瑞泰科技熔鑄耐火材料主要發(fā)展歷程

作者：袁林 毛利民

瑞泰科技股份有限公司是由中國建筑材料科學(xué)研究總院作為主發(fā)起人，于2001年在耐火材料研究所和湘潭中間試驗(yàn)所（中試所是中國建筑材料科學(xué)研究院的熔鑄耐火材料中試生產(chǎn)基地）的基礎(chǔ)上，改制成立的。它是中國建筑材料科學(xué)研究總院控股的上市公司（股票簡稱：瑞泰科技，股票代碼：002066），擁有國內(nèi)規(guī)模較大的熔鑄耐火材料生產(chǎn)基地，同時(shí)承繼了中國建筑材料科學(xué)研究院在耐火材料方面的全部成果，是我國建材耐火材料的技術(shù)發(fā)源地。

如果說建材院搞水泥窯耐火材料是由軍工“改行”，而搞玻璃窯用主體材料—熔鑄耐火材料卻是老“本行”。早在上世紀(jì)五十年代，建材院玻陶專業(yè)(當(dāng)時(shí)稱“玻陶口”)就開始了熔鑄材料的研究工作。當(dāng)時(shí)國際上玻璃窯已經(jīng)采用熔鑄材料了，如熔鑄石英磚、熔鑄莫來石磚等，我國還不能生產(chǎn)。建材院根據(jù)需要開展了熔鑄材料的研究工作，同時(shí)派人赴蘇聯(lián)學(xué)習(xí)。解決了熔化裝備及工藝技術(shù)上的很多困難，研制出熔鑄莫來石磚，并在當(dāng)時(shí)的沈陽玻璃廠耐火材料車間(后獨(dú)立成為沈陽耐火材料廠)形成生產(chǎn)供應(yīng)能力。以后又隨著玻璃窯爐的需要研制了熔鑄30^#鋯剛玉磚等，為我國填補(bǔ)了沒有熔鑄耐火材料的空白。

隨著玻璃熔窯不斷提高熔化能力和熔化溫度，熔融的玻璃液對池壁、池底的高溫侵蝕不斷加劇，國外如法國西普公司在六十年代初就研究成功熔鑄耐火材料的氧化法生產(chǎn)工藝技術(shù)，使得材料抗玻璃液的侵蝕能力大大提高。而我國從五十年代中期直到八十年代初還仍然采用工藝比較簡單的還原法工藝，因此比發(fā)達(dá)國家至少落后了20年。改革開放以后，我國玻璃工業(yè)也開始采用新的窯爐技術(shù)，當(dāng)時(shí)平板玻璃生產(chǎn)的發(fā)展趨勢是向著浮法化、大型化發(fā)展。浮法玻璃窯與垂直引上及平拉等傳統(tǒng)型玻璃窯相比，其熔化率高、能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量好。但是浮法窯對耐火材料的要求也更為苛刻，用還原法生產(chǎn)的熔鑄耐火材料無法滿足使用要求，若依靠進(jìn)口則需大量外匯，為了使先進(jìn)的浮法玻璃窯爐技術(shù)在我國推廣，全面提升我國平板玻璃工藝技術(shù)水平，必需研究氧化法熔鑄耐火材料的生產(chǎn)技術(shù)，建材院及時(shí)地投入了大量的人力、物力進(jìn)行這一工作。

掌握氧化熔融技術(shù)是衡量熔鑄耐火材料工藝水平的尺度，經(jīng)過艱苦的努力，數(shù)十次的工業(yè)性試驗(yàn)終于研究成功結(jié)合我國國情的氧化熔融新工藝，并于1984年進(jìn)行了技術(shù)鑒定。建材院氧化熔融技術(shù)的突破性成果的獲得，標(biāo)志著我國熔鑄耐火材料技術(shù)水平有了一個(gè)跨越式的進(jìn)展，使得熔鑄耐火材料的質(zhì)量得以大幅度提高，產(chǎn)品的性能接近或達(dá)到了國外先進(jìn)產(chǎn)品的水平，也使我國玻璃窯爐所需用的優(yōu)質(zhì)材料立足國內(nèi)自給成為可能。為此氧化熔融新工藝獲得了國家級科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

 熔鑄耐火材料氧化熔融新工藝證書

而且，為了加快熔鑄材料的科技成果產(chǎn)業(yè)化速度。經(jīng)建材院的積極爭取，國家計(jì)委將熔鑄耐火材料工業(yè)性試驗(yàn)線項(xiàng)目列為“七五”國家重點(diǎn)工試項(xiàng)目，由我院承擔(dān)設(shè)計(jì)及施工、設(shè)備安裝、調(diào)試、試運(yùn)等全過程，只用了一年半的時(shí)間就在我院湘潭中間試驗(yàn)所建成投入運(yùn)行。該工試線被評為國家優(yōu)秀工試基地項(xiàng)目。十幾年來建材院湘潭中試所作為中試基地為熔鑄耐火材料的科研、中試、批量生產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)揮了重要作用。使我院在熔鑄耐火材料的技術(shù)領(lǐng)域始終處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，在九十年代初期通過“八五”科技攻關(guān)項(xiàng)目，成功研發(fā)并生產(chǎn)出氧化法熔鑄41^#鋯剛玉磚和難度極大的顯像管玻璃窯用熔鑄鋯剛玉磚，后者榮獲建材行業(yè)部級科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，產(chǎn)品于1996年獲國家重點(diǎn)新產(chǎn)品，解決了電子光電玻璃工業(yè)的急需。

