發(fā)展耐火材料對節(jié)能環(huán)保的影響

徐平坤

（廣州耐火材料廠，廣東廣州510300）

發(fā)展耐火材料對節(jié)能環(huán)保的影響

徐平坤

（廣州耐火材料廠，廣東廣州510300）

傳統(tǒng)的耐火材料，從礦山開采原料到制出產(chǎn)品，在生產(chǎn)過程中，排出廢土、廢石、廢氣、粉塵等，消耗能源，污染環(huán)境；有的耐火材料在使用過程排毒、煙氣，危害人體健康。采用現(xiàn)代工藝技術(shù)，利用生料、廢棄物生產(chǎn)耐火材料，節(jié)能減排，降低成本，使用安全可靠；隔熱保溫耐火材料對節(jié)能起主要作用。

耐火材料；節(jié)能；環(huán)保；生產(chǎn)；健康

由于工業(yè)的高速發(fā)展，廢氣、廢物的排放量增大，大自然的生態(tài)平衡被破壞，發(fā)生氣候異常，造成自然災(zāi)害頻發(fā)，人類的生存受到威脅，引起世界各國的關(guān)注。發(fā)展低碳經(jīng)濟，加強環(huán)境保護，節(jié)能減排，已成為人類的共識。我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，高消耗、高污染的經(jīng)濟增長模式，使中國的環(huán)境問題日益突出。20世紀(jì)80年代，中國政府把保護環(huán)境確立為一項基本國策，1989年正式頒布“環(huán)境保護法”。進入21世紀(jì)后的國家發(fā)展計劃提出實施綠色戰(zhàn)略，實施“清潔生產(chǎn)促進法”和“環(huán)境影響評價法”是中國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。近年來環(huán)保力度不斷加大，環(huán)保部門派出多路督察組，進駐全國各地，進行環(huán)境監(jiān)察，一邊淘汰關(guān)閉落后高污染企業(yè)，一邊制定更嚴(yán)格的規(guī)章制度，實現(xiàn)節(jié)能減排，保護環(huán)境的目標(biāo)。

耐火材料工業(yè)被描繪為冶金和其他高溫工業(yè)的支撐工業(yè)和先行工業(yè)，與鋼鐵等高溫工業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)，相互依存，互為促進，共同發(fā)展。隨著冶金工業(yè)及其他高溫工業(yè)的發(fā)展，耐火材料工業(yè)也在迅速發(fā)展。我國是耐火材料生產(chǎn)大國，其耐火材料產(chǎn)量比美、日、英、法、德、俄等國加起來還要多，占世界的65%～69%。隨著冶金等高溫工業(yè)節(jié)能減排力度的加大，耐火材料工業(yè)的節(jié)能減排及耐火材料在高溫工業(yè)中的節(jié)能減排作用不可忽視。筆者認(rèn)為耐火材料的節(jié)能減排、保護環(huán)境工作應(yīng)該從4個方面加以理解和認(rèn)定：第一，耐火材料生產(chǎn)過程中要消耗大量的能源，排放大量的煙塵、粉塵，污染環(huán)境，必須采取措施，加以治理；第二，熱工設(shè)備選擇合適的耐火材料，有效利用耐火材料的熱導(dǎo)率、熱容等性能，節(jié)約能源，提高使用壽命，會對節(jié)約能源做貢獻；第三，耐火材料本身必須是無毒無害的環(huán)境友好型產(chǎn)品；第四，利用工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活排出的廢棄物生產(chǎn)耐火材料，既減少廢棄物占用土地，污染環(huán)境，又減少天然耐火原料的開采量，一舉兩得。

