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“专精特新”进行时|从跟跑到领跑 耐火材料“小巨人”托举产业升级大市场
发布时间:2026-10-21 浏览量:11

在武汉青山这片钢铁热土上,一家科研院所用六十余载的执着与坚守,书写着中国耐火材料从“跟跑”到“领跑”的奋进篇章。

中冶武汉冶金建筑研究院有限公司(简称武建院)自1963年建院起,就将创新的基因植入血脉。从参与武钢、宝钢、攀钢等大型钢铁企业的初期建设,到制定发布8项国际标准、打破国外技术垄断,再到2024年荣膺国家级专精特新“小巨人”企业,武建院的每一次跨越,都凝聚着求实创新的不懈追求,彰显着“冶金建设国家队”的责任担当。

武建院的前身,是由冶金工业部牵头成立的武汉冶金建筑研究所。彼时,新中国钢铁工业方兴未艾,高炉建设所需的关键耐火材料大多依赖进口。作为冶金部直属事业单位,武建院从诞生之日起,就承担国家“瞄准国际先进水平,消化移植引进技术”的研发任务。

上世纪80年代,随着宝钢一期工程引进日本新日铁高炉筑炉技术,武建院承担了51个牌号不定形耐火材料的剖析研制任务。科研人员日夜攻关,在吸收国外先进经验的基础上结合我国国情,取得了一批极具应用价值的科研成果。正是这一时期的技术积淀,为我国炼铁系统不定形耐火材料的系列化、标准化发展奠定了基石。

1999年,武建院成为国家242个首批转制科研机构之一。身份的转变没有动摇科研的初心,反而激发了面向市场的创新活力。2005年,国外公司的硅溶胶结合耐火材料技术大举进入中国市场,提出“两个80%”的宏大目标——替代高炉内衬80%的耐火材料、占领国内80%的冶金耐材市场。这对以高炉不定形耐火材料为主业的武建院构成严峻挑战。武建院迅速组建攻关小组,日夜兼程开展技术攻关,于2007年成功研制出具有自主知识产权的硅溶胶结合灌注料,当年11月在鞍钢新5号2800立方米高炉上成功应用。此后经过数十载的市场验证,该技术不断完善形成系列化产品,共获得9项国家发明专利授权,整体技术达到国际先进水平。该成果打破了国外高端冶金材料技术壁垒,可缩短60%施工时间,价格仅为国外同类产品的五分之三,在延长工业窑炉使用寿命、节约工业资源等方面取得重大经济社会效益。

突破:硬核科技护航高炉安全运行

在高炉炼铁系统领域,武建院潜心攻关,成功构建起覆盖“基建—运维—修复—供辅”的全生命周期技术服务体系,用硬核科技为高炉安全稳定运行保驾护航。

基建用耐材迭代升级。武建院长期深耕炼铁系统不定形耐火材料的研发,响应国家绿色冶金发展战略,持续推动产品迭代和工艺优化。高荷软、低线变化率的耐火泥浆全面升级,解决了传统泥浆高温粘接强度低的难题;高炉碳素料冷捣施工代替热捣,强化了施工安全性和便捷性;高炉炉底碳化硅浇注料代替传统碳捣料,提升了施工精度和导热性;长距离泵送浇注代替传统人工作业,提高了施工效率和材料均质性。武建院还针对废旧耐火砖、废电瓷,通过精细分类、微晶转变等专利技术,将其转化为高性能再生耐火材料,推动炼铁系统绿色基建。相关成果获授权发明专利24件,制修订国家、行业标准16项,其中《高性能耐火泥浆制备与性能评价关键技术》荣获2024年中国中冶科技进步一等奖。

运维用耐材长寿服役。高炉出铁沟维保是炼铁系统运维的重中之重。武建院采用无钙离子亚微米超细粉自结合技术,大幅提升铁沟料热态抗折强度;采用无定形七铝酸十二钙控制金属铝粉与水反应的方法,保证了浇注料超致密成型体状态下的抗爆性。非关键部位铁沟料回收重复利用率超过50%,钒钛冶炼铁沟一次性过铁量达30万吨,吨铁消耗小于0.3公斤,处于国际领先水平。《基于固废资源利用的钒钛高炉铁沟料关键技术及产业化》荣获2024年中施企协科技进步一等奖,《高炉运行过程关键不定形耐火材料开发与工业应用》荣获2017年湖北省科技进步奖一等奖。

修复用耐材精准制造。面对高炉、热风炉服役中后期的耐材破损难题,武建院开发了适用于不同破损场景的系列修复材料,建立成熟的在线修复流程:高炉煤气密封、压浆造衬、炉缸浇注、湿法喷涂、炉顶伞形罩修复等多项技术,以及热风炉炉底密封、管网破损浇注、膨胀节快速更换、鹅颈管在线修复等解决方案,多次化解重大安全隐患。相关成果已应用于沙钢、鞍钢等上百座大中型高炉,《硅溶胶结合不定形耐火材料关键技术及产业化》荣获2021年中施企协科技进步一等奖。

供辅系统全面覆盖。武建院还将高端不定形耐材延伸至加热炉、点火炉、石灰回转窑、带式焙烧机、料仓、旋风除尘器、烧结烟道等供辅系统关键环节,通过定制化解决方案填补行业技术空白,构建起覆盖炼铁全流程的耐火材料保障体系。

