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 減緩鋼液熱卡流失，工藝出品率提高近50%

　　中化新網訊 一種達到國際先進水平的鑄造添加發熱劑——火粒子已經在福建三鋼、福建三重、中鋁鑄造、廣東韶鑄集團等企業中成功使用多年，效果良好。其發熱保溫延時效果比傳統產品高50%以上，可提高鑄造產品質量，從原有的58%提升至80%、減緩鋼液熱卡流失，降低鋼水使用量，同時間接性的產生了節電、節能、減耗等作用，產品價格約為傳統產品的1/2。經權威部門查新其技術水平處于國際領先地位，這是中國化工報記者4月9日從福建星光粒子科技有限公司獲得的消息。

　　據介紹，這款火粒子是由南昌航空大學客座教授、高級化學工程師，星光科技公司董事長水建龍在獨創的新型環保發熱添加劑技術基礎上開發成功的鑄造冒口發熱保溫新材料。火粒子發熱劑是一種非金屬材料的混合物生產的發熱覆蓋劑，由催化劑、穩定劑等材料制成，性價比高。其功效明顯優于傳統的保溫劑或發熱劑產品。

　　水建龍告訴記者，該項目經過近十年的時間完成了艱難的研發過程，成功地從黑體熱輔射原理中，通過上千次的實踐，找到了具有高價值的核心技術，掌握了鋼水產生氣泡的排除方法，能大幅度提高國產鋼材的質量。這種新材料的問世，打破了國外高質量產品在鑄鋼發熱劑領域的壟斷局面，使得我國在全球鑄鋼科技知識產權領域有了一個新的制高點。

　　據了解，在鋼鐵冶煉過程中，1550℃左右是普碳鋼水澆注的最佳溫控點，也就是鋼水使用溫度最宜控制在1550℃以上。如何保護好已熔的1600℃左右鋼水，在離開加熱爐轉運過程中的30分鐘時間內的鋼水溫度不低于1550℃的問題，一直以來是所有鑄造工程師們關注的熱點問題。

　　水建龍對記者說，他們通過研究發現從1600℃，1580℃，1560℃，1540℃不作保溫處理的鋼水從1600℃出爐時到第4分鐘時降溫速度較快，10分鐘可降低40℃，接近風險流動溫度點1550℃。而鋼水的密度，液態注溫(中包溫度)7.2kg/cm3，在常溫下為7.85kg/cm3，這樣如果沒有會裂解放熱高溫的、又有耐1600℃以上的隔熱材料，是無法在30分鐘內控制1550℃鋼水的最佳流動性的。為此，研究超高溫組合價廉物美材料的科學性就顯的特別尤為重要。2010年至2017年期間他們從鋼鐵的黑體熱輻射原理中，發現了新型發熱材料并進行立項研究，以實際實驗為中心進行了一系列科學實驗的探索，取得了可喜的重要科學數據。公司技術團隊除了對微觀層面的化學研究，還研發出了精準的自動化配料機，開發了智能自動化一條龍的生產線，年產1萬噸只需3名生產工人的物聯網自動化設備，產出了工業標準化的產品，成品合格有效率達100%。從此，也標志著我國高效發熱覆蓋劑可普及使用的年代已到來。

　　水建龍表示，該技術已獲得國家發明專利，對降低鑄造成本還有較大空間。如果將火粒子發熱劑從原來的1.5%提高至3%的用量，用普通冒口就可以完全替代發熱冒口，可下降4倍的成本。火粒子目前主要以粉末形狀為主，研究發現把粉末發熱覆蓋劑制作成∮3MM直徑的顆粒，熱效率還會有較大提高，而且可以有效減少微米級的粉末揚塵，產品將更家環保。

　　新聞鏈接：

　　鋼鐵行業覆蓋劑分兩類：一類叫保溫劑，一類叫發熱劑，保溫劑是100%純稻殼做的，低熱卡值叫炭化稻殼，炭化稻殼98%以上是純炭，燃燒時借助空氣中的氧氣C+O2=CO2↑，熱卡值較低，約3.4×107/㎏，所以只能起到保溫的作用。而傳統高溫發熱劑是由金屬材料鋁粉和鎂粉合成的，此技術起源于歐州，鋁粉在550℃時會裂解放熱反應點燃鎂粉，這時可產生1800℃以上的高溫，鋁粉的燃燒熱(kJmol)：822.9，而1mol鋁粉質量是26.981639克，故1kg鋁粉燃燒產生熱量是30498.52kJ，是純炭的30倍以上。

　　傳統鋁粉發熱覆蓋劑的效果已通過實驗證明，既然如此有效，那為什么不用或少用呢?這主要是性價比的問題。有效果的鋁粉發熱劑，原料鋁粉單價在2至3萬元/噸，鎂粉單價也在2萬元左右/噸，基本配方材料成本不低于5千元/噸的價格，所以產品銷價自然在8千至1萬/噸，而低端的保溫劑有炭化稻殼和膨脹珍珠巖以及他們的混合物，從2千至5千元，效果又較不明顯。業內人士指出，以上保溫劑和傳統金屬鋁粉發熱劑，很顯然不適合國內鑄造業的發展需求，以目前的鑄造業利潤率來說，價廉物美的發熱覆蓋劑才行業需求方向。

　　實際上能夠發生高能熱值的材料不僅僅在傳統的金屬鋁鎂材料中，還有廣泛的非金屬有機材料中也是可以獲得高能的熱卡值，問題是要獲得低價又能裂變的非金屬有機材料，在技術控制上是有一定難度的。比如對氫氣、甲烷、乙烷、一氧化碳等可燃物的距間控制催化劑的用量要求是比較嚴格的。因為這些物質通常被壓縮在各種礦物質內，但如果不在合理的穩定條件下是很難成功被充份利用的。

　　我國鋼鐵和鑄造業目前還處在低端洼地帶，鑄鋼總市場量約500億/年，鑄造領域還處在高耗能高成本階段，降本增效刻不容緩，節能降耗還有很大的提升空間。未來火粒子產品將可細分為粉未冒口發熱覆蓋劑，顆粒冒口發熱覆蓋劑，鋼錠冒口專用發熱覆蓋劑，鋼套冒口專用發熱覆蓋劑，不銹鋼專用發熱覆蓋劑，鑄銅專用發熱覆蓋劑，高鋁粉發熱覆蓋劑等。這也說明火粒子發熱添加劑才是真正符合目前微利的鑄造行業和鋼水轉運爐的發熱覆蓋保溫劑的新型環保材料。