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中国一冶:精研高端耐材技术谱系,提质升级赋能绿色冶金

作者:1180发布时间:2025-02-26
   2024年,中国一冶所属中冶武汉冶金建筑研究院有限公司(简称武建院),荣膺第六批国家级专精特新“小巨人”企业。作为我国较早从事工业炉工程与材料研究的综合性国家级科研院所,武建院伴随着国家经济社会发展,紧跟时代步伐,致力于耐火材料的研发、应用及标准化体系建设,竭诚为业内各大设计院所和大型钢铁企业提供配套产品及服务。多年来,武建院共取得100多项科技成果,其中获国家、省部级科技成果奖50余项,国家发明奖2项,授权国家专利92件;制定耐火材料国际标准8项,国家标准35项,行业标准25项,获批省部级工法9项。

  底蕴深厚,铭刻科研发展基因

  武建院始创之初,就承担了国家冶金建筑研究“瞄准国际先进水平,消化移植引进技术”任务,参与了武钢、宝钢、攀钢等大型钢铁企业的初期建设。经历科研机构转制和市场经济洗礼,武建院始终不忘“冶金建设国家队”使命,以推动产业高端化、智能化、绿色化发展为己任,逐步构建起耐火材料领域“研、产、检、标”一体化优势,展现出卓越的耐火材料全产业链把控力。

  热风炉燃烧室用耐火材料检测与监制

  武建院紧跟国家绿色钢铁发展方向,围绕新型不定形耐火材料技术开展了多课题研究,持续耕耘,取得了大量研发成果,是国内少有的具备高炉热风炉基建用不定形耐火材料全牌号技术配方和生产能力的企业,拥有10个系列、8个主牌号、60多种产品。在不定形耐火材料新产品新工艺的研发上,自主研发的新型耐火泥浆、铁沟浇注料、耐磨料、喷涂料、捣打料等都达到国内领先水平。拥有30余亩技术成果产业化基地,具备年产5万吨不定形耐火材料生产能力。通过工艺标准化和管理精细化,制造出一批高附加值、高科技含量、有核心竞争力的耐火材料产品,应用于宝钢、鞍钢、武钢、首钢、莱钢等国内大中型高炉热风炉工程中,并远销海外市场。

  高性能耐火泥浆在国内外上千座工业窑炉上使用

  基于材料研发优势,武建院高炉热风炉在线修复技术发展迅猛,在高炉热风炉不停产情况下,使用热喷涂、热浇注、压入灌浆等修复手段,使其短时间内快速恢复到正常状态,可大幅延长高炉热风炉使用寿命。该技术集耐火材料检测、诊断、材料、施工为一体,操作难度大、技术要求高。已取得授权国家发明专利5件,获批省部级工法3项,获评省部级成果2项。通过湖北省科技厅技术鉴定,整体技术达到国际领先水平在国内500多座高炉、热风炉、焦炉、石灰窑、水泥窑上得到推广应用,为各大钢铁企业创效超10亿元,推动了我国工业炉窑在线修复技术的发展。

  炉窑工程及耐火材料标准研究院挂牌

  武建院下设具有独立法人资格的检验检测机构——中冶耐火材料检测中心,具备中国合格判定国家认可委员会颁发实验室认可证书(CNAS)和湖北省质量技术监督局颁发检验检测机构资质认定证书(CMA)。检测中心占地8300平方米,配备试验及检测设备260余台套,通过CNAS认可检测能力270项。

  检测中心对内,承担着武建院科研和产品开发的中试功能;对外,面向社会提供专业权威的技术服务。依托技术优势,检测中心建立了一套完整的对耐火材料产品从原料进厂检测、生产工艺控制、生产过程质量监控、产品出厂前A检的产品全流程质量监制程,长年为大型钢铁企业和设计院所提供技术协作、产品检测和生产监制服务,保障产品质量安全,并为工程质量验收提供技术支撑。

  探索创新,积势蓄力新征程

  武建院坚持以创新谋发展,长期围绕工业窑炉长寿化、绿色化开展技术攻关,聚焦产业链关键环节补短板填空白,在特种不定形耐火材料的研发与应用方面取得了多项技术突破,处于国际领先水平。

