耐火材料は、鉄鋼、非鉄金属、ガラス、セメント、セラミック、石油化学製品、機械、ボイラー、軽工業、電力、軍事産業など、国民経済のさまざまな分野で使用されており、上記の工業生産活動と技術開発を確保するために不可欠な材料です。高温工業生産の発展において、かけがえのない重要な役割を果たしています。

2001年以降、鉄鋼、非鉄金属、石油化学製品、建材などの高温産業の急速な発展に牽引されて、耐火物産業は良好な成長の勢いを維持し、耐火物の世界最大の生産国および輸出国になりました。 2011年、中国の耐火物生産は世界全体の約65％を占め、その生産と販売は世界で1位でした。

2001年から2010年にかけて、耐火物原料と製品の生産量は着実に増加し、そのうち「第10次5か年計画」期間の終わりは2001年の約2倍でした。2010年には、耐火物製品の全国生産量は28.006百万トンに達し、「第10次5か年計画」期間の終わりの約3倍になりました。 2011年現在、中国の耐火物業界には指定サイズを超える1,917の企業があり、30万人以上の従業員がおり、売上高は337,679億元、製品の売上高は47,737億元です。

しかし、鉱業の乱れ、加工技術の低さ、資源の総合的利用の低さ、廃棄物の多さなどにより、上記の鉱物資源、特に高品位耐火物資源はますます少なくなり、資源の保全と資源の総合的利用が最優先されています。

Song Zhenyuは、耐火物業界が原料鉱山を導いて科学的採掘を組織化し、リソース、特にさまざまなグレードの鉱床の平準化処理を最適化して包括的に使用し、過剰な採掘と掘削を防ぎ、リソースのより合理的な使用を徐々に促進して、限られたリソースを使用できるようにする必要があると考えています。役割を最大化し、持続可能な開発を実現します。

耐火物産業の発展は、国内の鉱物資源と密接に関連しています。ボーキサイト、マグネサイト、グラファイトは、3つの主要な耐火原料です。また、中国は世界3大ボーキサイト輸出国の1つです。マグネサイト埋蔵量は世界最大であり、主要な黒鉛輸出国でもあります。過去10年間の急速な発展を通じて、豊富な資源が中国の耐火物を支えています。

同時に、中国には多くの耐火物会社があり、会社の規模、プロセス技術、制御技術、設備レベルはさまざまであり、高度な生産方法と後方生産方法が共存しています。業界全体のクリーン生産レベルは高くなく、省エネと排出削減の課題は困難です。

「第12次5か年計画」期間中、中国は後方および高エネルギー生産能力の廃止を加速しています。業界は、新しい省エネ炉、包括的な省エネ技術、エネルギー管理、「3つの廃棄物」の排出抑制、および「3つの廃棄物」の資源化の開発と促進に焦点を当てます。リサイクル等使用後の耐火材料の再利用と再利用、固形廃棄物の排出量の削減、資源の総合的な利用率の向上、および省エネルギーと排出量削減の包括的推進に取り組んでいます。

「耐火物産業開発政策」は、中国の鉄鋼業における耐火物の単位消費量は鋼鉄1トンあたり約25kgであり、2020年までに15kg未満に低下すると指摘しています。 2020年に、中国の耐火材料は、長寿命、省エネルギー、無公害、および機能化された製品となります。これらの製品は、冶金、建築材料、化学薬品、新興産業の国家経済開発のニーズを満たし、輸出製品の技術内容を増やします。

履歴エディター

中国は4、000年以上前に陶器を燃やすために不純物の少ない粘土を使用し、ブロンズを鋳造することができました。東漢時代（西暦25〜220年）では、粘土製の耐火材料を使用して、磁器の窯材料とさやを作成しました。 20世紀の初めに、高純度、高密度、超高温の製品に向けて耐火材料が開発されました。同時に、成形されていない耐火材料と高耐火繊維（1600°Cを超える工業用キルンでは、焼成と低エネルギー消費を必要としませんでした）が開発されました）。アルミナベースの耐火コンクリートなどの前者は、大規模な化学プラントのアンモニア製造プラントの第2段階リフォーマーの内壁によく使用され、良好な結果が得られます。 1950年代以降、原子力技術、宇宙技術、新エネルギー開発技術などの急速な発展に伴い、融点が2000℃を超えるものなど、耐高温性、耐食性、耐熱衝撃性、耐浸食性などの総合特性に優れた特殊耐火物を使用する必要があります。酸化物、耐火物、高温複合耐火物など

