21世纪新型焦炉用节能环保耐火材料可行性研究报告Word格式文档下载.docx

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本项目建成后所生产的产品主要为焦炉窑门用负压成型预制件，并兼可生产其他各种型号的预制

件产品。

随着我国能源环保可持续性发展战略的实施以及国家对环境的保护及节能的日益重视，实现焦炭产业的可持续发展已经关系到资源、环境与经济发展以及关系到国家能源战略和能源安全问题。

根据

《河南省中长期科学和技术发展规划纲要》中提到的‚坚持节能优先,降低能耗‛指导思想，开发高效节能的技术研究。

我公司研制的大型焦炉用环保节能复合陶瓷制品，可以解决由于耐火材料使用损耗（积碳和磨损）导致焦炉寿命短以及各种烟气排放造成污染严重等问题，所以，本项目产品必将在环保和经济领域发挥巨大潜能，是新型环保型焦炉用耐火材料的发展方向，该项目的实施将是新型环保焦炉实现节能、长寿的重大突破，对我国炼焦行业及所用耐火材料的技术进步和发展具有深远的现实意义。

节能减排是全面贯彻落实科学发展观、促进经济又好又快发展的基本要求。

我国当前面临着经济社会快速发展和人口增长与资源环境约束的突出矛盾。

节能减排就是要从源头预防污染产生，最有效地减少资源消耗，减少废弃物的排放，从而真正解决当代中国的发展困境。

经济发展要走低消耗、低排放、高效益、高产出的新型工业化道路，努力实现经济发展和保护环境‚双赢‛ 的目标的发展理念已经逐步被人们所认同。

随着我国能源环保可持续性发展战略的实施，实现焦炭产业的可持续发展已经关系到资源、环境与经济发展以及关系到国家能源战略和能源安全问题。

因此，国外发达国家的环保型大型焦炉必定是我们国家焦炉发展的方向，作为环保型大型焦炉用炉门预制件将

来在国内必将有广阔的市场。

1.2项目实施研究课题设臵

1.大型节能环保焦炉挂釉炉门砖的研制

2.高导热硅砖的研制

1.3项目实施的创新点和关键核心技术、先进性

1.3.1项目产品的创新点

（1）利用计算机模拟计算制品粒度组成，得到更加合理的颗粒级配，更致密的制品。

（2）通过对材料基质、浇注全组分流变特性的分析研究，确定合适的原料种类及添加率。

（3）研究原料ZETA电位及浇注PH值范围，选取最佳分散性环境。

（4）研究在制品表面釉料配方，选取与制品结构性能相近釉料。

（5）通过掺杂添加物增加硅质耐火材料导热性能。

（5）研究制品在大型焦炉使用中节能环保性能。

1.3.2项目产品关键核心技术

（1）制品源材料的选择，通过对大型焦炉运行环境的研究，定制特定的源材料组合方式。

（2）材料结构研究，通过计算机模拟计算，临界粒度确定，使项目制品在气孔率、体积密度等性能优于传统产品。

（3）制品一次烧成挂釉技术，通过制品半成品上釉，釉料与制品同时一次烧成，结合性能好，釉面平整光滑。

（4）在不影响传统硅砖制品的性能前提下，提高制品导热性能。

1.3.3项目产品的先进性

（1）釉料组合方式，釉料具有耐磨度高，抗渗透侵蚀性能优异。

（2）通过计算机模拟及基质研究，制品结构致密，强度极高。

（3）釉料与坯体一次烧成，复合好，具有相互穿插结构。

（4）釉面均匀，开裂度低。

（5）提高焦炉硅砖导热系数，可以降低焦炉炭化室厚度，提高焦炉热效率。

1.4项目实施总体目标

1.申报发明专利3-4项；

其中挂釉硅砖1项，挂釉炉门砖1-2项，高导热硅砖1项；

2.经专家鉴定，产品性能达到国内国际先进水平；

3.发表项目相关文章2-3篇；

1.5项目经费预算与资金筹措

该项目研发总投资3000万元，截止目前已投入560万元，项目后续实施需新增投资2440万元，其中，单位自筹1440万元，申请专项资金1000万元。