1 耐火材料生產(chǎn)過程的節(jié)能環(huán)保

耐火材料生產(chǎn)過程大致為：原料礦山開采—原料高溫煅燒或電熔—破碎與粉碎—篩分—配料與混合—成型—干燥—燒成—檢驗—成品。以下按順序敘述。

1.1 礦山開采

耐火材料屬于資源型企業(yè)，最初的原料是從礦山開采出來的。我國耐火材料產(chǎn)量2 400～3 000萬t（2011 年 2 949.69 萬 t，2016 年 2 391.24 萬 t），1.5～2.5 t原料生產(chǎn)1 t耐火材料，因此，每年開采耐火原料5 000～6 000萬t。眾所周知，采礦要先剝離巖石和廢土，開拓巷道，山上的良好生態(tài)環(huán)境被破壞，大量的廢石、廢土覆蓋土地，占用農(nóng)田。特別是我國的耐火原料礦山，私采亂挖現(xiàn)象嚴(yán)重，浪費資源，污染環(huán)境。為了保護環(huán)境，必須整頓耐火原料礦山的開采秩序，加強管理，按采礦技術(shù)規(guī)范進行開采。同時還要將廢棄的巖石和土壤回填到采場，平整土地，重新綠化，或再造農(nóng)田。遼寧海城市叫停市內(nèi)所有菱鎂礦山開采，全市統(tǒng)一整合開采，整合煅燒礦石，達到保護環(huán)境要求的目標(biāo)。

耐火原料礦石大部分與其他有益礦物共生，如：耐火原料鋁土礦、耐火黏土等與煤共生；菱鎂礦與滑石、白云石、石灰石等共生。在礦山開采時，應(yīng)該統(tǒng)統(tǒng)全部開采出來，分別加以利用。特別在采煤時應(yīng)該將煤層頂板或底板的鋁土礦或煤矸石、耐火黏土同時開采出來，這樣既避免了資源浪費，又減少了廢棄物的排放。我國在20世紀(jì)60年代曾推廣過綜合開采、綜合利用的先進經(jīng)驗，但在耐火原料礦山利用的不多，建議今后應(yīng)該加大推廣力度。其次應(yīng)該加強低品位礦石的利用研究，盡量減少廢棄物的排放量。對菱鎂礦、鋁土礦的選礦提純勢在必行。

減少礦山開采量的另一辦法就是用后殘存耐火材料的再生利用。據(jù)有關(guān)資料介紹，我國用后廢棄的耐火材料每年有450～525萬t，如果能把這部分用后耐火材料回收當(dāng)做耐火原料利用，不但減少礦山開采量，而且還減少廢棄物的排放。其實在我國南方一些地區(qū)很早就進行回收工作，20世紀(jì)70年代，福建、廣東等地的耐火廠就把鋼鐵廠用后的耐火材料回收后做原料。上海、浙江、江蘇等地有回收用后耐火材料的民營企業(yè)，寶鋼有專門回收用后耐火材料的下屬公司，他們將回收的用后耐火材料進行檢選、加工，然后賣給耐火材料生產(chǎn)企業(yè)。我國北方對用后耐火材料回收利用起步較晚，特別是耐火原料資源比較豐富的地區(qū)，過去不太重視，現(xiàn)在也開始行動了。例如，山西是耐火原料資源豐富的地區(qū)，現(xiàn)在也有專門回收用后耐火材料的民營企業(yè)。因此，建議將回收的用后耐火材料，在耐火材料協(xié)會進行全國統(tǒng)計。

1.2 耐火原料煅燒（或電熔）

從礦山開采出來的天然耐火原料，一般不能直接生產(chǎn)耐火材料，大部分需要高溫煅燒（或電熔）成熟料。這樣，一方面要消耗大量能源，另一方面排出大量煙氣等有害氣體污染環(huán)境。例如菱鎂礦煅燒鎂砂，1 700～1 800℃高溫，菱鎂礦含MgO 47.82%，CO252.18%，煅燒鎂石時CO2全部排出。眾所周知，所謂低碳經(jīng)濟，就是要減少CO2的排放。到目前為止，我國煅燒耐火原料產(chǎn)生的煙氣，大部分都排放到大氣中，必須引起重視。白云石含MgO 21.9%，CaO 30.4%，CO247.7%，煅燒時也排出大量CO2氣體。20世紀(jì)80年代廣東韶關(guān)鋼鐵廠將煅燒白云石產(chǎn)生的CO2氣體回收，賣給食品工業(yè)部門生產(chǎn)飲料汽水，不但減少對環(huán)境的污染，而且還提升經(jīng)濟效益。筆者2016年到山西陽泉地區(qū)親眼看到一些煅燒高鋁礬土的爐窯，因污染環(huán)境問題而停產(chǎn)。耐火原料的煅燒或電熔必須對排放的污染物進行治理。