古代、中世、ルネサンス期の耐火物、産業革命前後の高炉、コークス炉、熱風炉用の耐火物、現代の耐火物とその製造プロセス、現代の耐火物製造技術と主要な技術進歩、将来の耐火物開発の見通し、耐火物と高温技術の出現は、おおよそ青銅器時代の中頃に始まりました。中国の東漢王朝では、陶磁器の窯材やサッガーとして粘土耐火物が使用されていました。 20世紀初頭には、高純度、高密度、超高温の製品に向けて耐火材料が開発され、同時に、焼成をまったく必要とせず、エネルギー消費量が少ない無形の耐火材料と耐火繊維が登場しました。現代では、原子力技術、宇宙技術、新エネルギー技術の発達により、耐高温性、耐食性、耐熱振動性、耐エロージョン性などの優れた特性を併せ持つ耐火物が採用されてきました。中国には耐火物を生産する工場がたくさんあります。中国には豊富な資源があり、そのため主要な外国人投資家も才能を発揮するために中国に来ています。中国の北東部では、耐火物サプライヤーの非常に豊富な地域であり、他の外国人投資家が彼らの低い輸出価格に疑問を投げかけました。2003年に、欧州連合は新しい中国の耐火物製品のアンチダンピングを提案し、製品を制限しました。 EUへの輸出。 2006年には、原材料の大量の損失を保護するために、一部の産業が製品の輸出を大幅に制限するために輸出税の払い戻しを削減または免除しました。しかし、これは外国ブランドの販売を大幅に制限するものではありません。何十年、または何百年もの販売と生産の経験があり、市場を大きく占有しており、すべての大陸にブランド効果を生み出しているからです。

1.資源の総合的な利用レベルを向上させ、能力を保証します。

2015年までに、ハイエンドの耐火材料は基本的に自給自足であり、マグネサイト資源の総合利用率は90％以上、耐火粘土鉱石資源の総合利用率は80％以上です。 2020年までに、2つの鉱石資源の総合的な利用率は、それぞれ95％と90％より高くなります。

2.省エネと排出削減を増やします。

2015年までに、主要なエネルギー消費機器のエネルギー効率レベルは最初のレベルに達し、主要製品の総合的なエネルギー消費は2010年と比較して20％以上削減され、二酸化硫黄と窒素酸化物の総排出量は2010年からそれぞれ8％と10％以上削減されます。耐火物のリサイクル率は50％以上です。 2020年までに、使用後の耐火物のリサイクル率は75％より高くなります。

3.業界の集中力を高めます。

2015年までに国際競争力のある企業が2〜3社設立され、いくつかの工業化産業実証基地が新たに設立されます。上位10社は25％の産業集中を持っています。 2020年までに、上位10社の産業集中度は45％に増加します。

耐火材料の操作性には、一貫性、スランプ、流動性、可塑性、接着性、弾力性、凝固性、硬化性などがあります。

カテゴリーエディター

耐火材料にはさまざまな種類と用途があり、科学的研究、合理的な選択と管理を容易にするために、耐火材料を科学的に分類する必要があります。耐火物には、主に化学的属性分類、化学鉱物組成分類、製造工程分類、材料形態分類などの分類方法が多数あります。

1.不応性の高低スコアによると：

普通耐火物：1580℃〜1770℃

耐火物：1770℃〜2000℃

特殊グレードの耐火物：> 2000℃

2.異なった形およびサイズの製品によると：

標準タイプ：230mm×114mm×65mm;

最大4つの定規（サイズ比）最大：最小<4：1;

特殊な形状：2つ以下の凹型コーナー（サイズ比）最大：最小<6：1;

または50〜70°の鋭角を持っています。

特別なタイプ：（サイズ比）最大：最小<8：1;

または4つ以下の凹角;または30-50°の鋭角;

特産品：るつぼ、調理器具、チューブなど

3.耐火物は次のように分類できます。

焼成品、非焼成品、不定形耐火物

4.材料の化学的性質による分類：

酸耐火物、中性耐火物、アルカリ耐火物

5.化学鉱物組成による分類

この分類方法は、さまざまな耐火物の基本的な組成と特性を直接特徴付けることができ、製造、使用、科学研究における一般的な分類方法であり、実用化に大きな意義があります。

