随着冶金工业及其他高温工业的发展，耐火材料行业也在迅速发展。我国是耐火材料生产大国，其耐火材料产量比美、日、英、法、德、俄等国加起来还要多，占世界总产量的65%～69%。随着冶金等高温工业节能减排力度的加大，耐火材料行业的节能减排及耐火材料在高温工业中的节能减排作用不可忽视。

笔者认为，耐火材料的节能环保工作应该从4 个方面加以理解和认定:一是耐火材料生产过程中要消耗大量的能源，排放大量的烟尘、粉尘，污染环境，必须采取措施加以治理。二是热工设备选择合适的耐火材料，有效利用耐火材料的热导率、热容等性能，节约能源，延长使用寿命，会对节约能源做出贡献。三是耐火材料本身必须是无毒无害的环境友好型产品。四是利用工农业生产及日常生活排出的废弃物生产耐火材料，既减少废弃物占用土地导致的环境污染，又减少天然耐火原料的开采量，一举两得。

耐火材料生产过程的节能环保

耐火材料生产过程大致为:原料矿山开采-原料高温锻烧或电熔-破碎与粉碎-筛分-配料与混合-成型-干燥-烧成-检验-成品。以下按顺序分析耐火材料生产过程的节能环保工作如何做:矿山开采。耐火材料行业属于资源型行业，最初的原料是从矿山开采出来的。我国耐火材料产量约2400 万吨～3000 万吨，大约1.5 吨～2.5 吨原料生产1 吨耐火材料，因此，每年开采的耐火原料大约5000 万吨～6000 万吨。我国的耐火原料矿山私采乱挖现象严重，浪费资源，污染环境。为了保护环境，必须整顿耐火原料矿山的开采秩序，加强管理，按采矿技术规范进行开采。同时，要将废弃的岩石和土壤回填到采场，平整土地，重新绿化，或再造农田。

耐火原料矿石大部分与其他有益矿物共生，在矿山开采时，应该全部开采出来，分别加以利用。特别在采煤时，应该将煤层顶板或底板的铝土矿或煤矸石、耐火黏土同时开采出来，这样既避免了资源浪费又减少了废弃物的排放。此外，应该加强低品位矿石的利用研究，尽量减少废弃物的排放量。对菱镁矿、铝土矿的选矿提纯也是势在必行。减少矿山开采量的另一个办法就是用后残存耐火材料的再生利用。据有关资料介绍，我国用后废弃的耐火材料每年大约有450 万吨～525 万吨，如果能把这部分用后耐火材料回收当作耐火原料利用，不但减少矿山开采量，而且减少废弃物的排放。

耐火原料煅烧(或电熔)。从矿山开采出来的天然耐火原料，一般不能直接生产耐火材料，大部分需要高温煅烧(或电熔)成熟料。这样一方面消耗大量能源，另一方面排出大量烟气等有害气体污染环境。到目前为止，我国煅烧耐火原料产生的烟气，大部分都排放到大气中，必须引起重视。耐火原料的煅烧或电熔，必须对排放的污染物进行治理。

煅烧耐火原料设备的选择，必须加以重视。目前来看，用连续生产的机械化竖窑，投资少，见效快，利用系数较高，生产效益高，热耗低，可燃气，可燃油，也可用焦炭、煤等固体燃料，而且温度可以控制，还可在竖窑上安装废气回收装置，节能降耗，保护环境。无论是高纯镁砂、板状刚玉等高档耐火原料，还是一般的耐火黏土、高铝矾土，都可以用竖窑煅烧。

最好的节能减排办法就是耐火原料不用煅烧或电熔，用生料直接生产耐火材料。耐火原料煅烧的目的是使其体积稳定，避免制品烧成过程因体积效应产生废品。其实有许多耐火原料在加热过程中的体积变化不大，如蜡石、硅石、橄榄石、红柱石、硅线石、兰晶石、锆英石等，都可以用生料生产耐火砖和不定形耐火材料，并且有实际生产的经验。

耐火原料的破碎、粉碎、筛分、配料及混合。无论定型或不定形耐火材料，都要求原料合理的粒度配比。可是一般耐火原料都难以满足粒度要求，必须经过破碎、粉碎、筛分才能进行配料、混合，在这个过程中不可避免地产生粉尘，密封不好就飘浮在大气中，污染环境，危害人的身体健康。环保部门必须加强对耐火材料企业的排查力度，制定严格的防尘标准，淘汰落后不达标的企业。

