我国独创新型环保发热添加剂

　　减缓钢液热卡流失，工艺出品率提高近50%

　　中化新网讯 一种达到国际先进水平的铸造添加发热剂——火粒子已经在福建三钢、福建三重、中铝铸造、广东韶铸集团等企业中成功使用多年，效果良好。其发热保温延时效果比传统产品高50%以上，可提高铸造产品质量，从原有的58%提升至80%、减缓钢液热卡流失，降低钢水使用量，同时间接性的产生了节电、节能、减耗等作用，产品价格约为传统产品的1/2。经权威部门查新其技术水平处于国际领先地位，这是中国化工报记者4月9日从福建星光粒子科技有限公司获得的消息。

　　据介绍，这款火粒子是由南昌航空大学客座教授、高级化学工程师，星光科技公司董事长水建龙在独创的新型环保发热添加剂技术基础上开发成功的铸造冒口发热保温新材料。火粒子发热剂是一种非金属材料的混合物生产的发热覆盖剂，由催化剂、稳定剂等材料制成，性价比高。其功效明显优于传统的保温剂或发热剂产品。

　　水建龙告诉记者，该项目经过近十年的时间完成了艰难的研发过程，成功地从黑体热辅射原理中，通过上千次的实践，找到了具有高价值的核心技术，掌握了钢水产生气泡的排除方法，能大幅度提高国产钢材的质量。这种新材料的问世，打破了国外高质量产品在铸钢发热剂领域的垄断局面，使得我国在全球铸钢科技知识产权领域有了一个新的制高点。

　　据了解，在钢铁冶炼过程中，1550℃左右是普碳钢水浇注的最佳温控点，也就是钢水使用温度最宜控制在1550℃以上。如何保护好已熔的1600℃左右钢水，在离开加热炉转运过程中的30分钟时间内的钢水温度不低于1550℃的问题，一直以来是所有铸造工程师们关注的热点问题。

　　水建龙对记者说，他们通过研究发现从1600℃，1580℃，1560℃，1540℃不作保温处理的钢水从1600℃出炉时到第4分钟时降温速度较快，10分钟可降低40℃，接近风险流动温度点1550℃。而钢水的密度，液态注温(中包温度)7.2kg/cm3，在常温下为7.85kg/cm3，这样如果没有会裂解放热高温的、又有耐1600℃以上的隔热材料，是无法在30分钟内控制1550℃钢水的最佳流动性的。为此，研究超高温组合价廉物美材料的科学性就显的特别尤为重要。2010年至2017年期间他们从钢铁的黑体热辐射原理中，发现了新型发热材料并进行立项研究，以实际实验为中心进行了一系列科学实验的探索，取得了可喜的重要科学数据。公司技术团队除了对微观层面的化学研究，还研发出了精准的自动化配料机，开发了智能自动化一条龙的生产线，年产1万吨只需3名生产工人的物联网自动化设备，产出了工业标准化的产品，成品合格有效率达100%。从此，也标志着我国高效发热覆盖剂可普及使用的年代已到来。

　　水建龙表示，该技术已获得国家发明专利，对降低铸造成本还有较大空间。如果将火粒子发热剂从原来的1.5%提高至3%的用量，用普通冒口就可以完全替代发热冒口，可下降4倍的成本。火粒子目前主要以粉末形状为主，研究发现把粉末发热覆盖剂制作成∮3MM直径的颗粒，热效率还会有较大提高，而且可以有效减少微米级的粉末扬尘，产品将更家环保。

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　　钢铁行业覆盖剂分两类：一类叫保温剂，一类叫发热剂，保温剂是100%纯稻壳做的，低热卡值叫炭化稻壳，炭化稻壳98%以上是纯炭，燃烧时借助空气中的氧气C+O2=CO2↑，热卡值较低，约3.4×107/㎏，所以只能起到保温的作用。而传统高温发热剂是由金属材料铝粉和镁粉合成的，此技术起源于欧州，铝粉在550℃时会裂解放热反应点燃镁粉，这时可产生1800℃以上的高温，铝粉的燃烧热(kJmol)：822.9，而1mol铝粉质量是26.981639克，故1kg铝粉燃烧产生热量是30498.52kJ，是纯炭的30倍以上。

　　传统铝粉发热覆盖剂的效果已通过实验证明，既然如此有效，那为什么不用或少用呢?这主要是性价比的问题。有效果的铝粉发热剂，原料铝粉单价在2至3万元/吨，镁粉单价也在2万元左右/吨，基本配方材料成本不低于5千元/吨的价格，所以产品销价自然在8千至1万/吨，而低端的保温剂有炭化稻壳和膨胀珍珠岩以及他们的混合物，从2千至5千元，效果又较不明显。业内人士指出，以上保温剂和传统金属铝粉发热剂，很显然不适合国内铸造业的发展需求，以目前的铸造业利润率来说，价廉物美的发热覆盖剂才行业需求方向。

　　实际上能够发生高能热值的材料不仅仅在传统的金属铝镁材料中，还有广泛的非金属有机材料中也是可以获得高能的热卡值，问题是要获得低价又能裂变的非金属有机材料，在技术控制上是有一定难度的。比如对氢气、甲烷、乙烷、一氧化碳等可燃物的距间控制催化剂的用量要求是比较严格的。因为这些物质通常被压缩在各种矿物质内，但如果不在合理的稳定条件下是很难成功被充份利用的。

　　我国钢铁和铸造业目前还处在低端洼地带，铸钢总市场量约500亿/年，铸造领域还处在高耗能高成本阶段，降本增效刻不容缓，节能降耗还有很大的提升空间。未来火粒子产品将可细分为粉未冒口发热覆盖剂，颗粒冒口发热覆盖剂，钢锭冒口专用发热覆盖剂，钢套冒口专用发热覆盖剂，不锈钢专用发热覆盖剂，铸铜专用发热覆盖剂，高铝粉发热覆盖剂等。这也说明火粒子发热添加剂才是真正符合目前微利的铸造行业和钢水转运炉的发热覆盖保温剂的新型环保材料。