重視煅燒耐火原料設(shè)備的選擇。目前，用連續(xù)生產(chǎn)的機械化豎窯，投資少，見效快，利用系數(shù)較大，生產(chǎn)效益高，熱耗低，可燃?xì)?，可燃油，也可用焦炭、煤等固體燃料，而且溫度可以控制，并且可在窯上安裝廢氣回收裝置，節(jié)能降耗，保護環(huán)境。無論是高純鎂砂、板狀剛玉等高檔耐火原料，還是一般的耐火黏土、高鋁礬土，都可以用豎窯煅燒。

最好的節(jié)能減排辦法就是耐火原料不用煅燒或電熔，用生料直接生產(chǎn)耐火材料。眾所周知，耐火原料煅燒的目的是使其體積穩(wěn)定，避免制品燒成過程因體積效應(yīng)產(chǎn)生廢品。其實有許多耐火原料在加熱過程的體積變化不大，如：蠟石、硅石、橄欖石、紅柱石、硅線石、蘭晶石、鋯英石等，都可以用生料生產(chǎn)耐火磚和不定形耐火材料，并且有實際生產(chǎn)的經(jīng)驗。攀鋼耐火廠利用高鋁礬土生料成功制造高鋁磚，具有重要意義。第一，Al2O3-SiO2系耐火材料，占總產(chǎn)量的75%，高鋁礬土不用煅燒，節(jié)約能源，減少污染。第二，高鋁礬土在高溫下排出結(jié)晶水，體積收縮，Al2O3與SiO2形成莫來石，體積會膨脹，合理配合，做成合格制品。因此，在耐火材料的配料時，要考慮到既有在高溫下會產(chǎn)生收縮的原料，再加入高溫下膨脹的原料，精確配合并進行工藝研究，擴大生料直接利用的范圍及數(shù)量。新疆八鋼公司利用資源豐富不用煅燒的鎂橄欖石代替鎂砂，生產(chǎn)中間包涂抹料就很好地說明問題。

1.3 耐火原料的破碎、粉碎、篩分、配料及混合

無論定型或不定形耐火材料，都要求原料合理的粒度配比?？墒且话隳突鹪隙茧y以滿足粒度要求，要經(jīng)過破碎、粉碎、篩分才能進行配料、混合。在這個過程中不可避免地產(chǎn)生粉塵，密封不好就要飄浮到大氣中，污染環(huán)境，危害人的身體健康。曾被媒體廣泛報道的河南農(nóng)民工張某開胸驗肺的故事，就發(fā)生在河南新密市的一家耐火企業(yè)。我國的耐火材料有相當(dāng)數(shù)量是由規(guī)模小、設(shè)備差的民營企業(yè)，沒有防塵、除塵設(shè)備，甚至有的企業(yè)生產(chǎn)工人連防塵口罩都沒有。節(jié)能減排任重而道遠，環(huán)保部門必須加強對耐火材料企業(yè)的排查力度，制定嚴(yán)格的防塵標(biāo)準(zhǔn)，淘汰落后不達標(biāo)的企業(yè)。耐火材料企業(yè)是能夠根據(jù)生產(chǎn)工藝特點，運用科技手段搞好必要的防塵設(shè)施，如采用全封閉作業(yè)，電腦控制操作，避免人與粉塵直接接觸，將粉塵排放到有水或噴霧的容器中，回收利用。目前一些不定形耐火材料生產(chǎn)系統(tǒng)采用全自動化生產(chǎn)線，就是采用類似的辦法取得可喜的成效。應(yīng)該進一步推廣到所有耐火材料生產(chǎn)線，使粉塵量進一步減少，達到零排放。

