耐火材料砌筑冬季施工的要求及采暖需求

1  哈尔滨耐火材料冬季施工的要求

当室外日平均气温连续5天低于5℃或者日最低气温降到0℃以下时，即为进入冬季施工阶段。

砌筑工业炉时，应在采暖的环境中进行，其工作地点和砌体周围的温度均不应低于5℃。耐火泥浆、耐火浇注料的搅拌宜在暖棚内进行。水泥、模板等材料宜事先运入暖棚内存放。

耐火材料和预制块在砌筑前，其温度应在0℃以上。耐火泥浆、耐火可塑料、耐火喷涂料和水泥结合的耐火浇注料等在施工时的温度，不应低于黏土结合的耐火浇注料、水玻璃结合的耐火浇注料、磷酸盐结合的耐火浇注料施工时的温度，不宜低于10℃。

采用加热法养护浇注料或加热调制耐火浇注料用水时，其加热温度不得超过表5-28中所列数值。

冬季施工时，应做专门的施工记录，并应符合下列规定：

(1)外部空气温度、工作地点和内衬周围的温度、加热材料的暖棚内的温度、不定形耐火材料在搅拌、使用和养护时的温度，应每隔4h测量一次;

(2)全部测量点应编号，并绘制测温点布置图;

(3)测量不定形耐火材料温度时，测温表放置在料体内的时间应不少于3分钟。

2  用热项目耗热置的计算

2.1暖棚耗热量的计算

维持暖棚或建筑物内部温度所需要的热量，根据其外围结构表面热损失的总和来确定。其计算方法如下：

式中：Q—维持暖棚或建筑物内部温度所需要的热量，W;

∑p一分项外围结构表面热损失的总和，W。

其中分项外围结构各层材料的传热阻R，按下式计算：

式中：R—分项外围结构各层材料的传热阻，（m2.K）/W

δ—分项外围结构各层材料的厚度，m

λ—分项外围结构各层材料的热导率，W/(m*K)。

例某暖棚面积为46x18.74平方米，棚架下弦离地面高度为12.5m,暖棚墙壁除两端一部分利用厚度为300mm的钢筋混凝土墙外，其余部分均采用芦苇笆、稻草帘子抹泥结构，捆顶为芦苇笆、稻草帘子抹泥加盖油毡纸结构，详细结构尺寸如图所示，棚底为厚300mm的钢筋混凝土基础。另外，棚壁上设有1.5m*l.2m的窗口10个，窗门安装相距50mm的双层玻璃窗，玻璃厚度为4mm,当暖棚外温度为-15℃时，求维持暖棚内温度为10℃所需的热量。

(2)各分项外围结构的总传热系数为：

1)四周抹泥棚壁：

2)两端钢筋混凝土墙壁：

F2=2*12*10=240m2

3)抹泥结构棚顶：

4)棚底钢筋混凝土基础：

F4=46*18.74=862m2

5)窗口：

F5=1.5*1.2*10=18m2

2.2材料加热耗热量的计算

(1)解冻和加热单位体积材料所需热量可按下式计算：

如材料含水率较低和无冰冻现象时，上式的后半部可忽略不计。

(2)加热水所需的热量按下列公式计算：

耐火砖或浇注料预制块一般应提前运入建筑物或暖棚内，在砌筑之前进行加热。设计砌筑暖棚时要考虑这部分材料加热所需要的热量和场地。只有在暖棚内无法进行这一工作时，才单独设置耐火砖或浇注料预制块的加热暖棚，并使之尽量靠近砌砖暖棚。

2.3生活用耗热量的计算生活用耗热量可根据有关蒸汽耗用指标计算，见表5-32。

3  取暖设备的计算

下面以光面管(排管)散热器为例介绍取暖设备的计算方法。

光面管散热器装拆方便，维修简单，运输容易，散热效率高，对使用条件适应性强，是施工现场广泛采用的散热器，多用D76mm*3.5mm、D89mm*3.5mm、D108mm*4mm、D133mm*4mm四种规格的无缝钢管焊制而成。其结构形式如图5-9所示。其中A型为蒸汽采暖用，B型为热水采暖用，简易型为施工现场蒸汽采暖用。

