耐火材料
耐火材料是耐火度高于1580℃的无机非金属材料。耐火度指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。耐火材料与高温技术相伴出现，大致起源于青铜器时代中期。中国东汉时期已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。20世纪初，耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展，同时出现了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纤维。现代，随着原子能技术、空间技术、新能源技术的发展，具有耐高温、抗腐蚀、抗热振、耐冲刷等综合优良性能的耐火材料得到了应用。
耐火材料种类繁多，通常按耐火度高低分为普通耐火材料（1580-1770℃）、高级耐火材料（1770-2000℃）和特级耐火材料（2000℃以上）；按化学特性分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料。此外，还有用于特殊场合的耐火材料。在特殊场合应用的耐火材料有高温氧化物材料，如氧化铝、氧化镧、氧化铍、氧化钙、氧化锆等，难熔化合物材料，如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等；高温复合材料，主要有金属陶瓷、高温无机涂层和纤维增强陶瓷等。
酸性耐火材料以氧化硅为主要成分，常用的有硅砖和粘土砖。硅砖是含氧化硅93％以上的硅质制品，使用的原料有硅石、废硅砖等，其抗酸性炉渣侵蚀能力强，荷重软化温度高，重复煅烧后体积不收缩，甚至略有膨胀；但其易受碱性渣的侵蚀，抗热振性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖以耐火粘土为主要原料，含有30％-46％的氧化铝，属弱酸性耐火材料，抗热振性好，对酸性炉渣有抗蚀性，应用广泛。
中性耐火材料以氧化铝、氧化铬或碳为主要成分。含氧化铝95％以上的刚玉制品是一种用途较广的优质耐火材料。以氧化铬为主要成分的铬砖对钢渣的耐蚀性好，但抗热振性较差，高温荷重变形温度较低。碳质耐火材料有碳砖、石墨制品和碳化硅质制品，其热膨胀系数很低，导热性高，耐热振性能好，高温强度高，抗酸碱和盐的侵蚀，不受金属和熔渣的润湿，质轻。广泛用作高温炉衬材料，也用作石油、化工的高压釜内衬。
碱性耐火材料以氧化镁、氧化钙为主要成分，常用的是镁砖。含氧化镁80％～85％以上的镁砖，对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性，耐火度比粘土砖和硅砖高。主要用于平炉、吹氧转炉、电炉、有色金属冶炼设备以及一些高温设备上。
我国耐火粘土资源丰富。截至1996年底，我国26个省、市、自治区已知矿产地合计327处，保有储量21.28亿吨，其中Ａ＋Ｂ＋Ｃ级储量5.89亿吨，占总保有储量的27.7％。从70年代以后，我国耐火粘土的保有储量基本上保持在20亿吨左右。
据预测，全国耐火粘土资源总量近50亿吨；煤田范围内及其邻区的煤层顶、底板及夹层中的耐火粘土矿总资源量约50亿吨；铝土矿储量中适合作耐火材料用的有5亿吨。合计全国耐火粘土资源总量至少在100亿吨以上
截至1988年全世界耐火粘土总储量约685亿吨，主要集中在原苏联（135亿吨）、英国（135亿吨）、美国（100亿吨）、澳大利亚（45亿吨）、巴西（30亿吨）、印度（20亿吨）。
一、耐火原料的发展
1、红柱石，硅线石，蓝晶石原料