1.4 制品的干燥、燒成

制品的干燥溫度一般不高，大都利用制品燒成的余熱，極少數(shù)企業(yè)有單獨干燥設(shè)備。制品的燒成溫度越高，耗能越大。過去耐火制品燒成普遍采用塊煤作燃料，燃燒過程中排出大量煙氣，污染環(huán)境。20世紀(jì)末，環(huán)保部門下決心鏟除燒煤倒焰窯等排煙的根源，現(xiàn)在耐火企業(yè)普遍采用煤氣或重油燒成耐火制品，基本杜絕了向大氣中排放煙塵。因此，耐火制品燒成的節(jié)能就成為主要問題，降低燒成溫度是節(jié)能的根本途徑。實際上，制品的燒成溫度是可以降低的，例如：某耐火廠用電熔剛玉原料，磷酸二氫鋁作結(jié)合劑的純剛玉制品，1 480～1 540℃保溫24 h燒成與1 800℃燒成的純剛玉制品，在使用溫度為1 800℃的爐窯上，使用效果接近。在保證使用效果的前提下，降低燒成溫度能夠節(jié)約能源。在現(xiàn)代耐火材料工藝技術(shù)的水平上，降低制品的燒成溫度有很多方法，如：加入超微粉或納米粉，加入助燒劑，采用特殊結(jié)合劑等。

如果耐火制品不燒，更是節(jié)能，例如：高鋁磚燒成溫度在1 500℃以上，可是磷酸鹽結(jié)合不燒高鋁磚僅在500℃左右烘烤，而且強度超過高溫?zé)傻母咪X磚；鎂鉻磚燒成溫度1 700℃以上，可是用聚磷酸鈉結(jié)合的不燒鎂鉻磚僅在200℃左右烘烤，不但強度高，而且在水泥窯上使用效果也很好?，F(xiàn)在不燒的定型耐火制品已很普遍，為了節(jié)能減排，應(yīng)該進一步擴大成果。

不定形耐火材料生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)周期短，綜合能耗低，僅是燒成制品的1/8，可以機械化施工且施工效率高，可局部修補并在殘體上進行補澆，能減少材料消耗，適宜復(fù)雜襯體施工和修補，便于使用要求調(diào)整組成和性能，一些工業(yè)發(fā)達國家不定形耐火材料發(fā)展迅速，美、英、德、法等國不定形耐火材料產(chǎn)量占耐火材料的總產(chǎn)量的50%以上，日本占65%以上，我國占35%左右，可見，我國的不定形耐火材料與發(fā)達國家相比，差距較大，還有很大發(fā)展空間。

筆者認(rèn)為：耐火材料的發(fā)展方向應(yīng)該是燒成制品盡量用生料制磚，不定形耐火材料及不燒磚盡量利用回收的用后耐火材料做原料，當(dāng)然有的生料也可使用，如蘭晶石、紅柱石、葉蠟石、橄欖石等。我國的耐火材料企業(yè)應(yīng)該加強企業(yè)的聯(lián)合兼并和重組，淘汰落后產(chǎn)能，提高綜合實力，進行技術(shù)改造，才有能力開發(fā)環(huán)境友好型新產(chǎn)品，才有能力開展防塵環(huán)保。目前在我國除中鋼耐火材料公司、營口青花集團、濮陽濮耐集團等少數(shù)耐火企業(yè)規(guī)模較大，生產(chǎn)環(huán)境治理較好外，大多數(shù)耐火企業(yè)規(guī)模較小，設(shè)備陳舊落后，技術(shù)力量薄弱，有的企業(yè)甚至還是手工作坊式生產(chǎn)。這些企業(yè)主要分布在遼寧營口海城地區(qū)、山西陽泉郊區(qū)、山東淄博、河南新密、鞏義、焦作、江蘇宜興、浙江長興等地，往往是一個縣域有幾百家耐火廠，廠與廠之間“雞犬之聲相聞，老死不相往來”，為了本企業(yè)的利益，相互攻擊，互相拆臺，對國家、對社會非常不利。如果政府或行業(yè)協(xié)會出面，將這些企業(yè)聯(lián)合起來，在一個縣域內(nèi)設(shè)一家或兩家耐火材料公司，集中力量辦大事，實行集約化管理，淘汰落后產(chǎn)能，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