哈尔滨耐火材料对建筑卫生陶瓷节能的影响

耐火材料是保证陶瓷窑炉提高烧成效率和节约能源的最重要的辅助材料。正确的选择和使用耐火材料对于陶瓷生产企业十分重要。目前，国内建筑卫生陶瓷生产企业已经面临着从做大到做强的质的转变过程，在陶瓷同质化严重、生产过剩等严酷的条件下，哪个企业对生产实行精细化管控、对能源消耗实行优化配置、对环境污染要求做得更好，这个企业以后肯定生命力更旺盛。因此，优化和配置耐火材料对企业的发展相当重要。在这个优化配置的过程中我们可以看到各种新型的耐火材料一直发挥着领头作用。必须重视和采用先进工艺技术,加强对耐材产品的质量控制。

建筑卫生陶瓷节能减排的关键在于窑炉，而窑炉技术的革新，则要从窑炉结构的优化、烧成技术的创新、合理选用喷枪、余热回收利用、大范围采用自动控制技术，以及研发更先进的保温材料和涂层技术等方面进行，正确的选择窑炉耐火材料和窑车的窑具材料是窑炉实现节能的第一步也是最重要的一步，随着高性能耐火材料和保温材料的发展，窑炉耐火材料的可选择面越来越宽，根据不同窑炉选择适合的耐火材料对窑炉的节能效果影响深远，因此，窑炉和建筑卫生陶瓷工作者应倍加关心耐火材料的新动向，为新型窑炉材料和窑具材料的应用和我国陶瓷生产的节能减排贡献力量。

高温工业的快速发展，带动了我国耐火材料产业的飞速发展，使我国的耐火材料技术也实现了全面提升。我国是世界耐火材料产量和消耗均第一位的国家，由此也证明了我国是世界耐火原料与耐火制品的生产以及出口大国。耐火材料的购买客户主要分布在冶金与建材两大行业领域中，钢铁、冶金的消耗量超过总比例的70%，冶金耐火材料的用途主要是炼钢炉、高炉、钢包以及中间包等；建材方面主要是水泥窑用耐火材料和玻璃窑用耐火材料两种。

1 我国耐火材料的发展现状

1.1 我国耐火材料资源分布现状

我国是重要耐材原材料铝矾土、菱镁矿和石墨的资源大国。据统计，我国铝矾土资源量30亿吨，是世界三大铝矾土出口国之一，矿产主要集中在山西、贵州、河南和广西四个省，合计占总储量的90.9%；菱镁矿总探明储量34亿t，储量世界第一，85%矿产资源主要在辽宁大石桥至营口地区；石墨储量占全球70%以上；河南省拥有较多的铝矾土资源，并一直保留着耐火材料的制造传统；辽宁省具有丰富的镁砂资源，碱性耐火材料产量为全国之首；山东省和山西省因为分别拥有焦宝石资源和铝矾土资源，所以两省的耐火材料产量、销量也都很可观。

1.2 我国耐火材料企业分布现状

我国现有3000多家耐火材料生产厂、矿企业，职工人数30多万人，并且95%以上的耐火材料工业企业是民营企业。如此众多耐火材料企业，是因为该行业的人行门槛较低、生产经营的前期固定资产投入要求较其他行业低。除此之外，尚存在大量未进入统计口径的国内中小型耐火材料企业，这些企业分布也较分散，使得我国耐火材料行业处于完全竞争状态，市场竞争较为激烈。