熔鑄α－β氧化鋁流槽磚包括流槽磚和唇磚，是銜接熔窯和錫槽的重要部位。上世紀(jì)六十年代至七十年代中期，普遍使用的熔鑄α－β Al₂O₃流槽磚為U型槽式，七十年代末至八十年代初逐漸演變?yōu)榉煮w唇式結(jié)構(gòu)。國內(nèi)稱之為熔鑄α－β Al₂O₃流槽唇磚，簡稱流槽磚。

由于國產(chǎn)材料不過關(guān)，我國自1971年洛陽第一條浮法玻璃生產(chǎn)線建成投產(chǎn)以來，長期花費(fèi)了大量外匯從國外引進(jìn)該種磚材。為了節(jié)省外匯，滿足我國玻璃工業(yè)迫切需要，中國建筑材料科學(xué)研究院承擔(dān)了國家“七五”科技攻關(guān)“熔鑄氧化鋁質(zhì)量改進(jìn)提高與流槽磚的研制”項(xiàng)目，進(jìn)行了該材料的研制，研制成功的磚材主要理化性能指標(biāo)和切磨加工后外觀質(zhì)量都接近或達(dá)到了國外同類產(chǎn)品水平，在國內(nèi)使用效果良好，項(xiàng)目成果于1996年12月榮獲國家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

隨著上述熔鑄耐火材料的科技攻關(guān)，國產(chǎn)化研發(fā)和中試生產(chǎn)線的建成投運(yùn)，中國建材院實(shí)現(xiàn)了熔鑄鋯剛玉和氧化鋁耐火材料兩大系列產(chǎn)品科研成果的產(chǎn)業(yè)化。中國建材研究總院于2001年改制設(shè)立瑞泰科技公司后，湘潭中間試驗(yàn)所轉(zhuǎn)制為瑞泰科技股份有限公司湘潭分公司，成為熔鑄耐火材料生產(chǎn)基地。

我國是世界較大的玻璃生產(chǎn)國，由于玻璃生產(chǎn)能耗約占生產(chǎn)成本的50%，因此玻璃行業(yè)一直在尋求降低能耗、節(jié)約燃料動(dòng)力開支、延長窯爐壽命的有效途徑。但為了節(jié)能而采用的窯爐全保溫技術(shù)卻帶來了窯爐耐火材料熱負(fù)荷加重、侵蝕加劇等問題。發(fā)達(dá)國家在玻璃窯上部空間已采用了低導(dǎo)熱功能復(fù)合熔鑄耐火材料，由于這一材料具有低導(dǎo)熱、抗侵蝕的優(yōu)異特性，有效保護(hù)了外層襯砌的保溫材料，極大減少了熔窯結(jié)構(gòu)自重、散熱損失和能源消耗。

瑞泰科技公司于2009年提出了關(guān)于“玻璃窯用低導(dǎo)熱熔鑄耐火材料”的立項(xiàng)建議，被科技部列入國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)任務(wù)，并于當(dāng)年5月簽署國家863重點(diǎn)計(jì)劃項(xiàng)目課題任務(wù)合同書。

接到任務(wù)，項(xiàng)目組并不樂觀，因?yàn)榈蛯?dǎo)熱功能復(fù)合熔鑄耐火材料的技術(shù)難度很大，既要尋求滿足耐侵蝕、低導(dǎo)熱的熔鑄AZS基材的配方，同時(shí)還要就如何實(shí)現(xiàn)異形材料的致密度開展研究，這對已經(jīng)掌握了成熟熔鑄材料制造工藝的科研人員也是一個(gè)新課題。為此，技術(shù)人員在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，很快找到了較佳配方。但在解決特異形致密部的問題上，項(xiàng)目組遇到了瓶頸。由于AZS致密部呈匣缽狀，為薄壁特異形凹槽制品，這對熔鑄材料傳統(tǒng)的澆鑄工藝是一個(gè)考驗(yàn)，是采用“中心澆注”還是“槽壁澆注”需要項(xiàng)目組做岀正確判斷。項(xiàng)目組先后前往瑞泰科技湘潭分公司和都江堰瑞泰開展技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)行了無數(shù)次的澆鑄試驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，“槽壁澆注”通過研制特制冒口和先快后慢的階段變溫退火等新工藝，可以有效提高鑄件補(bǔ)縮率和致密度，減少退火熱應(yīng)力，使熔鑄AZS凹槽制品合格率大幅度提升。

項(xiàng)目按計(jì)劃圓滿完成，研發(fā)的低導(dǎo)熱抗侵蝕熔鑄AZS耐火材料理化性能指標(biāo)達(dá)到或超過國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，技術(shù)成果于2011年3月，被列入“十一五”國家重大科技成果推介，并于2014年1月，榮獲建筑材料科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

瑞泰科技積極進(jìn)行科技成果轉(zhuǎn)化，并響應(yīng)“退城進(jìn)園”政策，在湖南省湘潭市天易示范園區(qū)，2018年8月建成國家“863”重點(diǎn)計(jì)劃科技成果產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目——低導(dǎo)熱 AZS 及 α-β耐火材料生產(chǎn)基地，該項(xiàng)目列入 2018 年湖南省湘潭市重點(diǎn)投資計(jì)劃建設(shè)項(xiàng)目，所生產(chǎn)的低導(dǎo)熱高抗蝕AZS耐火制品和α-β氧化鋁耐火制品將逐步取代進(jìn)口產(chǎn)品，解決我國高檔熔鑄耐火材料國產(chǎn)化急需，滿足現(xiàn)代玻璃工業(yè)節(jié)能減碳的需要，促進(jìn)我國玻璃工業(yè)由“追趕型”進(jìn)入“領(lǐng)跑型”發(fā)展。