  亚微米二氧化硅自结合铁沟浇注料

  武建院历时11年,通过持续创新与应用推广,在高炉本体在线造衬、出铁场用铁沟材料的设计与制备等方面取得重大技术突破,研发的系列高炉关键不定形耐火材料整体技术达到国际领先水平。该成果促进了高炉关键部位用不定形耐火材料性能优化,炮泥和铁沟吨铁成本降低25%,同时可大幅度改善炉前工作环境。持续升级改进的“亚微米二氧化硅自结合铁沟浇注料”,采用亚微米结合技术、金属铝粉诱发技术等多项国际领先的新材料技术,补足铁沟浇注料长期以来常温强度与高温性能难以兼顾的技术短板,热态强度可提高至12.5兆帕,一次性通铁量最高达到30万吨。同时将大量固废耐火材料资源应用于铁沟料中,可实现废旧耐材在铁沟浇注料的利用比例达到80%、铁沟捣打料的利用比例达到90%以上。相关产品和技术已在国内外大型钢铁企业的上百座高炉、热风炉、石灰窑、加热炉和点火炉上应用。“高炉运行过程关键不定形耐火材料开发与工业应用”成果荣获湖北省2017年度科技进步一等奖。“基于固废资源利用的钒钛高炉铁沟料关键技术及产业化”获得2024年中施企协工程建设科学技术进步一等奖。

  高强陶瓷耐磨料整体浇筑

  为打破国外高端冶金不定形耐材的技术壁垒,武建院组织技术人员开展攻关,历时10年研发,解决了传统耐材在高温工业窑炉应用中的缺陷,具有卓越的体积稳定性、优异的中高温强度、良好的热震稳定性、较高的荷重软化温度,破解了该领域“卡脖子”难题。开发了硅溶胶新型结合体系下不定形耐火材料系列产品及炉窑热态在线修复成套技术,整体技术达到国际先进水平,可缩短60%施工时间,价格仅为国外同类产品五分之三,在延长工业窑炉使用寿命、节约工业资源、降低污染排放等方面取得了重大经济和社会效益。“硅溶胶结合不定形耐火材料关键技术及产业化”成果荣获中施企协2020年度科学技术进步奖一等奖。“耐火泥浆研制与性能评价成套关键技术”获得2024年中国中冶科学技术奖一等奖。

  制定耐火泥浆系列国际标准

  武建院是我国首个制定耐火材料国际标准的国有企业。早在1993年就率先与国际标准组织合作,主导制定的6项耐火泥浆检验方法标准被推荐为ISO国际标准,同时被欧洲标准委员会采用,标志着我国冶金标准化第一次走向世界,填补了该领域的空白。通过持续创新和努力,2021年再次制定发布2项耐火材料领域国际标准,极大提升了我国在全球耐火材料领域的话语权,成果获中国五矿2022年度科技创新突出贡献奖。2023年,武建院被确定为耐火泥浆试验方法国际标准工作组召集人单位,领导全球耐火泥浆标准化工作,进一步提升了“冶金建设国家队”在国际舞台的规则标准主导权。

  高端耐材和智能材料亮相第五届“双智博览会”

  武建院制定发布的8项耐火材料国际标准,涵盖耐火泥浆稠度、粘接时间、粘接抗折强度、粒度、含水量、线变化率和耐火材料高温耐压强度等试验方法标准,目前均已转化为中国国家标准,在英国、欧盟、日本等国家和地区也得到广泛认可,应用在耐火材料产品研发、生产质量控制、国际贸易和技术交流中,为我国冶金工程产品和服务“走出去”提供了有力支撑。

  新时代新征程,武建院将自觉肩负起科技创新使命担当,推进高水平科技自立自强,在发展新质生产力上走在前、作表率。以成功培育国家级专精特新“小巨人”企业为契机,围绕“高炉热风炉系统用不定形耐火材料长寿化、绿色化研究”“固废高效清洁利用”“氢冶炼用耐火材料开发与应用及标准化体系建设”等研发方向,不断提高自主创新能力,坚决打赢关键核心技术攻坚战,塑造新动能,发展新优势,为推动我国钢铁行业绿色可持续发展贡献力量。