受原材料、市场、技术和人才等因素的影响，我国耐火材料企业呈区域化高度集中状态，河南、辽宁、山东、山西、河北、江苏、浙江、上海、北京等省市耐火材料产量占全国产量的90%以上。同时，资源区位也决定了企业的地理分布。我国菱镁矿的分布高度集中，2009年辽宁一省产量占全国的86%，山东占13%。我国铝土矿的分布也非常集中，2009年广西产量占全国的27%、河南26%、贵州24%。与耐材原材料资源的高度集中相对应的是耐材公司分布的高度集中度。2010年，河南的耐材产量占全国的39%、辽宁占36%、山东占7%，这三个省的耐材产量占全国82%。

1.3 我国耐火材料技术现状

耐火材料广泛应用于钢铁、有色、石化、建材、机械、电力、轻工等基础工业领域以及航天航空领域和舰艇等军事领域，其中，钢铁工业是耐火材料的最大消耗行业，约占耐火材料产成品消耗总量的70%，钢铁工业的规模直接决定了耐火材料的市场容量。

进入新世纪以来，耐火材料工业一直保持着持续、稳定的发展趋势。然而，与发达国家相比，我国耐火材料工业还面临产品结构不合理、产品质量不稳定、低端产品比例高等现状。如水泥回转窑、钢铁RH炉仍在大量使用对环境有害的镁铬砖；高品位的耐材原料过度消耗；部分炉窑炉龄相比国外属较低水平；钢铁耐材吨钢消耗过大等。

随着钢铁工业新技术、新工艺和重大装备的开发及运用，以及钢铁工业技术进步和结构调整的加快，再加上钢铁设备大型化、直接还原、熔融还原等非焦炼铁技术的运用，连铸特别是高效连铸、薄板坯连铸等新工艺技术的运用，这些都对耐火材料行业提出了新的要求和课题。耐火材料资源与能源怎样最有效利用、怎样废物利用与耐火材料如何循环使用等问题，需要我国耐火材料工业不断地为之寻找新的发展出路。

为适应钢铁工业的发展需求，钢铁工业用耐火材料，在技术上主要以发展高性能、长寿命、低碳节能、功能性耐火材料和耐火材料高效应用为主，重点开展高炉长寿关键耐火材料技术研究、非高炉炼铁新工艺关键耐火材料的研究开发、精炼用高效、低消耗、功能化耐火材料研究；在发展理念和战略上，要树立循环经济理念，积极推进“绿色耐材”战略，大力追求优化升级、结构调整和可持续发展目标，加快优化品种、完善产品标准体系，淘汰落后生产工艺和装备，增强自主创新能力，突破行业中的重大、共性和关键性技术，以此推动耐火材料科技进步，促进节能减排、清洁生产。

2 哈尔滨耐火材料的发展前景

近些年来，我国耐火材料工业水平也不断在提升，但普通耐火材料需求将大幅度降低，而优质、长寿、高效、功能性耐火材料和需求量将相应增加，因此耐火材料企业需要不断提高综合实力，特别是要提高研发创新能力，不断开发高寿命耐火材料产品，以满足用户的需求。为实现耐火材料的高寿命，除了提高耐火材料本身性能外，耐火材料的应用技术也非常重要，加大对耐火材料综合应用技术的研究，研发耐火材料的高寿命，满足钢铁等高温行业降低耐火材料消耗的需要。

未来耐火材料的技术将向着长寿、低耗、节能、环保、低碳、回收利用与功能型相结合的方向进行研究与创新，从而提高综合服务能力，从整体提升我国耐火材料产业的国际竞争力，耐火材料工业的发展也必将引领我国的特种材料行业科技革命与迅猛发展。

2.1发展具有节能环保型的耐火材料产业

耐火材料是钢铁行业的重要辅助材料，在全国钢铁行业有着广泛的应用。目前，我国年消耗耐火材料约1000万t，用后的废弃耐火材料达到400万t，废弃耐火材料的比例达耐火材料总消耗量的45%。若能使废弃耐火材料循环利用得到较高品位的再生原料，运用再生原料以及优化其结合剂和添加剂，不但能够生产优质的不定形耐火材料，也能生产出优质的定形耐火材料，还可大幅度降低耐火材料的制备成本；不仅节约了国家的矿物资源和能源，而且减少了环境污染，能有效降低产品成本，推动钢铁行业整体发展，经济与社会效益显著。

