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瑞泰科技:高性能耐火材料助力玻璃行业升级

图为大型料道砖出口(预组装)。

  2018年,瑞泰科技股份有限公司(以下简称瑞泰科技)新建玻璃窑用低导热AZS和α-βAl2O3耐火材料生产线在湖南湘潭进行投产,此生产线可达到年产高抗蚀低导热锆刚玉耐火制品1.6万吨、年产α-βAl2O3制品1500吨规模,将成为国内乃至世界上技术水平先进的玻璃窑用低导热耐火材料专业生产基地,具有显著的经济和社会效益。

  瑞泰科技作为我国耐火材料的发源地,为满足我国玻璃工业技术进步和结构调整的需要持续开展科技攻关。“十一五”及“十二五”期间,承担了国家科技支撑项目子课题1项、科研院所科技发展基金项目3项、国家“863”重点项目1项和“十二五”国家科技支撑1项,开发了新型熔化和铸造工艺,高抗蚀、低导热等高性能的优质耐火材料产品等关键技术成果。

  湖南湘潭分公司是瑞泰科技高档玻璃窑用耐火材料生产基地,承担了瑞泰科技玻璃行业用耐火材料重大研发成果的转化和生产功能。为了更好地促进成果转化,同时响应湖南湘潭“退城进园”政策,瑞泰科技在湖南省湘潭市天易示范园区,新建国家“863”重点计划科技成果产业化项目——低导热AZS及α-β耐火材料生产基地,该项目列入2018年湖南省湘潭市重点投资计划建设项目。此生产线对关键的传统电弧炉设备,增加计算机控制系统,达到节能的目的。淘汰传统的水玻璃砂型工艺及装备,新增“V法砂型”新工艺设备,达到节能和减排的目的。对传统的冷加工设备实施改造,使之成为数控加工机床。新增中央控制室,对排放实施在线监测;对浇筑实施在线实时监控;对成品实施在线检测和远程验收。新增自动浇筑平台车(机器人)。此生产线的建成是瑞泰科技实现转型升级、创新发展、科学发展乃至“二次创业”的重大战略步骤,融入公司多年积累的核心技术成果,通过对新设备、新工艺和新理念的有效布局,满足现代企业规范发展管理的需要。生产线的建设与投产有力地促进了我国玻璃工业的节能减排,以及平板日用玻璃质量的显著提升,同时也必将提高我国在玻璃工业用高性能耐火材料市场的竞争力,为我国玻璃工业的健康、可持续发展提供强大支持。

 

图为全氧燃烧窑α-βAl2O3碹砖。

  高抗蚀低导热AZS耐火材料

  有效降低导热系数

  现代玻璃工业普遍采用高温熔化澄清技术,尤其是实施全氧燃烧技术后,窑炉中水蒸气和碱蒸汽等挥发性组分浓度大幅提高,使得窑炉火焰空间及上部结构最内层使用的耐火材料所受侵蚀作用加快。因此对上部结构熔铸耐火材料提出了新的要求,必须兼具耐侵蚀、低导热的优异性能,才能达到现代窑炉长窑龄和减少散热损失的目的。

  瑞泰科技通过科技攻关,研发了玻璃窑用耐火材料强制快熔、新型铸造技术工艺和先快后慢的阶段变温退火等新工艺,开发了低导热、抗侵蚀的优质耐火材料。与此同时,开发了致密耐火材料镶嵌多孔材料的复合功能材料制备技术,通过将低导热抗侵蚀AZS耐火材料基体与多孔隔热材料进行镶嵌复合,利用功能复合效应进一步提高制品的低导热特性,研发成功新型低导热AZS复合砖,具有耐高温、抗侵蚀、复合结构稳定、低导热等良好性能,可以避免外部背衬的轻质保温砖出现大面积蜕化变质的现象,进而改善相应砌体及保温层的结构,减少墙体散热损失。低导热抗侵蚀AZS砖的抗玻璃液侵蚀性和低热传导性能,与普通AZS砖相比,分别提高25%和20%以上,低导热抗侵蚀AZS复合砖的导热系数则比普通AZS砖降低了25%~31%,从而满足现代玻璃工业的需要。目前,瑞泰科技生产的高抗蚀、低导热耐火材料已批量应市,能够与其他窑炉耐火材料搭配砌筑使用,获得降低综合造价、窑炉结构运行稳定的良好效果。

