在建筑材料的發(fā)展下，各類新型耐火材料在工業(yè)應(yīng)用中得到了普及，本文主要針對(duì)建筑材料中耐火材料的發(fā)展過(guò)程、技術(shù)特點(diǎn)、研究進(jìn)展進(jìn)行分析。
【關(guān)鍵詞】建筑材料工業(yè)用耐火材料研究進(jìn)展
前言
上世紀(jì)70 年代時(shí)，國(guó)際經(jīng)濟(jì)兩次受到石油危機(jī)造成嚴(yán)重的損失。隨著石油價(jià)格的不斷攀升，建筑材料成本也在逐漸的增加，為了減少成本造成的壓力，各國(guó)科研人員開始著重研發(fā)新型窯爐，帶動(dòng)了高溫技術(shù)的重大改革，推動(dòng)了建筑耐火材料的更新?lián)Q代。
將用油和氣為燃料的水泥窯改造成以煤和廢棄的熱能原料為燃料進(jìn)行加工，同時(shí)為了減少熱損耗，開始大力推廣預(yù)分解水泥生產(chǎn)技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用大大降低了熱損耗，同時(shí)使生產(chǎn)能力大幅度提高，但是這種技術(shù)也存在一定的缺陷，對(duì)燒成條件的要求越來(lái)越嚴(yán)格。水泥預(yù)分解窯還以廢棄的輪胎、橡膠、塑料和一些低品位高碳物質(zhì)等作為燃料，雖然使資源損耗和水泥生產(chǎn)成本有所降低，但是這些燃料具有較多的揮發(fā)性的物質(zhì)，從而造成了窯壁結(jié)皮，影響水泥窯的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)耐火材料造成了極大的損害。在進(jìn)行玻璃熔制時(shí)，隨著加工工藝的不斷改善，浮法玻璃熔窯內(nèi)的高溫物理化學(xué)反應(yīng)更加的強(qiáng)烈，對(duì)窯內(nèi)的耐火材料使用條件提出了苛刻的要求。
建筑材料中耐火材料的發(fā)展過(guò)程
我國(guó)在改革開始后，大量的引進(jìn)了現(xiàn)代化的水泥、玻璃和陶瓷加工的生產(chǎn)技術(shù)，經(jīng)過(guò)不斷的學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)積累，具有類似屬性的生產(chǎn)線大量出現(xiàn)。但是這些窯爐所使用的耐火材料始終都是依賴于進(jìn)口。為了打破這一局面，從1981 年開始，我國(guó)以中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院等單位為主要研究部門，投入大量的資金用于新興耐火材料的研發(fā)。在多次試驗(yàn)下，我國(guó)制造出了鎂鉻磚和尖晶石磚等材料用于水泥窯高溫帶的結(jié)合和多種耐火澆注料。直到上世紀(jì)年代，我國(guó)完成了用于水泥窯、浮法玻璃窯和陶瓷的耐火材料研究，研發(fā)了熔鑄錯(cuò)剛玉磚的氧化熔融工藝，隨后又要發(fā)出了熔鑄一p 氧化鋁和熔鑄p 一氧化鋁磚。我國(guó)開始將大量的冶金系統(tǒng)耐火材料投入到建材市場(chǎng)中。在國(guó)家政策的大力扶持下，大量的耐火材料企業(yè)如雨后春筍般出現(xiàn)，推動(dòng)了我國(guó)耐火材料的發(fā)展，拉近了與發(fā)達(dá)國(guó)家間的差距。
在過(guò)去的幾年中，雖然我國(guó)工業(yè)用耐火建筑材料的技術(shù)水平得到了發(fā)展，但是能耗依然高于高達(dá)國(guó)家，我國(guó)經(jīng)濟(jì)遭到了能源問題的考驗(yàn)，為此，我國(guó)政府已經(jīng)制定了一系列的產(chǎn)業(yè)政策，這一政策為我國(guó)工業(yè)用耐火建筑材料的發(fā)展提供了機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)。在未來(lái)階段下，工業(yè)用耐火建筑材料的發(fā)展需要滿足兩個(gè)要求，第一就是耐火材料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)需要滿足節(jié)能要求; 第二就是在耐火材料生成中，要盡可能的減低能耗。
耐火材料技術(shù)進(jìn)步的特點(diǎn)
1 高純化
耐火材料在提取技術(shù)不斷進(jìn)步的影響下，開始向著高純化的方向發(fā)展。例如鎂砂的提取，通過(guò)熱選、浮選和海水提取等方式再配以鈣硅比調(diào)整技術(shù)，從而形成具有高耐火性和高純度的鎂砂。
高純度的耐火原料為制造高性能的耐火材料提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。
2 不定形耐火材料
在一些發(fā)達(dá)國(guó)家中，在耐火材料總量中有一半是不定形耐火材料。不定形耐火材料在一定程度上都需要控制界面反應(yīng)才能展現(xiàn)出特殊性能。例如，低水泥澆注料可以通過(guò)原料的組成成分、粒度和外加劑等進(jìn)行控制。
3 自動(dòng)化