由于红柱石，硅线石，蓝晶石在高温下相变为莫来石，而莫来石膨胀系数较小，有利于提高材料的抗热震性。特别是红柱石，在材料中添加红柱石能形成热应力扩散的无数细微空隙。而红柱石相变形成的无数细微空隙，使得因膨胀冷缩在耐材内部产生的应力得到释放，从而提高了材料的抗热震性。尤其，硅线石完全莫来石化的温度较高，这对提高制品高温抗蠕变性有利。此外，因莫来石化伴随产生的体积膨胀效应也对高温抗蠕变有利。
有资料指出，以红柱石为主原料的红柱石砖，其抗蠕变性优于普通高铝砖、刚玉砖和大部分的莫来石砖。因此，开发利用“三石”以改善铝硅系耐火材料的显微结构和热力学性能有着很大应用空间。
2、优质合成耐火原料的研发
一些发达国家天然原料使用量在减少，而高纯合成原料用量在不断增长，其原因是大量使用合成原料的不定形耐火材料比例在增加，而大量使用天然原料的粘土砖、高铝砖、锆英石砖产量在减少。另外，用户对耐火材料使用寿命延长有更高的要求，这方面高纯合成原料更能满足需要。
以下是最近发展的有代表性的几种合成原料：
1)用高岭土和工业氧化铝作原料经湿法研磨真空挤压成球然后在高温下煅烧制成的莫来石基熟料，具有良好的热机械性能，在窑具以及不定形耐火材料方面具有很好的应用前景。
2)同样用高岭土和荷性镁砂作原料，经湿法研磨，真空挤压成球，然后高温煅烧，能得到晶体发育良好的堇青石熟料，在窑具方面具有很好的应用前景。
3)由于洁净钢、低碳钢、高氧钢以及不锈钢的发展，使得含游离钙的碱性耐火材料在逐渐受到重视，例如，镁－钙熟料。
4)矾土基电熔刚玉和矾土基电熔莫来石，矾土基电熔莫来石－氧化锆以及电熔刚玉－氧化锆，电熔氧化镁－氧化锆等合成原料也得到迅速发展。
5)值得一提的是一种球状致密空心合成莫来石骨料正在不定形耐火材料生产中应用。该材料的特点是其空心外壳壁厚0.2～5mm，直径1.5mm～40mm，其表面可以光滑、平整，也可粗糙、凹凸不平，球壳可以是单层，也可以是双层。表面突出的部位可以是致密的，也可以是空心的。因此在浇注料中应用不仅能改善材料的隔热性能，而且能降低体积密度而不破坏其强度。
二、钢铁工业用耐火材料
1、高炉用耐火材料
高炉陶瓷杯的发展越来越普遍，但需要高抗侵蚀性耐火材料的应用保证其使用寿命的延长。除了设计方面的变化，耐火材料材质方面也发生很大变化，例如微孔炭砖代替过去的普通炭块以降低铁水的渗透。用过的粘土砖作原料更能适应出铁口炮泥的使用要求。采用灌浆法对高炉背衬进行修补可有效地阻止背衬热气流的冲刷，从而延长高炉炉衬寿命。
2、转炉用耐火材料
在转炉炼钢方面，一种水冷技术和悬挂系统分别在转炉炉壳的上部锥体部位和下部桶体部位得到应用，从而减小转炉炉体变形，延长转炉炉衬寿命，提高转炉生产率。这些新技术的应用已对耐火材料的使用产生一定的影响。使转炉炉龄提高到平均4000炉以上，加之喷补，高石灰和白云石的应用以及溅渣护炉技术的应用，炉龄超过1万次是不成问题的。这是值得耐火材料生产者重视的发展方向。
3、连铸用浸入式水口
由于连铸系统的发展，中间包已由过去的中转站变成现在的影响铸钢质量和提高铸钢生产率的冶金容器。因此，许多功能材料逐渐应用在中间包内，如挡渣堰、冲击板、过滤器、吹氩透气塞等。
浸入式水口作为连铸用的重要功能耐火材料，所开展的研究重点主要在两个方面，一是提高渣线部位抗侵蚀性，二是降低内壁Al2O3附着。采取将ZrO2含量增加到88％，以及佳化颗粒尺寸分布的措施可以降低制品的热膨胀率和气孔率，提高致密度改善抗渣侵蚀性。
另外，要密切注视用户工业的技术进步，如最近几年兴起的直接还原铁，以及直流电弧炉炼钢等新工艺对耐火材料提出的新要求。
三、水泥，玻璃，陶瓷以及其它工业用耐火材料