シリカ（シリカ）

ケイ酸アルミニウム

コランダム

マグネシウム、マグネシウムカルシウム、アルミニウムマグネシウム、マグネシウムシリコン

炭素複合耐火物

ジルコニウム耐火物

特殊耐火物

6.成形されていない耐火物の分類（使用方法に基づく）

キャスタブル

スプレーペイント

ラミング素材

プラスチック

長押し

突起物

スミア

乾式振動材

重力キャスタブル

耐火泥

構造編集

酸耐火物は酸化ケイ素を主成分として使用し、一般的に使用されるのはシリコンレンガと粘土レンガです。シリカれんがは、94％を超える酸化ケイ素を含むシリコン製品です。使用される原料は、シリカと廃シリカれんがです。酸スラグの浸食、高い負荷軟化温度に強く、繰り返し焼成した後、体積が収縮したり、わずかに膨張したりしません。ただし、アルカリ性スラグにより侵食されやすく、耐熱衝撃性に劣ります。シリカれんがは主にコークス炉、ガラス溶解炉、酸性製鋼炉などの熱設備で使用されます。粘土レンガは、耐火粘土を主原料とし、30〜46％のアルミナを含有しており、弱酸性の耐火物であり、耐熱衝撃性、酸性スラグに対する耐食性に優れ、広く使用されています。

中性耐火物は、主成分としてアルミナ、酸化クロムまたは炭素を持っています。 95％以上のアルミナを含むコランダム製品は、幅広い用途を持つ一種の高品質の耐火物です。酸化クロムを主成分とするクロムれんがは、鋼スラグに対する耐食性は優れていますが、耐熱衝撃性が低く、高温での変形温度が低くなっています。炭素質耐火材料には、低熱膨張係数、高熱伝導率、優れた耐熱衝撃性、高温強度、酸およびアルカリ、塩腐食、特に弱酸とアルカリに対する耐性があるカーボンレンガ、グラファイト製品、および炭化ケイ素製品が含まれます。耐久性に優れ、金属やスラグに濡れず、軽量です。高温炉のライニング材として広く使用されており、石油・化学業界の高圧オートクレーブのライニングとしても使用されています

アルカリ性耐火物は酸化マグネシウムと酸化カルシウムを主成分とし、一般にマグネシウムレンガが使用されています。酸化マグネシウムを80％から85％以上含むマグネシアれんがは、アルカリスラグと鉄スラグに対して優れた耐性があり、耐火性は粘土れんがやシリカれんがよりも高くなります。主にオープンファーネス、酸素ブローコンバーター、電気炉、非鉄金属製錬装置、一部の高温装置で使用されます。

特別な場合に使用される耐火材料には、アルミナ、酸化ランタン、酸化ベリリウム、酸化カルシウム、酸化ジルコニウムなどの高温酸化物材料、炭化物、窒化物、ホウ化物、ケイ化物、硫化物などの耐火化合物材料が含まれます。等;主にサーメット、高温無機コーティングおよび繊維強化セラミックを含む高温複合材料。

頻繁に使用される耐火材料には、AZSレンガ、コランダムレンガ、直接結合マグネシアクロムレンガ、炭化ケイ素レンガ、窒化ケイ素結合炭化ケイ素レンガ、窒化物、ケイ化物、硫化物、ホウ化物、炭化物、その他の非酸化物耐火材料があります。 ;酸化カルシウム、酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウムおよびその他の耐火材料。

使用頻度の高い断熱耐火物には、珪藻土製品、石綿製品、断熱板などがあります。

よく使われる不定形耐火材料には、補修材料、突進材料、鋳造材料、プラスチック、耐火泥、耐火溶射材料、耐火投影材料、耐火コーティング、軽量耐火鋳造材料、モルタルなどがあります。

バルク耐火物（無期限耐火物）：無期限耐火物は、適度に等級付けされた粒状および粉末材料と、成形および焼成せずに直接使用できる結合剤で構成される耐火物です。一般に、このような材料を構成する粒状物は骨材と呼ばれ、粉末状物は混和物と呼ばれ、結合剤はセメントと呼ばれる。このタイプの材料は、固定された形状を持たず、ペースト、ペースト、およびルーズフォームに作成できるため、一般にバルク耐火物としても知られています。この種類の耐火材料は、継ぎ目のない一体構造を形成するために使用できるため、一体の耐火材料とも呼ばれます。

