股份有限公司项目借助有限元分析、水模拟试验和实际应用数据的对比分析,研究孔径及孔的分布,孔型等对吹氩工艺的影响以及吹氩过程中气体、液体和非金属夹杂物的流体特征,并采用独特的乳液造孔技术,实现了砖体孔结构(孔径小且分布均匀)的可控制备,微气孔之间有微小的透气通道相连,吹气气流稳定,显著改善透气元件的抗热震性和抗侵蚀性能,提高服役寿命。创新性地将该微孔防渗型透气元件与狭缝型透气元件进行复合,达到了透气与防渗功能的协同提升,开发了新型微孔防渗透气元件;产品已批量生产,经多家企业使用,使用寿命明显提高,经济和社会效益显著;项目对防渗长寿透气元件的产业化具有引领作用,技术有原创性,整体技术达到国际先进水平。

 

15."高强低导热复合型透气元件研制与应用"项目 

完成单位:洛阳科创新材料股份有限公司项目通过原位合成方式制备出SiC-Si3N4增强复合型透气元件,经成型、干燥、固化和烧成工序,形成了多种陶瓷相复合结构,呈现优异性能,阻挡了裂纹拓展,加入造孔微球获得了均匀有规则的多孔陶瓷。项目将造孔微球引入到透气元件中,调控孔结构和分布,实现防渗透气元件的低导热,同时引入氮化硅铁,利用铁原位催化生成非氧化物陶瓷相,改善了透气元件的性能,揭示了该体系中气相调控及非氧化物增强相原位形成规律,开发了高强低导热复合型透气元件;产品已批量生产,经多家企业使用,使用寿命明显提高,经济和社会效益显著;项目对高强低导热透气元件的产业化具有引领作用,技术有原创性,整体技术达到国际先进水平。

 

16."钙处理钢用烧成镁碳质滑板的研制与应用"项目

完成单位:濮阳濮耐高温材料(集团)股份有限公司项目针对目前钙处理钢用滑板存在寿命低、稳定性差的问题,研制了抗热震、抗侵蚀等性能优良的镁碳质滑板。产品已批量生产,工艺先进,质量稳定,经河南省产品质量监督检验院检测,性能指标符合Q/PPG 008-2023企业标准。产品经中国沙钢和宁波钢铁、俄罗斯马钢、土耳其KROMAN等国内外多家用户使用,满足高钙(>45 ppm)处理钢使用要求,经济效益和社会效益显著。

 

17."镍铁回转窑长寿命不定形炉衬关键技术开发和产业化"项目

完成单位:濮阳濮耐高温材料(集团)股份有限公司项目针对目前镍铁回转窑用炉衬易剥落、寿命低等问题,研制了镍铁回转窑用高强、抗剥落、抗侵蚀莫来石质不定形系列产品。产品已批量生产,工艺先进,质量稳定,经河南省产品质量监督检验院检测,性能指标符合Q/PPG 065-2023企业标准。产品经青山集团和上海创傲的印尼项目、通化建新、辽宁晟运、中泰镍铁等国内外多家用户使用,运行稳定,使用寿命长,经济效益和社会效益显著。

 

18."危废处置用新型耐火材料制备技术集成与产业化应用"项目

完成单位:北京金隅通达耐火技术有限公司、巩义通达中原耐火技术有限公司等。项目主要针对工业危废、医废以及废液掺烧等物料在危废处置系统特殊的焚烧工况环境,开创性研制出Si复合Al2O3-SiC、Al2O3-SiO2-Cr2O3系列多元复相新型耐火材料,可抵抗高含水率、高盐和含氟物料的热冲击、渗透和侵蚀,并通过技术集成,形成了典型危废处置系统蒸发段、挥发析出燃烧段、碳燃烧段以及燃烬段等区域长寿化解决方案,使得危废处置系统用耐火材料使用寿命领先于发达国家同类产品水平。

 

19. "低阶铝土矿高质绿色利用关键技术与生产示范"项目

完成单位:巩义通达中原耐火技术有限公司、郑州大学、阳泉金隅通达高温材料有限公司、唐山冀东水泥股份有限公司、北京金隅通达耐火技术有限公司等。项目自主研发了矾土基耐火均质料成套工艺技术,建立了首条7.5万吨级示范生产线,在该系列原料基础上首次开发了大型水泥窑、干熄焦、高炉、热风炉、危废回转窑用等高档耐火材料,填补了国内外行业空白。项目成果为我国低阶铝土矿高质绿色利用提供了技术方案,大幅提高了低阶铝土矿资源利用率,具有引领示范作用。

 

 

 

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