全世界水泥产量已从1980年的8亿吨增加到2003年的18亿吨，预计到2020年仍将以3.6％的年增长率增长。水泥工业生产工艺的变化，从湿法发展到干法配以预热器窑外分解的生产工艺不仅大大提高了水泥生产的效率和生产能力，而且给耐火材料提出了新的要求。吨水泥消耗耐火材料从过去的1.2kg/t熟料降到目前的0.58kg/t熟料。有望在2005年降到0.5kg/t熟料。除传统的镁砖，镁铬砖，高铝砖，粘土砖之外，低水泥浇注料在水泥窑的窑头和窑尾，冷却器管道，管道弯头部位以及分解器底部具有更优越的使用效果。对玻璃工业用耐火材料所面临的主要问题是低温熔融方面的发展。无砷材料的熔融工艺，全氧燃烧技术以及电助熔技术的发展。这些工艺技术的发展对耐火材料提出更严酷的要求。
近几年，玻璃窑的寿命已得到很大提高，生产平板玻璃的浮法生产线可达10年之久。普通玻璃窑寿命为5～7年，特殊玻璃窑的寿命也达2年，因此耐火材料必须具备高抗侵蚀性，对玻璃质量较少影响，对环境不造成污染，质量稳定，节能效果明显等功能。
为了改善玻璃质量，耐火材料方面所作的努力除采用传统的31＃，36＃，41＃锆刚玉砖（AZS）之外，一种含94％氧化锆的熔铸砖（ZFC）也得到发展。这种高氧化锆熔铸砖具有比AZS砖更优良的性能。例如较少的玻璃相，抗玻璃液侵蚀，大大减少玻璃产品的缺陷，如气泡、结石等。因此，这种熔铸砖可以适应各种玻璃的熔炼，如硅酸铝玻璃，电子玻璃以及硼－硅酸盐玻璃等。
为了适应电助熔技术的发展，开发了一种含90％氧化锆的熔铸砖（ZFCR），其高温电阻率是ZFC熔铸砖的10倍。因此显示了优良的抗侵蚀性。值得注意的是全氧燃烧技术的发展将会大大减少玻璃窑大瑄硅砖的使用量，取而代之的将是AZS砖αβ－Al2O3或β－Al2O3熔铸砖以及尖晶石砖。
另外，大砖的无损检验技术为保证出厂砖的质量也起到至关重要的作用。一种电磁波检测仪的开发使得出厂砖的质量保证得以实现。
四、有色工业用耐火材料冶炼
有色冶炼主要包括铜、铅、锌、镍、锑、锡等，轻金属冶炼以铝和镁为主。冶炼设备有闪速炉，伊萨麦炉，奥斯麦炉，底吹氧炉，BAIYIN炉等。要求耐火材料具有较长的寿命，节能，不污染环境，安全及较少维修。所用耐火材料包括：低蠕变，高荷软的硅线石、红柱石砖，莫来石砖，各种直接结合、半再结合、再结合熔铸砖和镁铬砖，镁铝尖晶石砖，氧化硅结合或赛隆结合碳化硅砖。同时近几年不定形耐火材料在有色冶炼工业的应用正在逐渐受到重视，如高耐磨性，高抗渣性和热稳定性优良的浇注料，抗剥落性优良的钢纤维增强的浇注料以及自流浇注料、捣打料、可塑料、干式料、喷补料、预铸块等应用比例逐年增长。
五、基础理论方面
山口明良的“自修复耐火材料的发展”一文指出：含炭耐火材料具有优良的抗侵蚀性和抗热震性，但在高温下易氧化，因此各种抗氧化剂应运而生，如金属铝，金属硅，金属镁或是它们的合金。然而这些添加剂都有其缺陷，如金属铝易与石墨反应在砖表面形成Al2O3，进而在室温下与空气接触发生水化，同时金属铝易蒸发形成气孔，从而加速耐火材料的侵蚀。然而最近研究表明，加入Al4O4C，Al2OC以及Al4SiC4等添加剂可明显改善含炭耐火材料的抗氧化性，使含炭耐火材料起到自修复功能。
BRADT在其”最具吸引力的耐火材料—镁铝尖晶石”论文中认为镁铝尖晶石晶体结构是一种具有较大负吉布斯自由能的化合物。在1600℃达-43.53kj/mol，比莫来石高50％。这就意味着镁－铝尖晶石与其它氧化物反应时相当稳定。另外，镁－铝尖晶石的膨胀性能与其它高铝耐火材料相当，在室温到1200℃时其值为6-9×10－6／℃。
从镁－铝尖晶石二元相图观察，MgAl2O4的低共熔温度相当高，无论从富镁端还是从富铝端，其共熔温度分别在1850℃和1925℃。同样重要的是镁－铝尖晶石在高温下展示出很宽的化学计量配比范围。由于Mg阳离子具有四面体填隙结构，而Al阳离子则有较强的八面体填隙结构，因此在1800℃无论存在超量MgO或超量Al2O3，尖晶石均能有较稳定的结构。因此利用上述特点，人们可以用氧化镁作第二相添加到氧化铝中或将氧化铝作第二相添加到氧化镁内，在高温下均能合成尖晶石形成富镁或富铝尖晶石。镁－铝尖晶石在耐火材料中的应用越来越受到青睐，尤其在用以代替镁－铬耐火材料方面具有广阔的前景。