在進(jìn)行耐火材料生產(chǎn)中例如原料配比、燒成過(guò)程和成品檢驗(yàn)等一些勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境差的工序，可以借助計(jì)算機(jī)控制技術(shù)來(lái)完成。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)有著高精確度和速度快的特點(diǎn)，能夠保證設(shè)備高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)安全運(yùn)行。
4 復(fù)合化
復(fù)合化就是將一種耐火材料中添加另外的耐火材料，以此來(lái)研究出新的材料，如水泥可以與硅莫磚、鎂鋯磚結(jié)合研發(fā)出新的材料，目前，已經(jīng)產(chǎn)生了多種復(fù)合材料。一般情況下，復(fù)合性的耐火材料需要遵循幾個(gè)原則，即耐高溫性能、穩(wěn)定性，并且在制造和使用溫度下，各類不同的材料可以彼此共存，且侵蝕產(chǎn)物應(yīng)該受到保護(hù)，如果無(wú)法控制這一問題，就要保證有害產(chǎn)物要在可控范圍內(nèi)，且在生產(chǎn)和使用過(guò)程中，嚴(yán)禁出現(xiàn)危險(xiǎn)性和有害性物質(zhì)。
耐火材料技術(shù)的展望
? 1 計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試和分析技術(shù)
在信息技術(shù)不斷進(jìn)步的情況下，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了快速的發(fā)展。在耐火材料的研究過(guò)程中計(jì)算機(jī)的測(cè)試和分析技術(shù)發(fā)揮了重要的作用，對(duì)耐火材料的發(fā)展造成了極大的影響。例如，在計(jì)算機(jī)中可以對(duì)耐火材料的熱力學(xué)進(jìn)行演算，從而判斷其物理化學(xué)反應(yīng)的情況; 通過(guò)電子圖像技術(shù)對(duì)耐火材料中各種物質(zhì)的含量、分布、性能和使用周期進(jìn)行分析，為耐火材料技術(shù)的不斷改善提供數(shù)據(jù)保障。
? 2 計(jì)算機(jī)輔助工藝優(yōu)化技術(shù)
通過(guò)上述從中可以看出計(jì)算機(jī)能夠?qū)σ郧盁o(wú)法進(jìn)行運(yùn)算的技術(shù)進(jìn)行演算驗(yàn)證，在新型耐火材料的研發(fā)中提供技術(shù)保證。例如，利用計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)可以進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，從而從多元化和全方位的角度去分析實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)工程數(shù)學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等多種學(xué)科的借助，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)出更加優(yōu)化的加工工藝，使耐火材料從定性分析向著定量分析的升級(jí)。通過(guò)數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行材料工藝的研究能夠?qū)崿F(xiàn)新興的以環(huán)保為前提的工藝技術(shù)。
3 計(jì)算機(jī)集成現(xiàn)代制造技術(shù)
今后現(xiàn)代制造業(yè)必然會(huì)向著計(jì)算機(jī)集成制造的方向發(fā)展。所謂的計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)就是通過(guò)有效的方法將每一個(gè)獨(dú)立的信息單元進(jìn)行組合，將設(shè)計(jì)、制造和市場(chǎng)等信息進(jìn)行統(tǒng)一的結(jié)合，從而建立一套有關(guān)數(shù)據(jù)的共享體系，通過(guò)計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)利益的最大化。
結(jié)語(yǔ)
我國(guó)是世界上最大的耐火建筑材料生產(chǎn)國(guó)與消耗國(guó)，我國(guó)一直在積極研究新型工業(yè)用耐火建筑材料，在世界對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)的關(guān)注下，我國(guó)工業(yè)用耐火材料必須要加強(qiáng)創(chuàng)新，不斷調(diào)整現(xiàn)有的產(chǎn)品結(jié)果。實(shí)現(xiàn)耐火材料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，提升行業(yè)集中度，提升材料的使用效率，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)用耐火建筑材料的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】建筑材料工業(yè)用耐火材料研究進(jìn)展
