所服 务的高温工业技术进步和节能减排的需要发展高效节能耐火材料在设计生产 产品使用四个方面都做到高效节能发展耐火材料综合优化配置技术，充分发挥耐 火材料的功能，实现消耗和排放的减量化在高温使用时以提高安全性为目标，对耐 火材料状态进行在线检测，实现耐火材料安全化智能化使用发展环保生态型绿色 耐火材料提高耐火原料资源的有效利用实施用后耐火材料再利用。先进耐火材料 的共性关键技术基础研究方向如下 耐火材料功能化基础及应用研究 高效隔热蓄热耐火材料及其制备和应用技术研究 高性能不定形耐火材料设计和应用技术研究 耐火材料资源综合利用及新型环境友好型耐火材料制备技术研究 先进耐火材料应用模拟性能评价方法及标准研究 项目建设的必要性和意义 是产业升级技术进步的必然要求， 耐火材料是高温工业和所有高温装置赖以运行的重要基础材料和支撑材料，耐 火材料技术进步是所有高温工业重大技术进步不可或缺的重要环节，耐火材料技术发 展与各高温工业的结构调整节能降耗环保和清洁生产效率和能效的提高等息息 相关。 国外对节能耐火材料的发展非常重视，我国高温工业能耗高的重要原因之是在 节能耐火材料的发展和应用技术上和发达国家相比存在较大差距，降低高温工业能耗 的重要途径之是应用高效隔热耐火材料。从表可知各国工业窑炉用节能耐火材料 的发展水平。 表各国工业窑炉的热效率 高温窑炉热效率比较 陶瓷工业隧道窑 美国中国日本中国 此外，我国耐火材料技术与国外发达国家相比也存在较大的差距，以耐火材料最 大的用户钢铁工业为例，如日本和欧洲的吨钢耐材消耗为，南美 北美。而我国的耐材总体水平较低，吨钢耐材消耗约为，宝钢达到的最 好水平大约是，国内耐火材料产品性能和生产技术还有待于进步提高。 我国高温工业发展非常迅速，特别是冶金工业化学工业和建材工业，十 五期间中国每年消耗世界的煤的水泥的铝的钢 的玻璃的化肥，石油需求量也在不断提高。这些产品生产都在高温条 件下进行，需要采用耐火材料作为工作内衬保护设备，这些高温工业科技的发展推动 并带动了耐火材料行业的发展。年我国耐火材料产量达到万吨，同比增长 ，产品品种基本满足各工业领域高温工艺需要，质量水平不断提高，应用水平有长 足进步，耐火材料消耗逐年下降。中国是目前世界上最大的耐火材料生产和消费国， 中国已经成为世界耐火材料的主要生产基地。 但与世界先进工业国家相比，与我国高温工业今后发展的要求相比，我国耐火材 料工业还有较大的差距。其问题在于年产总量超过万，普通档次制品生产过 多，供大于求优质高效制品发展缓慢而且质量不够稳定可靠，更突出的是特种功能 制品在数量上质量上和品种发展上都有待进步提高。十二五期间，耐材的科 技发展将呈现新的特点，其基础是提高产品品质和应用水平，重点是增加或强化新的 内涵，即节能环保和低碳。耐火材料科技发展的基本方向是以自主创新为基本出发点， 走耐火材料设计和应用科学化，制作应用精细化和绿色化，消耗减量化和资源节约 化的体化道路，推动研究开发再上更高水平。 以回转窑用耐火材料为例，产品性能基本上达到国外同类产品技术水平。国内回 转窑内衬结构还是以重质耐火砖为主，辅以隔热砖和耐火纤维作为保温层构成。由于 隔热耐火材料强度过低，在生产运行过程中，隔热层容易受到挤压变形，致使窑体与 内衬结构不能同步运转，造成工作层耐火砖大面积脱落，不得不进行设备大修。直接 采用重质耐火砖砌筑的回转窑，由于内衬导热率高，给窑体设备稳定生产带来诸多不 利因素。在运行过程中经常出现齿箱润滑油冒烟着火，轻则停产，重则造成窑体变形 报废的重大设备事故。后来像鲁中耐火材料有限公司等开发了不烧耐碱复合砖烧结 高铝抗剥复合砖等新型的回转窑节能内衬结构材料，有利于提高回转窑安全运转周期 和运行寿命，降低能源消耗，有效改善设备工作环境和职工作业环境。但这些材料轻 质隔热层采用陶粒为轻质骨料，耐火度低，无法成为烧成带用镁铬砖和过渡带用镁铝 尖晶石砖的隔热层轻质骨料烧成温度达到。有企业采用重质重质 层状结构开发了烧成带使用镁铝尖晶石镁橄榄石复合砖和镁铝尖晶石高铝矾土复 合砖用于烧成带，但镁橄榄石和高铝矾土的导热系数还是偏高，没有得到大规模应用。 已有的复合砖和本项目结构隔热体化复合砖的性能详见表。 