  大型α-βAl2O3耐火材料

  为高档玻璃生产提供最佳方案

  现代日用玻璃窑炉不断向大型化方向发展,玻璃供料道目前使用的材料主要有锆莫来石质、AZS质、α-βAl2O3质及硅线石质等。根据实际使用情况分析,α-βAl2O3耐火材料是所有料道材料中使用寿命最好,同时不会给玻璃液带来任何污染,导致玻璃制品气泡、结石缺陷形成的一种优质材料。优质α-βAl2O3材料高温抗蠕变性能远优于硅砖,具有理想的晶相结构,约含45%的α-Al2O3相和55%的β-Al2O3相,杂质相约为1%,气孔率小于2%。由于结晶相直接结合,结构中含有被碱饱和的β-Al2O3相,并且β-Al2O3与α-Al2O3交错生长形成致密的结构,极佳的晶相结构使其具有优异的抗碱蒸汽侵蚀和几乎不污染玻璃的优异性能,成为全氧燃烧玻璃熔窑窑碹等部位首选的主体材料之一。因此生产优质高档玻璃的供料道最佳方案,是采用α-βAl2O3材料砌筑。

  在供料道区域内玻璃液任何的污染都会在最终产品中体现出来,因为玻璃在这一阶段的温度是比较低的,吸收和消除玻璃缺陷的能力很低。而且,市场对玻璃质量的要求越来越高,不久以前还判为合格的缺陷现在经常成为玻璃报废的原因。国外大型知名日用玻璃制造企业的料道几乎完全采用了大型α-βAl2O3料道砖,国内一些高档日用玻璃制品窑炉也已经采用了α-βAl2O3料道砖。但是由于α-βAl2O3料道砖成本高昂、大型料道砖的成品率较低,限制了其扩大使用。

  瑞泰科技在多年工艺技术研发的基础上,通过优化α-βAl2O3耐火材料配方,同时改进熔炼与浇铸工艺,配合适当的退火制度,解决了大型α-βAl2O3料道砖的生产难题,具备快速大量供货的能力。

  持续研发先进装备

  不断完善生产工艺

  瑞泰科技先后研制成功一系列玻璃窑用耐火材料专用先进装备,大幅提高了玻璃窑用耐火材料的生产水平,奠定了制造优质熔铸耐火材料的物质基础。首先,研发的玻璃窑用耐火材料专用程控电弧炉,其特点是用程控取代手控,提高了控制精度,稳定了熔炼过程;熔化制度更为合理,取得了节省熔炼电耗和提高产品质量的效果。其次,研制了电弧炉专用收尘系统,通过改变氧化法熔炼的通风、排气、收尘,减少了物料损失,改善了熔炼作业环境,提高了料液化学成分的稳定性,对提高合格率、改善产品质量起到了重要作用。最后,研制了树脂结合型砂,将型砂软化温度从约1000℃提高到近1700℃。一方面,大大减少了粘砂、鼓肚缺陷;另一方面扩大了冷却速度范围,通过采取加强保温、降低温差等措施减少了热应力和铸件开裂。通过采取这些措施,克服了由于低玻璃相AZS材料中SiO2和Na2O等组分含量低、浇铸困难、材料内应力大产品合格率低的生产难题,显著减少铸造缺陷,并大大降低了砖材加工量,开发出低玻璃相含量AZS耐火材料。

  瑞泰科技秉承“诚信赢得市场,科技创造未来”的经营理念,把诚信和感恩的文化贯穿于企业经营的始终,坚持“创新引领,绿色发展”,致力于我国耐火材料行业科技进步,坚持“回报股东、回报员工、回报社会”的经营宗旨,以客户为中心,为用户提供优质、全面、专业化、高品质的服务。

作者:毛利民 责编:丁涛 校对:张祎 监审:王怡洁