前言
上世紀(jì)70 年代時(shí)，國(guó)際經(jīng)濟(jì)兩次受到石油危機(jī)造成嚴(yán)重的損失。隨著石油價(jià)格的不斷攀升，建筑材料成本也在逐漸的增加，為了減少成本造成的壓力，各國(guó)科研人員開始著重研發(fā)新型窯爐，帶動(dòng)了高溫技術(shù)的重大改革，推動(dòng)了建筑耐火材料的更新?lián)Q代。
將用油和氣為燃料的水泥窯改造成以煤和廢棄的熱能原料為燃料進(jìn)行加工，同時(shí)為了減少熱損耗，開始大力推廣預(yù)分解水泥生產(chǎn)技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用大大降低了熱損耗，同時(shí)使生產(chǎn)能力大幅度提高，但是這種技術(shù)也存在一定的缺陷，對(duì)燒成條件的要求越來(lái)越嚴(yán)格。水泥預(yù)分解窯還以廢棄的輪胎、橡膠、塑料和一些低品位高碳物質(zhì)等作為燃料，雖然使資源損耗和水泥生產(chǎn)成本有所降低，但是這些燃料具有較多的揮發(fā)性的物質(zhì)，從而造成了窯壁結(jié)皮，影響水泥窯的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)耐火材料造成了極大的損害。在進(jìn)行玻璃熔制時(shí)，隨著加工工藝的不斷改善，浮法玻璃熔窯內(nèi)的高溫物理化學(xué)反應(yīng)更加的強(qiáng)烈，對(duì)窯內(nèi)的耐火材料使用條件提出了苛刻的要求。
建筑材料中耐火材料的發(fā)展過(guò)程
我國(guó)在改革開始后，大量的引進(jìn)了現(xiàn)代化的水泥、玻璃和陶瓷加工的生產(chǎn)技術(shù)，經(jīng)過(guò)不斷的學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)積累，具有類似屬性的生產(chǎn)線大量出現(xiàn)。但是這些窯爐所使用的耐火材料始終都是依賴于進(jìn)口。為了打破這一局面，從1981 年開始，我國(guó)以中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院等單位為主要研究部門，投入大量的資金用于新興耐火材料的研發(fā)。在多次試驗(yàn)下，我國(guó)制造出了鎂鉻磚和尖晶石磚等材料用于水泥窯高溫帶的結(jié)合和多種耐火澆注料。直到上世紀(jì)年代，我國(guó)完成了用于水泥窯、浮法玻璃窯和陶瓷的耐火材料研究，研發(fā)了熔鑄錯(cuò)剛玉磚的氧化熔融工藝，隨后又要發(fā)出了熔鑄一p 氧化鋁和熔鑄p 一氧化鋁磚。我國(guó)開始將大量的冶金系統(tǒng)耐火材料投入到建材市場(chǎng)中。在國(guó)家政策的大力扶持下，大量的耐火材料企業(yè)如雨后春筍般出現(xiàn)，推動(dòng)了我國(guó)耐火材料的發(fā)展，拉近了與發(fā)達(dá)國(guó)家間的差距。
在過(guò)去的幾年中，雖然我國(guó)工業(yè)用耐火建筑材料的技術(shù)水平得到了發(fā)展，但是能耗依然高于高達(dá)國(guó)家，我國(guó)經(jīng)濟(jì)遭到了能源問題的考驗(yàn)，為此，我國(guó)政府已經(jīng)制定了一系列的產(chǎn)業(yè)政策，這一政策為我國(guó)工業(yè)用耐火建筑材料的發(fā)展提供了機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)。在未來(lái)階段下，工業(yè)用耐火建筑材料的發(fā)展需要滿足兩個(gè)要求，第一就是耐火材料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)需要滿足節(jié)能要求; 第二就是在耐火材料生成中，要盡可能的減低能耗。
耐火材料技術(shù)進(jìn)步的特點(diǎn)
1 高純化
耐火材料在提取技術(shù)不斷進(jìn)步的影響下，開始向著高純化的方向發(fā)展。例如鎂砂的提取，通過(guò)熱選、浮選和海水提取等方式再配以鈣硅比調(diào)整技術(shù)，從而形成具有高耐火性和高純度的鎂砂。
高純度的耐火原料為制造高性能的耐火材料提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。
2 不定形耐火材料
在一些發(fā)達(dá)國(guó)家中，在耐火材料總量中有一半是不定形耐火材料。不定形耐火材料在一定程度上都需要控制界面反應(yīng)才能展現(xiàn)出特殊性能。例如，低水泥澆注料可以通過(guò)原料的組成成分、粒度和外加劑等進(jìn)行控制。
3 自動(dòng)化