アモルファス耐火物の基本的な組成は、粒状および粉末状の耐火物です。その使用要件に応じて、それは様々な材料で作ることができます。これらの耐火材料を全体として組み合わせるために、ごく少数の特別な場合を除いて、一般に適切な種類と量のバインダーが追加されます。可塑性を向上させるため、または水の消費量を減らすために、少量の適切な可塑化減水剤を追加できます。他の特別な要件を満たすために、少量の他の適切な添加剤を個別に追加することもできます。

一般性

一般的および特殊な耐火物で、一般的に使用される種類は主に次のとおりです。

酸性

シリコンレンガとクレイレンガが大量に使用されています。シリカれんがは93％以上のSiO2を含むシリコン製品で、使用原料はシリカれんがと廃シリカれんがです。ケイ酸レンガは、酸性スラグの浸食に対して強い耐性がありますが、アルカリ性スラグによって容易に浸食されます。その負荷軟化温度は非常に高く、その耐火性に近いです。焼成を繰り返した後、体積は収縮せず、少し膨張するだけですが、耐熱衝撃性は劣ります。シリカれんがは主にコークス炉、ガラス溶解炉、酸性製鋼炉などの熱設備で使用されます。粘土レンガは30％〜46％のアルミナを含んでいます。耐火粘土を主原料として使用しています。耐火性は1580〜1770℃です。耐熱衝撃性に優れています。弱酸性耐火物であり、酸性スラグに対する耐食性があります。幅広い用途に使用できます。耐火材料の最大クラスです。

中性

高アルミニウム製品の主な結晶相はムライトとコランダムであり、コランダムの含有量はアルミナ含有量の増加に伴って増加します。95％を超えるアルミナを含むコランダム製品は、幅広い用途で高品質の耐火物です。クロムれんがは主にクロム鉱石でできており、主な結晶相はクロマイトです。鋼スラグに対する耐食性は良好ですが、耐熱荷重が低く、高温負荷下での変形温度が低くなります。クロム鉱石とマグネシアを異なる比率で作成したクロムマグネシアレンガは、優れた耐熱衝撃性を備えており、主に基本的な平炉レンガとして使用されます。

炭素製品は中性耐火物の一種で、炭素含有原料の組成や製品の鉱物組成により、カーボンレンガ、グラファイト製品、炭化ケイ素製品の3種類に分類されます。カーボンブリックは、高級石油コークスを原料とし、バインダーとしてタールとアスファルトを原料とし、1300℃の空気断熱状態で焼成されます。黒鉛製品（天然黒鉛を除く）は、2500〜2800℃の電気炉で黒鉛化した炭素質材料です。炭化ケイ素製品は、炭化ケイ素を原料とし、粘土、酸化ケイ素などのバインダーを使用し、1350〜1400℃で焼成します。窒化ケイ素とケイ素粉末は、電気炉の窒素雰囲気で窒化ケイ素炭化ケイ素製品にすることもできます。

炭素質製品は、熱膨張係数が低く、熱伝導率が高く、耐熱衝撃性に優れ、高温強度があります。高温下で長時間軟化せず、酸やアルカリによる侵食がなく、耐塩性に優れ、金属やスラグに濡れず、軽量で高品質な耐高温素材です。欠点は、高温で酸化しやすく、酸化雰囲気での使用には適さないことです。炭素系製品は、高温炉ライニング（ハース、ハース、炉体下部等）のライニング、非鉄金属溶解ライニング等に幅広く使用されています。グラファイト製品は、反応タンクおよび石油化学オートクレーブのライニングとして使用できます。炭化ケイ素と黒鉛の製品は、金と軽合金で銅を製錬するためのるつぼにもできます。