中国耐火材料行业协会是中国耐火材料行业全国性行业组织。作为具有独立法人资格的社会团体，经国家民政部注册，于1990年10月7日正式成立。由国务院国有资产监督管理委员会主管。中国耐火材料行业协会以党的路线、方针、政策为指导，以为企业服务，为政府服务为宗旨，坚持科学发展观，认真履行社会责任，坚持依靠企业办协会，坚持市场导向，提供服务、反映诉求；规范运作，建立并完善行业协调和自律机制，维护行业整体利益和会员的合法权益。在政府和企事业单位之间发挥桥梁纽带作用，努力提高中国耐火材料工业在国内外市场竞争力，促进耐火材料工业持续、稳定、健康发展，为中国高温工业的发展奠定坚实的基础。业务范围：
一、根据国家有关政策法规，结合行业特点，制定行业的行规行约，建立行业自律机制，不断规范行业行为。按在国家发改委备案的《耐火材料产业发展政策》，在促进耐材行业结构调整，淘汰落后，推进技术进步，加强节能环保，开拓市场，维护市场秩序，促进公平竞争，行业科学发展，提高行业运行质量等方面，发挥行业组织的作用。
二、开展行业调查研究，为政府主管部门加强宏观调控和管理提供咨询建议，向政府反映企业的要求并争取政策支持。加大在政府拟定行业发展规划、产业政策法规过程中履行参与职能的力度。
三、组织收集、整理、发布国内外耐材行业市场状况和经营管理，经济技术等信息。监测行业经济运行势态，开展专题研究。对会员单位的经营管理，发展战略及经济技术指标进行分析、评价，提供咨询服务，总结、宣传、推广先进典型经验。
四、积极参与制订、修订行业有关技术、经济、管理等标准，组织推进会员单位贯彻实施，组织行检、行评。对不符合国家标准、行业标准和其它标准的产品和企业，配合政府部门进行督促整改。
五、履行参与职能，按先进性，经济性和可行性的标准，关注企业重大投资、改造和开发项目的前期论证。推动科技创新，管理创新与产品开发，组织行业共性技术开发和科技成果的推广应用。组织开展“绿色耐材”战略推进和“绿色耐材”产品的评审、发布工作。
六、组织行业有关系统的业务培训，参与有关行业技能标准、企业资质论证标准及评审办法的研究与制订。
七、代表中国耐火材料行业，组织国内有关企事业单位开展与国际同业组织、境外企业的交流与合作，保持与国际有关耐材同业组织的联系，互通信息，进行协商对话，促进对外经济技术交流与合作。
八、受上级主管部门授权和委托，依法开展耐火材料行业统计、调查、分析和上报等工作。代表或协调企业反倾销，反补贴，保障措施等相关工作。了解、关注、协调行业耐火材料原料，产品的进出口工作。
九、抓好协会的自身建设，夯实管理基础，为协会履行协调，引导和服务职能创造良好条件。
十、承担上级主管部门交办的其它工作，接受会员和社会委托，提供专项服务。
该协会现有团体会员单位225个，个人会员4人。理事81个，常务理事53个。
中国耐火材料行业协会第五次会员代表大会于2007年9月19日选举产生第五届理事会，在同时召开的第五届理事会第一次会议选举产生了协会新一届领导班子。会长田学光。名誉会长殷瑞钰、罗冰生、陶若璋。常务副会长徐殿利。副会长王长民、王守彬、王柏成、王景斌、方元德、全跃、刘百宽、刘修和、刘爱国、李红霞、李国志、李国富、邱明金、何著胜、武本有、周福仁、鹿成滨、龚海涛、路济民、魏国钊。秘书长徐殿利（兼）。副秘书长赵海鑫、靳亲国、张继明、高建平、王朝阳、柴俊兰、陈建雄。
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