2 耐火材料對熱工設(shè)備節(jié)能環(huán)保的作用

2.1 熱工設(shè)備節(jié)能

爐窯等熱工設(shè)備內(nèi)襯及部件是由耐火材料構(gòu)筑的，熱工設(shè)備一般都是耗能大戶，溫度越高，耗能越多，如鋼鐵、水泥、石化等高溫行業(yè)。其實耐火材料在其中起著很關(guān)鍵的作用，在高溫下，耐火材料既要保持穩(wěn)定，又要保證熱量盡量不散失，因此，耐火材料要保溫性能好，蓄熱少。根據(jù)氣體熱導(dǎo)率低的原理，隔熱保溫耐火材料必須是輕質(zhì)的多孔體。近年來，隔熱輕質(zhì)耐火材料發(fā)展速度較快，不但有不同材質(zhì)、不同體積密度、不同熱導(dǎo)率的定型耐火制品，還有相應(yīng)的澆注料、耐火纖維棉、耐火纖維制品、硅鈣板、耐火泥漿等。這些保溫隔熱產(chǎn)品的理化性能、隔熱效果不同，市售價格也不同。因此，應(yīng)該根據(jù)熱工設(shè)備的使用條件進行內(nèi)襯設(shè)計。收集原始資料，其中包括溫度參數(shù)（熱面溫度、冷面溫度），物理參數(shù)（耐火材料的熱導(dǎo)率、體積密度、最高使用溫度），經(jīng)濟參數(shù)（耐火材料價格、燃料價格、發(fā)熱量、利用系數(shù)等），然后進行計算節(jié)能效果，并分析對比，選擇合適的方案。例如：我國某船舶鍋爐，原用石棉板及耐火黏土磚砌筑，總重約6 t，而改用普通纖維氈+高鋁纖維氈+高鋁纖維復(fù)合磚+涂料，總重僅0.88 t。雖然后者投資比前者高30倍，但8個月后節(jié)油費用可以抵消投資高出部分，而高鋁纖維磚使用壽命高于黏土磚，減少了鍋爐檢修費用，還能降低艙內(nèi)溫度，改善作業(yè)環(huán)境，增加載重量（比黏土磚減輕5.12 t）。德國一座燒特種耐火材料的間歇窯，采用Al2O3纖維內(nèi)襯，使用溫度超過1 400℃，纖維熱面穩(wěn)定，可以節(jié)約燃料40%。我國很早就重視節(jié)能環(huán)保，“六五”期間國家重點推廣耐火纖維在工業(yè)爐窯的應(yīng)用，并取得很好的效果，如鞍鋼等15家冶金企業(yè)應(yīng)用耐火纖維爐襯，1982—1988年，節(jié)能折合標(biāo)煤25.93萬t，機械行業(yè)用耐火纖維改造爐窯2 578臺，節(jié)能9.43萬t標(biāo)煤，石化行業(yè)加熱爐的熱效率達到82%。最近，隔熱輕質(zhì)耐火材料又出現(xiàn)更新的產(chǎn)品，如：納米級微孔硅酸鋁質(zhì)輕質(zhì)耐火材料。俄羅斯開發(fā)一種用微孔工業(yè)氧化鋁生產(chǎn)的剛玉隔熱耐火制品，不但熱導(dǎo)率低，強度高，而且生產(chǎn)工藝也比較簡單。英國某公司以SiO2微粉作原料，以無機纖維作增強材料，添加降低輻射的材料，制得體積密度為0.24 g/cm3左右的多孔隔熱材料，其熱導(dǎo)率低于靜止的空氣。還有人用微孔SiO2與蛭石制成三明治結(jié)構(gòu)，以鋯英石為降低輻射傳熱的添加劑，制得體積密度為0.35 g/cm3的隔熱材料，其熱導(dǎo)率也低于靜止的空氣。將這些新的隔熱材料在熱工設(shè)備上合理配置，節(jié)能效果會更好。

