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       通過在鋼鐵廠實地調(diào)研，對多個樣本進行分析，研究冶金鋼鐵高溫、高壓工藝管道，特別是煉鐵高爐送風管系中的隔熱材料普遍存有在高溫區(qū)域易焚化、脫落、使用壽命短、工藝管道外壁溫度高、漏風等嚴重缺陷，這些缺陷制約著煉鐵裝備系統(tǒng)連續(xù)作業(yè)，致使煉鐵高爐休風率不穩(wěn)定。究其原因，主要是由于隔熱材料在原料配比和施工工藝步驟方面均存在諸多不足與陳舊之處，導致目前所用隔熱材料的性能滿足不了現(xiàn)代日益發(fā)展的煉鐵高爐工藝技術(shù)要求。
       由于在高爐煉鐵生產(chǎn)上采取了精料及噴吹煤粉等措施，加上工藝水平的提高，保證了高爐的穩(wěn)定運行，為高爐接受高風溫奠定了基礎。
       冶金煉鐵裝備中，送風支管在煉鐵工藝管道中，是將熱風爐加熱的1250～1350℃的熱空氣送入高爐的主體裝置。根據(jù)我國對傳統(tǒng)送風支管用耐火材料破壞機理的調(diào)查和研究結(jié)果分析可知，送風支管耐火材料破壞主要集中在高風溫區(qū)。因此，對高風溫區(qū)用耐火材料除必須控制其化學指標外，還要求耐火材料具有較高的荷重軟化點，優(yōu)越的高風溫體積穩(wěn)定性，較強的耐化學侵蝕和耐氣流沖刷的能力。對采用高溫特性較好的優(yōu)質(zhì)高鋁、低蠕變的耐火材料，由于其具有容量大、價格低，對生產(chǎn)廠家而言其經(jīng)濟效益顯著，所以低蠕變高鋁質(zhì)耐火材料一時成為送風支管耐火材料的首選產(chǎn)品和研發(fā)目標。從理論上講，通過調(diào)整膨脹劑的配比、粒度等可以生產(chǎn)任何蠕變要求的耐火材料。然而，當耐火材料生成莫來石的反應結(jié)束時，其抵縮作用就隨之失效，抗蠕變能力大大降低。

       本項目在送風系統(tǒng)用基礎結(jié)構(gòu)材料基礎上，經(jīng)過科學配置對其進行高抗裂低熱導節(jié)能陶瓷基復合材料制備和相關(guān)深加工產(chǎn)品的實施技術(shù)研發(fā)與應用，實現(xiàn)高爐送風系統(tǒng)工藝管道配置共性基礎材料產(chǎn)業(yè)化，使我國冶金煉鐵高溫工藝管道配管技術(shù)裝備達到國際領(lǐng)先水平，推進高性能復合耐火材料的應用和技術(shù)進步，快速形成最具市場競爭力的高性能隔熱新材料產(chǎn)業(yè)化。本項目研發(fā)的高抗裂低熱節(jié)能導陶瓷基復合材料如應用于上千座高爐的工藝管道特別是送風裝置系統(tǒng)中，所形成的需求量可達萬噸以上，有望使高爐煉鐵行業(yè)節(jié)省的成本可以達到數(shù)百億元/年，同時可大幅度減少碳排放量和熱能損失。以實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)增效節(jié)支、資源再生以及“碳達峰、碳中和”的控制目標。
       項目主要針對目前國內(nèi)市場普遍采用的冶金煉鐵裝置系統(tǒng)用隔熱陶瓷內(nèi)襯材料存在的易開裂、阻熱性差以及不耐熱風沖刷等缺點，基于材料復合設計理念，系統(tǒng)開展了新型高抗裂低熱導節(jié)能陶瓷基復合材料的研發(fā)工作，項目以氧化鋁空心球、硅微粉等低導熱材料為主體，以耐火纖維為增強相，輔以高性能無機粘結(jié)劑及其他改性助劑，設計高抗裂低熱導復合陶瓷材料配方，并建立數(shù)字程控制備與48h內(nèi)高溫固化的工藝，獲得能夠耐1300℃與高溫熱風沖刷且抗熱震性能優(yōu)良的復合陶瓷內(nèi)襯材料，導熱系數(shù)降低20%，12個月使用期限內(nèi)無徑向貫穿裂紋。

       項目主要完成單位為秦皇島北方管業(yè)有限公司，負責項目總體設計及組織實施，主要針對國內(nèi)市場普遍采用的隔熱材料存在易開裂、阻熱性差以及不耐熱風沖刷等缺點，基于材料復合設計理念，經(jīng)過科學配置對其進行高抗裂低導熱陶瓷基復合材料制備和相關(guān)深加工產(chǎn)品的實施技術(shù)研發(fā)與應用。主要貢獻：
       1、項目成果“高抗裂低熱導陶瓷基復合材料”不僅可以解決高溫管道系統(tǒng)柔性管件的熱防護問題，還可以進一步推廣應用于其他需要熱防護的裝置上，顯著減少能源損失。
        2、實現(xiàn)高溫管道柔性管件系統(tǒng)用高性能陶瓷基復合材料的產(chǎn)業(yè)化，為我國冶煉領(lǐng)域高溫工藝管道裝備和工藝管道配管技術(shù)高質(zhì)量發(fā)展的增效節(jié)支、節(jié)能環(huán)保以及綜合技術(shù)水平提升做出重要貢獻。

        項目在充分考慮當前煉鐵高爐耐火材料技術(shù)的基礎上，成果在大型鋼鐵冶金企業(yè)高爐中進行了推廣應用，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。項目為首鋼京唐、張家港華盛等各大冶金鋼鐵企業(yè)提供配套運用，至今產(chǎn)品運行狀態(tài)穩(wěn)定，效果明顯，深受車間檢修和操作人員好評。

       發(fā)明專利《一種冶金隔熱耐火材料及制備方法》、發(fā)明專利《一種熱風主管彎頭通用焊接工裝》、發(fā)明專利《一種高爐送風系統(tǒng)管道部件壓力檢測機》、發(fā)明專利《一種高抗裂低導熱陶瓷基復合材料內(nèi)襯及制備方法》、實用新型專利《一種熱風主管彎頭焊接的通用工裝》、實用新型專利《一種用于高爐送風口設備噴煤系統(tǒng)的彈子閥》、實用新型專利《用于高爐煤氣管網(wǎng)眼鏡閥的波紋膨脹節(jié)安裝結(jié)構(gòu)》、實用新型專利《一種安全節(jié)能的高爐送風裝置直吹管》。
       馬才政. 試論高爐送風裝置的焊接工藝.中外企業(yè)家，2020，1000-8772.

2020年教育部技術(shù)發(fā)明一等獎；

2021年上海產(chǎn)學研合作優(yōu)秀項目特等獎。