因此，耐火材料企业需要进一步全方位的提高生产水平，逐渐全面使用清洁型、低碳环保型能源，加大力度提高废弃耐火材料的回收利用率，研发废弃耐火材料的综合利用技术，攻关生产过程余热的利用技术等，大力发展循环经济，尽可能减少生产过程中废物的排放，避免生产废料对环境的污染。此外，各企业还要加快淘汰产能低效的生产设备，增加不定形耐火材料的份额，大力研制低温烧结或不烧等新技术，从根本上提升耐火材料可持续发展的能力。

2.2发展具有国际竞争力的耐火材料产业

竞争力是各行各业历来重视的问题，也是企业赖以生存的根本。未来我国耐火材料产业的发展，必将会着眼于国际，谋求在世界中取得更大的发展与盈利。近年来，随着耐火材料工业的不断发展，我国耐火材料的生产水平已接近或达到国际先进水平，产品成本、质量皆具有较强的国际市场竞争力。产品不但受到东南亚地区、中东地区等发展中国家的青睐，而且还大量向欧美等发达国家出口，取得了相当不错的业绩，这也说明我国耐火材料各企业已经不满足于在国内的市场营销，已经很有远见的在世界这个更大舞台上获得更大的利润，并且也证明了我国的耐火材料产品有实力和能力在国际中取得重大发展。

2.3发展具有综合技术水平的耐火材料产业

综合技术水平的耐火材料产业，不仅指生产出的耐火材料产品具备质量好、环保、轻质等优质特点，同时也指生产耐火材料的匹配设备具有寿命长、性能好、产量高等优质特点。综合技术水平的评定因素，涉及耐火产品和生产设备等一整套工艺流程，以及高水平的产品研发、监督管理人员等因素，这些因素综合评估的结果决定了耐火材料产业的综合技术水平。

此外，耐火材料整体承包企业还必须对钢铁企业要拥有一定的耐火材料新产品开发和质量改进的自主权，方可以根据钢企高温设备不同部位对耐火材料侵蚀损坏的差异，依靠企业技术优势对不同部位用的耐火材料进行优化配置，充分发挥耐火材料的使用潜力，提高耐火材料使用寿命，降低钢企对耐火材料的消耗。耐火材料整体承包模式由于其独特的优势和强大的适应能力，未来将成为钢铁行业乃至所有高温工业一致认可并普遍应用的一种先进的主流经营模式。

因此，从事耐火材料整体承包的企业必须从原先的生产制造商向综合服务商转变，促进企业更加关注科技投入，增强创新能力，强化生产设备，严把生产制造、砌筑施工等每个环节的质量，从而使企业的综合技术能力不断提升，进一步增强竞争能力。

3 我国耐火材料行业目前存在的问题

近年来，由于我国耐火材料仍然处于低端化严重，技术门槛较低的水准上，一定程度上制约了整个行业的发展，存在的问题主要体现在几个方面。

3.1 产能过剩，供求失衡

近年来国内耐火材料市场迅猛发展，低水平重复建设严重，导致耐火材料生产能力呈严重“结构性过剩”，且逐年恶性膨胀。据统计，目前国内耐火材料年生产能力约1400万t，居世界首位，而国内耐火材料年消耗约800万~900万t，国内耐火材料市场呈供大于求的势态。

3.2 微小企业多且分散

哈尔滨耐火材料行业存在高度资源依赖性，行业竞争分散，生产效率低下，据不完全统计，目前约有2500家，主要由国家重点企业、地方骨干企业和一般乡镇、民营、合资及少数外方独资企业组成。这些企业呈规模小、生产布局分散，缺少专业化协作分工和规模效应。