在熱工設(shè)備上，與耐火材料隔熱相反的是充分合理地利用耐火材料傳熱特性，也會提高熱工設(shè)備的熱效率和生產(chǎn)率。如：焦?fàn)t在加熱溫度和爐墻厚度保持不變的情況下，利用高導(dǎo)熱性硅磚，可使碳化室與燃燒室之間的溫差減小，提高加熱速度和縮短結(jié)焦時間。據(jù)測算，一座寬4.4 m的碳化室，隔墻厚1.1 m，所用硅磚熱導(dǎo)率1.887 W/（m·K），加熱溫度1 349℃，生產(chǎn)率9.8 kg/（m2·h），可是當(dāng)熱導(dǎo)率提高到2.904 W/（m·K）時，則生產(chǎn)率可提高約50%。

各種熱工設(shè)備生產(chǎn)過程中排出大量燃燒廢氣，帶走大量熱，約占能耗30%～70%，回收廢熱，既節(jié)能又環(huán)保。通過在出口安裝熱交換器，利用余熱預(yù)熱燃燒空氣。熱交換器的節(jié)能效果取決于所用材料的熱導(dǎo)率，SiC的熱導(dǎo)率高，為理想的材料。電熱儲能用耐火材料既要有高的熱導(dǎo)率，還要有高的熱容量，抗熱震性也要好，一般用鎂鐵磚。

工業(yè)上常用電作能源，容易控制溫度和實現(xiàn)自動化，又不造成環(huán)境污染。以電阻發(fā)熱材料，即發(fā)熱體作為電熱轉(zhuǎn)換元件的單阻式加熱方法，最為簡單和運用最廣。目前應(yīng)用的主要是特種耐火材料發(fā)熱體，如：SiC發(fā)熱體使用溫度可達1 600℃，硅化鉬發(fā)熱體可達1 800℃，二氧化鋯發(fā)熱體在氧化氣氛下使用溫度1 800℃以上，甚至可達2 200℃，碳素發(fā)熱體在中性或還原氣氛下可達3 300℃?？梢娔突鸩牧蠈Ω邷毓I(yè)的節(jié)能環(huán)保作用非常大。

2.2 提高熱工設(shè)備內(nèi)襯的使用壽命

熱工設(shè)備內(nèi)襯壽命提高，耐火材料消耗相對較少，節(jié)省了耐火材料，降低了生產(chǎn)過程中造成的污染。另外，內(nèi)襯壽命提高，用戶停爐檢修的次數(shù)減少，生產(chǎn)效率相應(yīng)提高。

提高熱工設(shè)備內(nèi)襯壽命，首先要有高質(zhì)量的耐火材料，這是許多用戶的呼聲。根據(jù)熱工設(shè)備的使用條件，選擇合適的耐火材料也非常重要，例如：高爐中段用耐火材料，盡管用剛玉、鉻剛玉等高純高鋁質(zhì)原料，高壓成型，高溫?zé)?，其制品達到高強度，高密度，使用壽命僅能延長1～2年。而改用SiC制品，從蝕損數(shù)據(jù)比較，使用壽命可提高6.8倍。某廠混鐵爐原用高鋁磚和鎂磚砌筑，使用壽命不到1年，改用整體澆注后使用壽命達到3～5年。選擇合適的耐火材料，使用壽命成倍提高的實例還有很多?？梢姡瑹峁ぴO(shè)備用耐火材料的選擇非常重要。