表国内外主要生产厂家产品部分性能指标 生产 厂家 性能 种类 体积 密度 抗压 强度 荷重软 化温度 热震稳定 性 水冷 次 重烧线 变化率 导热系 数 材质 和结构 德国 公司 工作 层 镁铬尖 晶石 镁橄榄 石复合 砖 隔热 层 中国 建材 院 工作 层 镁铬尖 晶石 镁橄榄 石复合 砖 隔热 层 郑州 真金 工作 层硅莫复 合砖隔热 层数均比这些材料要低，同时轻质隔热层达到 以上的强度，完全可以取代现有的重质重质复合砖和现有的单材质砖，由于 刚玉空心球生产成本低，可以生产低档复合砖而不影响其售价，结构隔热体化复 合耐火材料光是在水泥回转窑上应用，市场需用量就达到亿元人民币，市场前景 广阔。此外，该产品在冶金领域具有更大的市场空间，据宝钢专家估计可达亿人 民币，可取代现有耐火材料制品以上。 为进步降低导热系数，特别是烧成带和过渡带的热损失，提高镁铝尖晶石在烧 成带的使用寿命，实现无铬化，浙江大学苏州工业技术研究院节能材料研发与转移中 心开发了新代结构隔热体化复合材料，并可用于不同的温度带。轻质隔热层以 电熔空心球为骨料，具有耐火度高的特点，可与重质耐火材料起在 高温窑中烧成，实现重质材料与轻质材料体化，同时具有导热系数低强度高的特 点。为制备系列化结构隔热体化复合砖，浙江大学苏州工业技术研究院节能材料 研发与转移中心在镁铝尖晶石砖改性氧化铝空心球材料改性矾土基刚玉空心球开 发镁铝空心球制备铝钙空心球制备和重质轻质材料成型及密度梯度浇注料研制 方面进行了大量的工作，并取得丰硕的成果。密度在之间的轻质隔 热材料强度达到，导热系数为，先后申请专利 项。 发展耐火材料产业是顺应广西工业不断壮大的必然需求 目前，广西加快了推进工业化的进程，到年，全区工业综合实力跃上新台 阶，工业占比重达，年工业化将进入中级阶段，预计年工业占 比重达，年工业化达到全国平均水平，工业占比重达。 未来几年，广西全力打造销售收入超千亿元的大支柱产业，积极培育销售 收入超亿元的大特色优势产业，打造批全国性和区域性产业基地。其中，以 铝为主的有色金属产业以系列中型轿车为重点的汽车产业以制糖为主的食品产业 以炼油为主的石化产业以钢铁为主的冶金产业以工程机械为主的机械产业以电 源建设为主的电力产业，到年，这大支柱产业销售收入全部实现超千亿元目 标，在全区规模以上工业销售收入中的比重达到以上。在这些着力发展的支柱产 业中，有色石化钢铁加上正在崛起的水泥建材都属高温行业，在生产制造过程中 都大量使用耐火材料，此外，工业企业对耐火保温材料的需求亦是不可或缺，如管道 保温等。由此可见，随着广西工业的不断扩张，耐火材料的应用将保持持续旺盛的态 势。然而，广西的耐火材料产业直处在薄弱的境地，规模小分布散乱产品品种 不全技术较为落后，显然与广西工业的发展态势不相适应。目前，广西境内使用的 耐火材料大量从区外购入，产地主要有河南浙江湖南等，甚至远至辽宁都有。由 于运距远，价格自然高企。但广西恰恰是资源大省，制造耐火材料所需的主要原料如 铝矾土等正是广西的优势资源，加上电力相对充沛，发展耐火材料产业具有先天优势。 近年来，国家将节能减排提升到前所未有的高度，并作为项重要国策来实施。 方面通过严格土地环保等审批条件提高行业准入门槛限制能源消耗和排放规模 的增速，另方面通过行政手段或金融税收价格等工具对生产要素的分配进行调 节，挤压超标耗能和超标排放企业的生存空间，迫使各生产企业想方设法加大技改调 结构保生存促增长，对各种节能措施节能产品的需求不断升温。对冶金钢铁石化行 业而言，在各种高温窑炉中使用性能更为优异的耐火材料可以延长窑炉的工作时长， 减少检修间隔，增加产出提高效益，且提高窑炉的保温性能，能直接减少能源损耗。 优势互补，产学研结合 广西具有原材料产地优势 浙大苏州工研院节能材料开发与转移中心项目组成员专业从事结构陶瓷和耐火 材料的研究，现有副教授人，高级工程师人，工程师人，技术员人，研究生 人，是个充满激情的年轻团队。在结构陶瓷复合材料理论研究和数据建模分析 方面具有很高的造诣，自年开始氧化铝空心球轻质耐火材料材料研究，至今已 有年，年完成轻质氧化铝空心球陶瓷的制备结构与性能研究，同年完成浙 江省中小企业创新基金轻质高强氧化铝空心球陶瓷研制，并保持与多家企业之间 的产学研合作。开发出基于瓷废料和棕刚玉的刚玉空心球。为进步降低成 本，年完成基于高铝矾土的刚玉空心球开发，基于矾土基刚玉空心球的轻质耐 火材料先后在上海宝山钢铁股份公司和杭州钢铁股份有限公司等冶金行业企业和耐 火材料行业企业得到应用。年开发基于刚玉空心球的回转窑用重质轻质复合 砖，然后在走访水泥回转窑厂家，他们针对现有的重质轻质复合砖及重质重质复合 砖提出了许多有待于解决的问题，项目组也针对实际研究过程中出现的问题进行了认 真总结，先后开发出基于矾土基刚玉