3.3 普通制品多且消耗偏高

在全国耐火材料总量中，普通制品占60%左右，具有节能和广泛适用性的制品仅占10%，不定形耐火材料占50%以上。

从整体看，由于广大中、小型企业装备水平、管理水平落后，产品质量不高且稳定性差，使我国耐火材料品种质量与发达国家存在较大差距。耐火材料消耗偏高。以吨钢耐火材料消耗为例，目前我国平均消耗约45kg，而日本平均水平小于10kg。

3.4 行业性持续亏损

由于耐火材料生产能力过大及用户选择余地过宽，拖欠耐火材料企业货款长期居高不下以及产品实际售价的长期低位运行，导致耐火材料企业经济效益连年滑波，特别是一些国有重点企业，由于缺少资金，企业装备日趋老化而无法更新，严重制约着品种质量的进一步优化，这不仅使其市场竞争力逐年减弱，也致使了企业严重亏损。

3.5 企业能耗高，环保设施差

由于耐火材料基本属于劳动密集型、低附加值材料。山西、河南、辽宁、山东等一些耐火材料原料产区，耐火材料小企业应运而生，迅猛发展，除部分企业已上规模、上水平外，其他众多微小企业专业素质低、管理落后、安全性能差，且工艺技术、控制技术、装备水平参差不齐，原料和制品煅烧多用土窑，既污染环境又降低质量，能耗还高。

3.6 专业人员少，科研能力不强

由于微小企业自身规模和经济实力的限制，优秀的科研人员比较少，拥有高级职称的科研人员更是凤毛麟角，这在很大程度上限制了耐火材料产品的更新换代及耐火材料产业的进一步升级。

4 对当前耐火材料行业的思考和应对措施

耐火材料工业紧随钢铁、水泥、有色和玻璃等下游行业快速发展和优化升级的步伐，因此要针对耐材需求的关键环节，通过产品结构调整和新产品开发，才能保证钢铁、有色、水泥、玻璃等下游行业生产运行和技术发展的需要。

4.1要充分认清制约行业发展的利弊因素，把握战略发展的制高点

1）资源

我国耐火原料资源丰富，质优价廉，广泛分布于我国各省区，现已探明储量约有数百亿吨。菱镁矿储量居世界首位、石墨储量占世界1/2以上。因此丰富的矿产资源为耐火材料企业的可持续生产能力提供了良好的保障。但是随着社会经济的发展，对矿产品的需求量也越来越大，矿产资源的消耗速度也将越来越陕，预计几十年后，部分矿产将变得极为短缺甚至枯竭，将直接影响耐火材料行业的长远发展。

2）政策

耐火材料行业的发展与钢铁行业的发展息息相关。钢铁行业的未来发展重点是“技术升级和结构调整”，“发展循环经济，降低物耗能耗，重视环境保护”，因此对耐火材料的技术、品种、质量以及节能、环保和资源综合利用提出了更高的要求。

国家发改委于2011年4月颁布的《产业结构调整指导目录》，将“精炼钢用低碳、无碳耐火材料和高效连铸用功能环保性耐火材料生产工艺”列入鼓励类，这一政策的提出，有利于炉外精炼用耐火材料行业的平稳健康发展。但目前，我国耐火材料总量过大，普通产品比重大，生产工艺和技术装备落后，能耗高，环境污染严重。面对国内高温工业技术的飞速发展，耐火材料行业的今后发展的必须追踪盯紧国外技术前沿，加快技术升级和结构调整步伐，按照可持续发展和循环经济理念，提高环境保护和资源综合利用水平。

3）技术

目前，我国耐火材料产品技术含量不高，产品主要集中在低端水平，中高档产品耐火材料极少。而高温工业本身的技术进步和对节能降耗的要求推动了耐火材料行业的技术进步和产业升级，主要体现在配方、生产工艺、装备水平及应用技术等方面。且钢铁、水泥、玻璃等行业在耐火材料的采购和施工方面整体承包逐步成为主流方式，对耐火材料供应商的产品配套、品种多样化、现场施工水平和应用技术等方面要求更高。