耐火材料使用中的維護也是提高使用壽命的重要措施。眾所周知，煉鋼轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯，一般壽命幾百爐，采用一般修補后，壽命達幾千爐，采用濺渣護爐技術(shù)，爐襯壽命達幾萬爐，接近永久爐襯。熱工設(shè)備內(nèi)襯的維護修補方法有很多種，如：挖補、貼補、涂抹補、焊接補、壓入法補爐等。根據(jù)損毀情況，采用適合的修補方法。最值得稱道的是噴補技術(shù)，適用性好，效率高。噴補可用冷物料，也可用熔融物料，既可用干物料，也可用濕物料，不用模板或胎具，機械化作業(yè)，既可修補內(nèi)襯，又可構(gòu)筑新內(nèi)襯。例如：鋼包內(nèi)襯，只要清除表面的粘渣，再用噴射法套澆新的澆注料，反復(fù)進行下去，基本上做到了耐火材料的零排放。

采用特殊的造渣劑，改變爐渣成分，降低爐渣對內(nèi)襯的侵蝕性，提高使用壽命，減少廢棄耐火材料的排放。維護熱工設(shè)備內(nèi)襯的方法還有水冷技術(shù)，如，煉鐵高爐使用壽命10～20年即是水冷的結(jié)果。

3 淘汰對人體有害的耐火原料及產(chǎn)品

3.1 目前公認(rèn)的耐火原料是鋯英石，具有放射性，對人體有害。其實鋯英石本身沒有放射性，其伴生礦物獨居石、磷釔礦和釷石等帶有放射性。加強鋯英石的選礦，除去獨居石等雜質(zhì)礦物，不但避免放射性危害，還能提高鋯英石的質(zhì)量。

3.2 耐火材料常用的焦油，瀝青等結(jié)合劑，高溫時冒出黃煙并有難聞的氣味，而且對人體有害?，F(xiàn)在凡是用焦油、瀝青甚至酚醛樹脂的地方，都改用環(huán)保型結(jié)合劑。例如：大量使用的鐵溝料改用溶膠、凝膠、水泥和Sialon等結(jié)合劑；高爐用炮泥改用改性聚合物結(jié)合，不冒出黃煙，效果良好；中間包用鎂質(zhì)干式料改用葡萄糖和水玻璃結(jié)合劑，其性能與酚醛樹脂結(jié)合時相同，但煙氣大量減少；煉鋼轉(zhuǎn)爐熱修補料，普遍采用鎂砂、瀝青和添加劑的熱態(tài)自流修補料，造成污染。改用磷酸和木質(zhì)磺酸鹽結(jié)合，不但實現(xiàn)環(huán)保無污染，而且燒結(jié)時間短，使用壽命長。

3.3 對人體有害，呼聲最高的是鎂鉻磚。因在堿性環(huán)境和氧化氣氛下使用會生成水溶性且能毒害人畜的六價鉻。一些工業(yè)發(fā)達國家禁止生產(chǎn)鎂鉻磚。近年來，我國也注意到這方面的問題，尋找替代鎂鉻磚的產(chǎn)品，并且取得成效。如：爐外精煉AOD爐原用鎂鉻磚，逐漸被鎂鈣磚取代；VOD爐由鎂白云石或白云石磚取代；RH爐由鎂鋁尖晶石磚及鎂鋯質(zhì)澆注料取代；水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶由鎂鐵鋁尖晶石磚、鎂鈣鋯磚及白云石磚等取代；一些有色冶金爐用尖晶石質(zhì)也取得成效。

3.4 硅酸鋁耐火纖維被人體吸入后不可降解，從而對人體有害，一些發(fā)達國家限制使用。我國在積極研究生物可溶性耐火纖維，對人體不構(gòu)成威脅，屬節(jié)能環(huán)保性產(chǎn)品。另外利用六鋁酸鈣輕質(zhì)骨料為主的澆注料可取代耐火纖維制品，不但對人體無害，而且高溫的保溫效果優(yōu)于耐火纖維制品。

