在豎罐煉鋅爐上使用的氮化硅結合碳化硅磚
豎罐煉鋅是一種重要的煉鋅工藝，豎罐煉鋅爐罐體外側與1 300~1 340 ℃的高溫火焰直接接觸，內側與最高達到1 200 ℃的鋅蒸氣和爐渣直接接觸，承受高溫、氧化、熱震、沖刷、化學侵蝕等作用。此外，需不定期地進行打懸礦操作以清除爐瘤和積鐵，而且加入的焦炭只有800 ℃左右，使材料承受較大的熱應力。目前被廣泛使用的黏土結合碳化硅磚的服役壽命為20個月左右。
本課題屬于“寧夏回族自治區重點研發計劃資助項目（2021BEE02007）”，由中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司（中鋼洛耐院）和中鋼寧夏耐研濱河新材料有限公司技術團隊共同合作完成，中鋼洛耐院是中國耐火材料專業領域大型綜合性研究機構，中鋼寧夏耐研濱河新材料有限公司由中鋼洛耐院控股，與平羅縣濱河碳化硅制品有限公司共同投資成立，年生產能力2萬噸。其控股公司中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司組建有河南省“非氧化物復合耐火材料”創新團隊，復合材料事業部是中鋼洛耐院下屬的碳化硅制品生產單位，建有5條生產線，年生產能力45000噸。課題組所在研發團隊自1984年開始進行氮化硅結合碳化硅制品的研究，結合市場需求，持續開發出各類碳化硅質新產品，在鋼鐵、有色金屬冶煉、窯爐、化工、環保等行業廣泛應用。
針對氮化硅結合碳化硅在豎罐煉鋅行業初次應用中出現的問題，本課題組從調整熱工制度、調節材料組成、磚型優化、改進噴補方式等方面進行優化，具體措施如下：
此外，本課題組針對豎罐煉鋅用耐火材料領域的技術進步，申請專利一篇（一種豎罐煉鋅用氮化硅結合碳化硅復合材料的制備方法，公開號：CN114315389A）。
近年來，該技術團隊在原主導產品鋁電解槽用碳化硅耐火材料基礎上，先后開發出干熄爐用GXJ系列復相氮化物結合碳化硅耐火材料，非常適應干熄爐（特別是斜道區）高溫溫度波動大，長期物料沖擊、氣流和粉塵沖刷、化學侵蝕等苛刻的工況條件，有效延長了干熄爐的壽命（可實現4年免維修，6年無大修，預計壽命可達8年）；新開發的垃圾焚燒發電用LS系列碳化硅產品具有高導熱、抗結焦、抗侵蝕、抗氧化等優異性能，是國內首個獲得歐洲垃圾焚燒發電行業認證的產品。目前已在全球約20個垃圾焚燒發電工程上應用，正逐步取代法國圣戈班，成為市場的主導產品；新開發的重載推板窯用高性能碳化硅推板，大幅提高了碳化硅推板材料的使用穩定性以及綜合使用壽命；開發出的礦熱爐流口用高性能碳化硅耐火材料，在國內硅鈣爐、硅錳爐、電石爐主要廠家流口部位廣泛應用，綜合使用壽命提高了2倍以上；新推出的豎罐煉鋅爐用氮化物結合碳化硅ZR系列產品，已實現大批量成功應用，應用推廣前景良好；新開發的焦罐用CT系列復合陶瓷襯板替代原耐熱合金襯板，具有綠色減排、壽命長、更安全、操作和維護簡單等特點，是焦化行業未來的主流發展方向。