徐国涛,王志强,秦世民,等.新一代六铝酸钙质浇注料的研制与应用[J].耐火材料,2024,58(1):53-56.
![]()
日本制铁报道的隔热耐火材料，由20世纪70年代的耐火砖发展到可塑料、陶瓷纤维和隔热浇注料，再逐步发展到现在称之为第四代隔热材料的六铝酸钙浇注料及预制块，其主要理由是：六铝酸钙(CA6)质隔热耐火材料存在微米级气孔，其热导率从室温至1 500 ℃均保持在较低水平，具有优良的高温体积稳定性、抗热震性、抗渣性等，预期能应用于铁水包、鱼雷罐、钢包、中间包的隔热保温。目前国内钢厂应用没有推广开，原因之一在于钢铁业中耐火材料多实行总包制，企业追求的是低成本高效益，目前六铝酸钙材料价格相对较高，应用不广泛。针对某厂200 t钢包的特点，采用绝热板辅助六铝酸钙质浇注料作为永久层材料，分析了钢包永久层材料及结构变化对减少钢水温降的影响，探讨了其应用的经济性和使用效果。
以不同粒级（8~5、5~3、3~1、≤1 mm）的六铝酸钙为骨料、以六铝酸钙细粉（≤0.074 mm）、Al2O3微粉（≤5 μm）、添加剂细粉等为基质，以铝酸钙水泥为结合剂制备了六铝酸钙质浇注料，并与取自生产现场的钢包永久层用普通高铝质浇注料作为对比。 与高铝浇注料相比，六铝酸钙质浇注料的体积密度较大，强度稍低，在500～1 000 ℃时的热导率较低，抗渣性好。钢包包壳内壁粘贴绝热保温板后，先浇注底部永久层，然后安装内模板，再进行直筒段六铝酸钙质浇注料的浇注，脱模后的永久层内壁光洁，无裂纹，整体性较好。
200 t钢包永久层采用低导热六铝酸钙质浇注料+绝热保温板使用后，钢包包壁外壳及渣线的温度与原用高铝质浇注料永久衬比较，平均降低温度30~50 ℃。
通过LF工艺，电极加热钢水，预计每吨钢升温1 ℃耗电0.4 kWh，吨钢升温1 ℃成本约0.3元；相比较而言，减少钢水温降1 ℃，则降低吨钢成本0.3元。以200 t钢包为例，按照现有的永久层大修炉役计算，采用绝热保温板+六铝酸钙质浇注料的吨钢成本约0.49元，采用高铝质浇注料的吨钢成本约0.25元，因此增加吨钢成本0.24元。对于钢厂来说，采用新型永久层材料进而降低钢水温降是其有利的选择，例如，按计算可减少钢水温降4 ℃，则降低吨钢成本1.2元，扣除新材质的吨钢成本0.49元，比采用高铝浇注料的吨钢成本0.25元，还是要节约成本0.46元（1.2元-0.49元-0.25元=0.46元），对钢厂有利。预期六铝酸钙类浇注料通过采用的骨料适度轻量化，可使体积密度再适度降低到，成本会较大幅度降低，密度降低也可降低热导率；通过骨料适度轻量化可减少材料用量，再配合结构变化，预期可将六铝酸钙类隔热材料成本降低20%~35%，同时减少了钢水温降，增加了效益，协同作用可大幅度降低钢厂的生产成本。徐国涛，武汉理工大学无机非金属材料专业本科及硕士，东北大学钢铁冶金专业博士毕业，教授级高级工程师。现任宝钢股份公司中央研究院耐火材料及辅材专业领域首席研究员；《耐火材料》杂志第八、第九届编辑委员会委员；《CHINA’S REFRACTORIES》杂志第六届编辑委员会委员；中国金属学会耐火材料分会委员。主要从事耐火材料分析、开发与应用研究，有球团回转窑、石灰回转窑、炼铁、焦化、炼钢等钢铁全流程耐火材料应用的实际经验；获湖北省、武汉市及冶金科技进步奖17项，宝武重大科技进步奖1项，发明专利授权40余项；发表专业论文120余篇。《耐火材料》创刊于1966年，由中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司主管、主办，报道我国耐火材料的科研、生产和应用情况等。《耐火材料》自1992年以来连续10次被评为中文核心期刊。被国内的知网、万方、维普、超星等数据库收录；同时被美国的CA、CAS、EBSCO，荷兰的SCOPUS，俄罗斯的AJ，日本的JST等数据库收录。根据《中国学术期刊影响因子年报》（2024年版）公布的统计结果，《耐火材料》位于学科（TF 冶金工程技术和TQ 化学工程）的Q1区。我们诚邀广大科研人员将高质量的论文投稿至《耐火材料》。初审快速，作者无需缴纳版面费等任何费用。
期刊投稿链接：http://www.nhcl.cn