3.5 硅磚生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵，被人體吸收后容易得矽肺病，必須高度重視。由于硅磚砌筑焦?fàn)t歷史悠久，物美價廉，前階段一度成為暢銷貨，一些企業(yè)受經(jīng)濟利益驅(qū)動，大量生產(chǎn)硅磚。因此，對硅磚問題，一方面在生產(chǎn)過程做好防塵除塵工作，另一方面可考慮替代產(chǎn)品。像碳化硅磚、剛玉磚等的熱導(dǎo)率、強度等技術(shù)指標(biāo)高于硅磚。在高爐熱風(fēng)爐上，合成莫來石磚也比硅磚好用。淘汰硅磚的條件完全具備。

綜上所述，在耐火材料生產(chǎn)和使用過程中，凡是產(chǎn)生對環(huán)境污染及傷害人體健康的原料及產(chǎn)品都應(yīng)該淘汰，并尋找替代產(chǎn)品。

4 利用工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活產(chǎn)生的廢棄物生產(chǎn)耐火原料

耐火材料品種繁多，含有多種化學(xué)成分，酸、堿、中性都有，制取方法多樣，有容納各類廢棄物的空間。如：紙漿廢液是制取耐火材料的結(jié)合劑；澆注料用的硅灰是生產(chǎn)硅鐵合金和工業(yè)硅時產(chǎn)生的氣體SiO與空氣氧化并冷凝的產(chǎn)物；利用鋁鉻渣生產(chǎn)的鋁鉻尖晶石磚在煉銅的澳斯麥特爐上使用壽命是鎂鉻磚的6倍，在鉛鋅煙化爐中使用，爐底壽命比高鋁磚提高8倍；連鑄用的熔融石英水口，是用石英玻璃廠廢棄的半透明石英玻璃切頭、碎塊及廢品，打去砂皮，洗凈，成為耐火原料。其他還有煤矸石、粉煤灰、各種選礦尾礦、各種爐渣、各種廢陶瓷、赤泥、污泥和鋁灰、各種除塵粉、秸稈灰、廢紙、廢麻，等等，都有用來生產(chǎn)耐火材料的實例。廢棄物量大面廣，堆積如山，占用土地，污染環(huán)境。利用廢棄物生產(chǎn)耐火材料，既減少了耐火原料的礦山開采量，又減輕了對環(huán)境的污染，一舉多得。

5 結(jié)束語

耐火材料是高溫工業(yè)的支撐，高溫工業(yè)發(fā)展，需要好的耐火材料。傳統(tǒng)耐火材料生產(chǎn)和使用過程，容易污染環(huán)境，用現(xiàn)代工藝技術(shù)生產(chǎn)環(huán)境友好型耐火材料，無論生產(chǎn)或使用過程，都能夠減輕或不污染環(huán)境。我國耐火企業(yè)的生產(chǎn)水平參差不齊，中小企業(yè)居多，治理和改善生產(chǎn)條件，做到綠色發(fā)展，任重而道遠。必須對耐火企業(yè)嚴(yán)格監(jiān)督管理和不斷檢查，才能達到預(yù)期的目的。

The significance of energy conservation and environmental protection for development of refractories

XU Pingkun
（Guangzhou refractory material factory,Guangzhou 510300,China）

The production process of traditional refractories,from mining raw materials to making products,often discharges waste soil,dirt,and brings energy consumption and environmental pollution.The poison smoke is discharged in use of some refractories,which is harmful to human health.Refractory material produced by modern technology can make use of available raw materials and waste,which can realize energy conservation and emissions reduction,as well as cost reduction.The consumption process of this material is safe and reliable.

refractory materials;energy saving;environmental protection;production;health

X75

A

1674-0912（2017）10-0040-05

徐平坤（1939－），男，遼寧鞍山人，大學(xué)學(xué)歷，高級工程師，研究方向：耐火材料。

2017－10－02）