1.6拟承担单位中钢集团耐火材料有限公司概况

中钢集团耐火材料有限公司（简称中钢耐火），是中国中钢集团公司所属的生产企业,中国耐火材料行业协会的会长单位，是国内规模最大、品种最全的国有耐火材料生产厂家；

是入选中国520家重点企业的唯一耐火材料企业；

是国家统计局最新排定的中国大型企业之一。

中钢耐火现占地面积111.49万平方米，拥有总资产10多亿元。

设有11个机关部室、3个专业部门、7个生产分厂、6个辅助单位；

拥有正式职工3467人，其中各类专业技术人员和技术工人2000多人。

中钢耐火在国内耐火材料行业中占有明显的技术优势，公司设有新产品研发技术中心，拥有各类专业技术人员近500人。

公司走产学研相结合的新产品开发捷径，与北京科技大学、中南大学、东北大学、武汉科技大学、西安建筑科技大学、鞍山科技大学等院校建立了密切的科技合作关系，形成雄厚的新产品、新技术研发能力，每年开发的新产品、新技术达20多项，已有90多项新产品、新技术获国家及省部级科技进步奖和优秀新产品奖，项目前期研究进展情况良好。

2项目实施的必要性和意义

2.1项目实施的必要性

2.1.1项目的实施符合国家可持续发展政策

河南省拥有丰富的硅石原料，也是国内焦炉用耐火材料主要产地，洛阳市是河南省焦炉用耐火材料生产大市，但却不是焦炉用耐火

材料生产的强市，焦炉用耐火产品主要为普通硅砖，属于劳动密集型产业；

生产普通硅砖技术含量低、需要人力多、消耗资源多、环境污染大、附加值低，近年来，私营小企业如雨后春笋，企业之间恶性竞争，使普通硅砖市场混乱，资源开采浪费严重，环境污染加剧，不符合国家可持续发展政策。

该项目产品属于新型环保耐火材料，产品技术含量高，采用纳米技术，产品生产低污染、低能耗、消耗矿质资源少，产品附加值高；

该项目产品的研发成功，对洛阳市其他焦炉耐火材料厂家转型提供引导作用，提高洛阳市焦炉耐火材料在河南省乃至国内外影响力，符合国家政策。

2.1.2项目的实施有助于我国炼焦行业的发展、打破国际垄断

《河南省中长期科学与技术发展规划纲要》中提出‚扶持一批创新型企业，实施一批重大科技项目，在若干重要领域研发掌握一批核心技术和产品，拥有一批自主知识产权，造就一批国内外有竞争力的企业，…‛

我国是世界上最大的产焦国，11年焦炭产量为3.86亿吨，全球产量约为5.8亿吨，目前在日本新日铁化学株式会社的焦炉炉门、煤气上升管、装入钵和装入钵炉盖全部采用了减压成型预制件，目前我们每年供给新日化的焦炉用预制件产值约为40万美元，约占新日化焦炉预制件总量的1/4，其它则有日本国内的黑崎窑业和特殊炉材供给。

从现在市场的发展情况看，新型环保大型焦炉用减压成型挂釉预制件

市场广大，2010年～2011年曾经先后有台湾中钢、俄罗斯马钢、美钢联和奥钢联等发达国家钢铁企业向我公司咨询该产品的生产及供应情况。

该项目产品的成功研发并得到推广，不但有助于我国炼焦行业的发展，还能为国家节约大量外汇；

产品打入国际市场之后，可以为国家创汇纳税。

2.1.3项目实施内容符合《到2020年中国冶金科学和技术发展指南》，系《河南省中长期科学与技术发展规划纲要》的重点支持方向

该项目实施内容符合《到2020年中国冶金科学和技术发展指南》中提出的‚大力发展长寿、功能化、节能、绿色型耐火材料‛的耐火材料政策。

《洛阳市中长期科学与技术发展规划纲要》中第四章中‚工业高新技术及产业化‛中提到的‚根据国内外材料设计与先进制备技术向高强度、长寿命、多功能、低能耗的发展趋势，…加强名优玻璃材料、新型耐火材料、有机化工原料、功能高分子材料和精细化工材料的开发；

