引言

作为传统的劳动密集型产业，我国耐火材料行业整体上存在技术装备、自动化和信息化水平较低等问题;整个行业生产效率较低，产品技术水平不高，质量稳定性不好;在资源效率利用方面，能耗比较高，污染严重。在需求端，耐火材料市场也趋于饱和，产业结构不合理，低端产品产能过剩，高端产品产能不足。在耐材企业方面，中国的耐火材料行业大而不强，企业面临组合重整。因此，积极探索和加快新时代下耐火材料行业的供给侧结构改革以及自动化、信息化、智能化发展是一项非常迫切的任务。

1耐火材料智能制造关键技术

自动配料系统传统的手工配料计量方法存在人工配料繁琐、出错率高、配料数据不便记录、配料效率低、劳动强度大等缺点。为摆脱手工操作的束缚，开发了自动配料系统，即一种在线测量动态计量系统，由储料、给料、称量、混合和输送系统组成。根据配方要求，先常规计算各原料所需质量，再控制移动配料称量车，自动在多个料仓下完成计量配料，到每个排料口自动卸料。控制室内采用工控计算机及PLC自动控制系统，移动配料称量车上安装有称重专用控制仪表和电子秤，上、下位机之间通过通讯线连接。整个配料线状态在工控计算机屏幕上可一目了然，系统还可记录打印各次配料结果，打印日报表、月报表，系统可存储多个配方。因此，自动配料系统具有配料精度高、生产效率高、产品质量稳定等特点，配料过程中自动密封对接入料口、出料口，避免扬尘。目前在耐火材料企业得到大力推广，配料周期最快可达2～3min。同时配料系统数据库可与企业EＲP系统连接，实现配料计划任务管理、料仓库存和物料消耗量管理。

1.2全自动温控超高温隧道窑

传统隧道窑具有使用重油等非清洁能源、产量小、人工控制、窑内温度波动大、窑炉设计不合理、能源利用率低等缺点。使用新型自动化超高温隧道窑烧成耐火材料是目前最为经济和效率最高的生产方式，其中窑内压力控制、温度控制及温度均匀化对产品质量起着重要作用。近年来随着传感技术、大数据技术的深入应用，通过在窑内各作业段装置温度传感器和气压传感器实时传输至控制中心，利用大数据建模，根据气氛智能调节助燃空气与燃料的比例，通过传感器连接控制系统动态调整窑内压力和温度，使其达到工艺范围内的温度和压力的均匀化。

2结合剂的作用

作为碳复合耐火材料的结合剂，必须满足下列条件:

(1)对石墨等炭质材料及氧化物耐火材料都有良好的润湿性，黏度不能太高，以利于在混练过程中结合剂均匀分布在氧化物与碳材料之上，保证良好的混合与成型性能。

(2)经热处理固化后，能在材料中形成某种网格结构以保证制品或砖坯的强度。

(3)经高温碳化处理后，能在制品中形成较多的残留碳，以形成一定程度的碳结合。

在碳复合耐火材料中常用的含碳有机结合剂有沥青、树脂、焦油等。不同的结合剂，碳化后具有不同的碳化物结构，从而影响碳复合耐火材料的抗氧化性和抗侵蚀性等性能。800℃时的残碳量是碳复合耐火材料结合剂的主要指标。

沥青的优点是残碳量高，价格便宜，使用可靠。同时沥青碳化后得到碳的结晶状况、真密度和抗氧化能力都比树脂碳好，但它在加工过程中会释放出有害气体，危害人体健康。与沥青相比，酚醛树脂对耐火材料骨料和石墨均有良好的润湿性能，且残碳率高，黏结性好，能在常温下混合成型，成型的坯体强度较高，有害物质含量少，可改善作业环境。但缺点是它的热解碳是难石墨化碳，热处理后形成各向同性的玻璃态物质，脆性大且抗氧化能力差。

3添加剂的作用

在铝碳耐火材料的生产过程中，产品有时需要经历高温热处理过程。热处理目的是令酚醛树脂碳化，同时使某些添加剂高温下发生原位反应来增强组织结构。常用的粉体添加剂为Ａｌ粉、Ｓｉ粉、Ｂ４Ｃ和ＳｉＣ等。因鳞片石墨易被氧化，在热处理过程中要进行防氧化保护。常用的方法有通惰性气体保护和埋碳法保护。某学者研究了不同热处理工艺和热处理温度的情况下Ａｌ粉对铝碳耐火材料的影响。研究发现，经埋碳法和氮气保护法１　２００和１４５０℃热处理后Ａｌ粉已经完全转化为Ａｌ４Ｃ３和ＡｌＮ，氮气保护下生成的ＡｌＮ偏多。热处理后试样的强度明显下降，这是因为树脂裂解产生气体导致试样致密性下降。随着热处理温度的升高，试样的高温抗折强度逐渐降低。用氮气保护法热处理后的铝碳耐火材料的抗水化性较好，在热处理温度为１　０００℃时最为明显。

结语

(1)碳源的结构和活性影响生成的SiC等陶瓷相的形貌，碳源的粒度影响材料的致密度和热稳定性。复合碳源可以综合多种碳源的优势，用纳米级碳源全部或部分代替微米级碳源，可以实现降碳不降性能的效果。多种纳米碳源复合，可以充分发挥纳米碳在材料中的协同作用，是进一步提升低碳耐火材料性能的重要途径。

(2)添加剂的尺度趋于纳米化，功能趋于多元化。纳米粉体添加剂的引入可以提高反应活性，改善烧结性能，全面提升耐火材料的力学、热学性能，但直接加入的方式成本高、分散性差。采用碳热还原法制备纳米复合粉体并引入耐火材料中可以解决分散性差、成本高的问题。添加剂可以用来替代碳源，新型添加剂的开发为低碳耐火材料的制备提供了一条新思路。

参考文献

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［3］赵火．无人化耐火材料生产线领衔智能制造新时代［N］．中国建材报，2018－05－28(4)．