在進(jìn)行耐火材料生產(chǎn)中例如原料配比、燒成過(guò)程和成品檢驗(yàn)等一些勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境差的工序，可以借助計(jì)算機(jī)控制技術(shù)來(lái)完成。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)有著高精確度和速度快的特點(diǎn)，能夠保證設(shè)備高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)安全運(yùn)行。
4 復(fù)合化
復(fù)合化就是將一種耐火材料中添加另外的耐火材料，以此來(lái)研究出新的材料，如水泥可以與硅莫磚、鎂鋯磚結(jié)合研發(fā)出新的材料，目前，已經(jīng)產(chǎn)生了多種復(fù)合材料。一般情況下，復(fù)合性的耐火材料需要遵循幾個(gè)原則，即耐高溫性能、穩(wěn)定性，并且在制造和使用溫度下，各類不同的材料可以彼此共存，且侵蝕產(chǎn)物應(yīng)該受到保護(hù)，如果無(wú)法控制這一問題，就要保證有害產(chǎn)物要在可控范圍內(nèi)，且在生產(chǎn)和使用過(guò)程中，嚴(yán)禁出現(xiàn)危險(xiǎn)性和有害性物質(zhì)。
耐火材料技術(shù)的展望
? 1 計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試和分析技術(shù)
在信息技術(shù)不斷進(jìn)步的情況下，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了快速的發(fā)展。在耐火材料的研究過(guò)程中計(jì)算機(jī)的測(cè)試和分析技術(shù)發(fā)揮了重要的作用，對(duì)耐火材料的發(fā)展造成了極大的影響。例如，在計(jì)算機(jī)中可以對(duì)耐火材料的熱力學(xué)進(jìn)行演算，從而判斷其物理化學(xué)反應(yīng)的情況; 通過(guò)電子圖像技術(shù)對(duì)耐火材料中各種物質(zhì)的含量、分布、性能和使用周期進(jìn)行分析，為耐火材料技術(shù)的不斷改善提供數(shù)據(jù)保障。
? 2 計(jì)算機(jī)輔助工藝優(yōu)化技術(shù)
通過(guò)上述從中可以看出計(jì)算機(jī)能夠?qū)σ郧盁o(wú)法進(jìn)行運(yùn)算的技術(shù)進(jìn)行演算驗(yàn)證，在新型耐火材料的研發(fā)中提供技術(shù)保證。例如，利用計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)可以進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，從而從多元化和全方位的角度去分析實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)工程數(shù)學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等多種學(xué)科的借助，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)出更加優(yōu)化的加工工藝，使耐火材料從定性分析向著定量分析的升級(jí)。通過(guò)數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行材料工藝的研究能夠?qū)崿F(xiàn)新興的以環(huán)保為前提的工藝技術(shù)。
3 計(jì)算機(jī)集成現(xiàn)代制造技術(shù)
今后現(xiàn)代制造業(yè)必然會(huì)向著計(jì)算機(jī)集成制造的方向發(fā)展。所謂的計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)就是通過(guò)有效的方法將每一個(gè)獨(dú)立的信息單元進(jìn)行組合，將設(shè)計(jì)、制造和市場(chǎng)等信息進(jìn)行統(tǒng)一的結(jié)合，從而建立一套有關(guān)數(shù)據(jù)的共享體系，通過(guò)計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)利益的最大化。
結(jié)語(yǔ)
我國(guó)是世界上最大的耐火建筑材料生產(chǎn)國(guó)與消耗國(guó)，我國(guó)一直在積極研究新型工業(yè)用耐火建筑材料，在世界對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)的關(guān)注下，我國(guó)工業(yè)用耐火材料必須要加強(qiáng)創(chuàng)新，不斷調(diào)整現(xiàn)有的產(chǎn)品結(jié)果。實(shí)現(xiàn)耐火材料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，提升行業(yè)集中度，提升材料的使用效率，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)用耐火建筑材料的發(fā)展。