引领:掌握国际标准制定主导权

标准制定能力,是衡量一个企业行业地位的最高标尺。武建院是我国首个制定耐火材料国际标准的国有企业。

早在1993年,武建院就率先与国际标准化组织合作,主导制定的6项耐火泥浆检验方法标准被推荐为ISO国际标准,同时被欧洲标准委员会采用。这标志着我国冶金标准化第一次走向世界,填补了该领域的国际空白。

2016年,由武建院主持的ISO 13765.7《耐火泥浆加热永久线变化率试验方法》国际标准成功立项。项目组历时5年潜心研发,在国际上首次将施工稠度的耐火泥浆制成与实际应用相似厚度的薄片状试块进行线变化率测试,解决了试块易开裂、扭曲变形、测试数据应用价值不强等技术难题,于2021年9月正式发布实施。同年,参编的ISO 22685《耐火材料高温耐压试验方法》也获得批准发布。两项国际标准成果荣获中国五矿2022年度科技创新突出贡献奖。武建院制定的国际标准均已转化为中国国家标准,在英国、欧盟、日本、澳大利亚等国家和地区也得到广泛认可,应用在耐火材料产品研发、生产质量控制、国际贸易和技术交流中。

2023年9月,武建院被正式确立为耐火泥浆试验方法(WG27)工作组召集人单位,领导全球耐火泥浆标准化工作。2025年换届会议上成功连任,并提出“耐火泥浆压蠕变率试验方法”“耐火泥浆抗剪粘接强度试验方法”新国际标准立项。至今,武建院已制定发布耐火材料国际标准8项、国家标准28项、行业标准22项,构筑了包括耐火泥浆、喷涂料、浇注料、捣打料等不定形耐火材料产品标准体系和国际通用的耐火泥浆试验方法标准体系。从“跟跑”“并跑”到“领跑”,武建院在国际舞台上牢牢掌握了规则标准主导权,为我国冶金工程产品和服务“走出去”提供了有力支撑。

蝶变:推动科技创新与产业创新深度融合

凭借在耐火材料领域的深厚技术积累,武建院2022年4月被授予湖北省专精特新“小巨人”企业称号;2024年9月,荣膺第六批国家级专精特新“小巨人”企业。从研究开发到生产制造,从检验检测到建造运维,武建院逐步锻造出覆盖耐火材料全产业链的核心竞争优势。

作为国内唯一具备高炉热风炉基建用不定形耐火材料全牌号技术配方和生产能力的企业,武建院参与了国内全部9座5000立方米以上特大型高炉的建设,市场占有率稳居行业前列。下设具有独立法人资格的检验检测机构——中冶耐火材料检测中心,具备中国合格判定国家认可委员会颁发实验室认可证书(CNAS)和湖北省质量技术监督局颁发检验检测机构资质认定证书(CMA),常年为全国知名冶金设计院和大型钢铁企业提供技术协作与产品监制服务。

为推动科技创新和产业创新深度融合,中国一冶高标准启动“高端耐材与新型建材研发生产基地”建设。新基地建设以“高端化、智能化、绿色化、先进性”为原则,配置国际先进科研设备300余台套,投用后将全面提升新材料研究开发与检验检测能力,打造集技术研发、中试验证、检验检测、标准制定、产业孵化于一体的高能级科技平台。

围绕“十五五”规划基本思路和新基地发展定位,武建院已确立未来五年的科研目标和实验室发展路径,依托耐火材料领域积累的领先技术优势,从黑色冶金向有色冶炼等领域延伸拓展,系统推进“大冶金”科技研发体系建设。巩固黑色冶金优势,完善现有耐火材料研发与检测体系,提升高炉、热风炉等关键工序耐火材料的产品核心竞争力与质量管控效率。拓展有色冶金业务,针对铜、铝、锌、镍、锂等有色金属冶炼烧结过程中的极端腐蚀、冲刷环境,提供定制化、高性能的耐火材料系统解决方案;构建多维度的有色冶金材料检测体系,为有色冶金企业提供从原材料入厂检测、过程质量监控到成品性能验证的全流程一站式技术服务。探索氢冶金等前沿方向,聚焦氢基竖炉、氢气还原炉等核心设备的耐材需求,系统开展耐火材料服役行为与损毁机理研究,研发适配氢冶金高温还原环境的耐材产品,并制定适用于氢基竖炉关键部位的多层次、差异化技术指标与检测标准。当前已立项《高炉热风炉用不定形耐火材料绿色长寿化研究与应用》《有色冶金用耐火材料开发关键技术与应用实践》《氢冶金用耐火材料结构—性能调控及标准化》等重点课题,稳步构建“立项一批、研发一批、转化一批”的良性循环机制,切实将科技成果转化为新质生产力。

面向钢铁行业绿色低碳转型与智能制造升级的新需求,武建院正加速推进技术迭代,持续为全球炼铁系统提供更可靠、更高效、更可持续的全生命周期解决方案,以专业实力护航行业高质量发展,促进产业迭代升级。


【关键词:耐火材料 武建院 】
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