我国耐火材料技术与国际先进水平的主要差距表现在以下几方面：现有科技成果大多剖析和跟踪国际先进水平形成，比较缺乏原创技术；科研经费相对不足，导致研发力量薄弱；对环境友好的耐火材料、资源综合利用研究较为薄弱；原料资源浪费严重，用后耐火材料的高附加值再利用率有待加强；有关单位研发和检测的装备比较差。

因此，耐火材料企业只有开发高技术含量、高附加值的新型耐火材料才能适应市场的需求，站稳脚跟，实现自身发展。

4）市场

耐火材料的主要下游行业近几年来高速发展，对耐火材料的需求逐步增加，特别是钢铁行业，在国家宏观经济高速增长的背景下，钢材需求量逐年大幅度上升，钢铁行业的装备和产量实现了高速发展。给耐火材料工业发展带来了广阔的发展空间。

作为世界最大的耐火材料生产国，我国的耐火材料产品在品种和质量上已经能够满足国际高温用户企业的要求，逐步成为全球最大的耐火材料生产国和出口国，为我国耐火材料企业提供了更多的发展机遇。

另外，行业竞争，下游行业要求质量更高，但使用量相对更少，这些因素也直接影响耐火材料的市场份额。

4.2要精心选择经营模式，寻求差异化发展

耐火材料整体承包模式是钢铁行业近几年兴起并得到迅速发展的新型耐火材料经营模式。近年来，我国少数大型耐火材料企业积极适应市场变化，实现了节能降耗、降本增效、提高企业竞争能力的目标。同时，我国大型钢铁企业为实现加快转型升级，不断深化改革，采取主辅分离、提高物资采购效率等方式，共同探索和开发了耐火材料整体承包模式。

耐火材料整体承包模式的出现，要求耐材企业必须从企业生存的高度出发，改进耐火材料生产工艺、提高产品生命周期和质量，从而为钢企降低耐火材料消耗成本，提高钢水及钢材的产品质量，提升利润，提高经济效益创造了可能。因此，经营模式的战略选择是耐材企业必须考虑的重要环节。

4.3要开展产学研合作，增强竞争力

创新产品是耐火材料商首要思考的问题，也是确保企业能够更好更快发展的保障。耐火材料商可以聘请专业技术人员进行自主研发，也可以联合高校、专业科研单位等机构，充分发挥校企优势，双方以资源共享、优势互补、互利双赢为目的，促进传统产业改造和高新技术产业发展，培养适应社会经济发展需要、具有较强实践能力的高级应用型人才。

此外，还要密切关注国内外耐火材料的发展状况，根据订单的需求进行产品短期内的升级，长期的创新、难题攻关研究，从而一直保持自身产品在市场中的有利地位。对产品未来的发展趋势要有明确的规划，要加强低碳、节能、环保、质轻、功能性强的产品的综合研发，合理利用废品回收，并不断探寻更好的、降低成本的产品研发。同时，要密切关注行业其他竞争者的产品研发动向，有助于了解自身产业研发产品在市场中的需求度，做到产品及时更新升级。

4.4要积极拓展市场，走向世界

新市场的开发，是一个艰苦的心智历程，它融合了一个营销人员的综合素养，体现着一个营销员良好的精神风貌及业务水准。企业的生产、管理都要围绕销售这个中心。销售主体是市场，市场主体是人把握好人这个主体，满足其购买需求，提供优质的售前和售后服务，才能够使企业形象得到树立，效益得到最大化，同时也能为企业在市场上奠定坚实的基础。

5 结语

“以创新求生存，求发展”已成为耐火材料行业共识。而长期依赖于粗放型经济增长方式的我国耐火材料工业，行业自身存在的深层次结构矛盾与问题，已成为行业发展的障碍，迫切需要“标本兼治”，予以解决。

展望未来，我们满怀信心，在国家有关部门和广大用户的支持下，在我国耐火材料行业的共同努力下，相信我国耐火材料行业的明天会更好。