アルカリ性

マグネシウム製品で代表。酸化マグネシウムを80〜85％以上含み、主な結晶相はクリストバライトです。マグネシアれんがの主な原料は、マグネサイトや海水マグネシアで、海水から抽出した水酸化マグネシウムを高温でか焼して製造されます）。アルカリ性スラグ、鉄スラグへの耐性が良好です。純粋な酸化マグネシウムの融点は2800℃と高いため、マグネシウムれんがの耐火性は粘土れんがやシリカれんがよりも高いです。 1950年代半ば以降、酸素吹き転炉製鋼の使用とアルカリ性平炉の炉の屋根の使用により、アルカリ耐火材料の生産は徐々に増加しましたが、粘土レンガとシリカレンガの生産は減少しました。アルカリ耐火物は主に、平炉、酸素吹き転炉、電気炉、非鉄金属製錬、およびいくつかの高温熱工学装置で使用されます。

複合材料

酸化物材料

アルミナ、酸化ランタン、酸化ベリリウム、酸化カルシウム、酸化ジルコニウム、酸化ウラン、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化トリウムなど。融点は2050〜3050℃。

耐火複合材料

炭化物（炭化ケイ素、炭化チタン、炭化タンタルなど）、窒化物（窒化ホウ素、窒化ケイ素など）、ホウ化物（ホウ化ジルコニウム、ホウ化チタン、ホウ化ハフニウムなど）、ケイ化物（二ケイ化物）などモリブデンなど）、硫化物（硫化トリウム、硫化セリウムなど）。融点は2000〜3887℃で、最も耐火物は炭化物です。

高温複合材料

サーメット、高温無機コーティング、繊維強化セラミックなど。

パフォーマンス編集

耐火材料の物理的特性には、構造的特性、熱的特性、機械的特性、使用特性、および操作特性が含まれます。

耐火材料の構造特性には、気孔率、かさ密度、吸水率、通気性、および細孔径分布が含まれます。

耐火材料の熱特性には、熱伝導率、熱膨張係数、比熱、熱容量、熱伝導率、熱放射率などがあります。

耐火材料の機械的特性には、圧縮強度、引張強度、曲げ強度、ねじり強度、剪断強度、衝撃強度、耐摩耗性、クリープ、結合強度、弾性係数などがあります。

耐火材料の性能特性には、耐火性、負荷時の軟化温度、再燃焼ラインの変化、耐熱衝撃性、耐スラグ性、耐酸性、耐アルカリ性、耐水和性、CO耐食性、導電性、耐酸化性などがあります。待つ。

生産工程編集

製品の密度や形状により、焼結法、メルトキャスティング法、メルトブロー法があります。焼結法は、いくつかの成熟した原料を事前に燃焼させ、それらを粉砕およびふるいにかけ、それらを特定の比率に従って原料と混合し、次にそれらを形成し、乾燥させて、燃焼させることです。原料焼成の目的は、水分、有機不純物、硫酸分解ガスを燃焼除去し、製品の焼成収縮を抑え、製品外形寸法の精度を確保することです。原料は破砕および粉砕後にふるいにかける必要もあります。これは、ブランクがさまざまな粒径の粉末によって等級分けされるため、最も密なパッキングが保証され、高密度のブランクが得られるためです。

各種原料やクリンカーの成分や粒子を均質化するために、同時にバインダーの混合・添加を行い、ブランクの接合強度を高める必要があります。例えば、ケイ酸アルミニウムのブランクには粘土を混ぜ、マグネシウムのブランクには亜硫酸パルプ廃液を加え、シリカのブランクには石灰乳を加えます。ブランクの含水率に応じて、セミドライ成形（水分約5％）、プラスチック成形（水分約15％）、グラウト成形（水分約40％）が可能です。それからそれは乾燥され、焼かれます。溶解鋳造法は、原料の混合・微粉砕、高温溶解、直接鋳造、冷却・結晶化、焼鈍を経て原料を混合し、製品化する方法です。溶融鋳造ムライトレンガ、コランダムレンガ、マグネシアレンガなど。コンパクトなボディは緻密で、機械的強度が高く、構造強度が高く、耐スラグ性に優れ、使用範囲は常に拡大しています。メルトブロー法とは、材料を溶かした後、高圧空気や過熱蒸気を吹き付けて繊維や中空ボールに分散させる方法です。主に軽量耐火物・断熱材として使用されています。さらに、タール、アスファルト、セメント、リン酸塩、硫酸塩、塩化物などのバインダーでセメント化した粉末状または顆粒状のアモルファス耐火物にすることもでき、成形および焼結せずに直接使用できます。