‛‚坚持可持续发展的理念，应对能源资源短缺、环境承载力限制等严峻挑战，以替代、节约、修复、再利用和循环等特点和功能为方向…‛第五章第一节实施重大科技项目中提到‚洛阳在新材料开发上有自己的科技优势、产业优势和资源优势，因此，以高强度、长寿命、多功能、低成本、低能耗为方向，重点围绕新型功能性耐火材料…‛，均鼓励支持新型耐火材料的研发。

该项目的实施符合国家节能减排产业政策，契合洛阳市情，符合洛阳市科技需求重点方向，将对大型节能环保焦炉运行提供基本保障，对洛阳乃至河南省焦炉用耐火材料健康、稳定、和谐、快速发展起到切实的推动作用。

2.2项目实施的现实意义

2.2.1项目实施将是我国焦炉节能环保的重大突破

随着我国能源环保可持续性发展战略的实施，实现焦炭产业的可持续发展已经关系到资源、环境与经济发展以及国家能源战略和能源安全的问题。

因此，国外发达国家的环保型大型焦炉必定是我们国家焦炉发展的方向，作为环保型大型焦炉用炉门预制件将来在国内必将有广阔的市场。

目前国内外在焦炉炉门以及烟道（上升管以及桥管）和加煤孔和配套炉盖普遍使用的是粘土砖、保温砖以及堇青石砖砌体和耐热耐磨的特种合金钢板（砖套和炉盖），这种砖砌体和耐热耐磨的特种合金钢板在使用中普遍存在几方面的缺点：

1.保温效果差，热量损失严重；

2.水份和酸性气体和碳素以及焦油侵蚀强，使用寿命短（一般为

1—2年），耐火材料损耗严重，费用高；

3.整体性差，密封不严，极度污染空气;

4.后期维保劳动强度大，需要人员多，人工费用极高。

5.砌体尺寸厚，占有焦炉工作空间大，空间利用率低。

6.干熘能率（成焦率）一般，燃料浪费严重。

因此，各相关领域都在积极探索延长焦炉寿命的方法，长寿、高产、环保大型焦炉将成为世界焦炉发展的方向。

为了适应焦炉的发展需要，我公司针对焦炉的关键部位，开发大型焦炉用环保节能复合陶瓷制品，解决焦炉易结碳、易侵蚀损耗和需保温的难题。

由于该产品具有寿命长、强度高、保温性好、耐磨性强、热线膨胀率低、热震稳定性和抗渗透侵蚀优异等特性，焦炉密封性和成焦率以及碳化室利用率大幅度提高，主要表现在：

1.没有焦炭烟尘的排放，没有焦油从整体预制件炉门砖处渗出，解决了一直以来的冒烟、冒尘和漏煤气问题，延长炉门框架使用寿命。

由于密封效果良好，可使炼焦中废物污染物充分再回收利用，借以降低成本，提高效益，减少污染。

2.减少维护和修理整体降低炉门厚度150mm—1700mm，机侧和焦侧整体节约300mm-350mm，在增大碳化室空间提高炼焦利用率的基础上，温度还低20～30℃，对炉内温度起到很好保温节能效果。

而在焦炉炭化室普通硅砖，热导率仅达1.8wm/k,通过开发利用高导热硅砖,热导率高达2.4wm/k以上，采取类似现有焦炉的燃烧结构。

高效生产采取导热性好的薄壁结构（由100mm厚改为70mm），可以有效提高焦炉热效率，保证预热煤的快速干馏。

因此，项目的实施，将是我国焦炉节能减排工作的一次重大突破，彻底打破大型节能型新焦炉炉门预制件只能依靠进口，炭化室只能使用普通硅砖的局面。

2.2.2项目实施对保护环境、节能降耗具有极其重要的现实意义

该项目的实施，解决了人力、投入成本、环保、制约焦炉发展的技术瓶颈问题等困难。

对我国钢铁