制品的干燥、烧成。制品的干燥温度一般不高，大多数企业利用制品烧成的余热来进行干燥，极少数企业有单独干燥设备。制品的烧成温度越高，能耗越大。在保证使用效果的前提下，降低烧成温度能够节约能源。降低制品的烧成温度有很多方法，如加入超微粉或纳米粉，加入助烧剂，采用特殊结合剂等。

如果耐火制品不烧，更是节能。例如，高铝砖烧成温度在150 摄氏度以上，而磷酸盐结合不烧高铝砖仅在50 摄氏度左右烘烤，强度却超过高温烧成的高铝砖。

业内人士认为，耐火材料的发展方向应该是烧成制品尽量用生料制砖，不定形耐火材料及不烧砖尽量利用回收的用后耐火材料做原料，当然有的生料也可使用，如兰晶石、红柱石、叶蜡石、橄榄石等。我国耐火材料行业应该加强兼并重组，淘汰落后产能，提高综合实力，这样才更有能力开发环境友好型新产品，强化防尘环保。

耐火材料帮助热工设备节能环保延寿

热工设备节能。炉窑等热工设备内衬及部件是由耐火材料构筑的，热工设备一般都是耗能大户，温度越高，能耗越大。其实耐火材料在其中起着很关键的作用，在高温下，耐火材料既要保持稳定，又要保证热量尽量不散失，因此，耐火材料要求保温性能好、蓄热少。根据气体热导率低的原理，隔热保温耐火材料必须是轻质的多孔体。近年来，隔热轻质耐火材料发展速度较快，不但有不同材质、不同体积密度、不同热导率的定型耐火制品，而且有相应的浇注料、耐火纤维棉、耐火纤维制品、硅钙板、耐火泥浆等。

在热工设备上，充分合理地利用耐火材料传热特性，也会提高热工设备的热效率和生产率。例如，焦炉在加热温度和炉墙厚度保持不变的情况下，利用高导热性硅砖，可使炭化室与燃烧室之间的温差减小，提高加热速度，缩短结焦时间。

各种热工设备在生产过程中排出大量废气，带走大量热，约占能耗的30%～70%。回收废热，既节能又环保，通过在出口安装热交换器，利用余热预热燃烧的空气。热交换器的节能效果取决于所用材料的热导率，SiC 的热导率高，为理想的材料。电热储能用耐火材料既要有高的热导率，又要有高的热容量，抗热震性也要好，一般用镁铁砖。

工业上常用电作为能源，容易控制温度和实现自动化，又不造成环境污染。以电阻发热材料即发热体作为电热转换元件的单阻式加热方法，最为简单和运用最广。目前应用的主要是特种耐火材料发热体，如SiC 发热体，使用温度可达160 摄氏度;硅化钼发热体可达180 摄氏度;二氧化锆发热体在氧化气氛下使用温度在180 摄氏度以上，甚至达220 摄氏度;炭素发热体在中性或还原气氛下可达330 摄氏度。

延长热工设备内衬的使用寿命。热工设备内衬寿命延长，耐火材料消耗相对较少，耐火材料生产过程中的污染也得以减轻。另外，内衬寿命延长，用户停炉检修的次数减少，生产效率也提高了。

热工设备内衬寿命要想延长，首先要有高质量的耐火材料，这是许多用户的呼声。其实，根据热工设备的使用条件，选择合适的耐火材料也非常重要。

耐火材料使用中的维护也是延长使用寿命的重要措施。炼钢转炉内衬，一般寿命只有几百炉;采用一般修补后，寿命达几千炉;采用溅渣护炉技术，炉衬寿命能达几万炉，接近永久炉衬。热工设备内衬的维护修补方法有很多种，包括挖补、贴补、涂抹补、焊接补、压入法补炉等，应该根据损毁情况，采用合适的修补方法。此外，采用特殊的造渣剂，改变炉渣成分，降低炉渣对内衬的侵蚀性，也可延长使用寿命，减少废弃耐火材料的排放。

淘汰对人体有害的耐火原料及产品

目前，业内公认耐火原料锆英石有放射性，对人体有害。其实，锆英石本身没有放射性，其伴生矿物独居石、磷钇矿和钍石等带有放射性。强化锆英石的选矿，除去独居石等杂质矿物，不但能避免放射性危害，而且能提高锆英石的质量。

耐火材料常用的焦油、沥青等结合剂，高温时冒出黄烟并有难闻的气味，而且对人体有害。现在凡是用焦油、沥青，甚至酚醛树脂的地方，都改用环保型结合剂。例如，高炉用炮泥改用改性聚合物结合，不冒黄烟，效果良好。

镁铬砖是对人体有害的耐火原料，因为其在碱性环境和氧化气氛下使用会生成水溶性且能毒害人畜的六价铬。一些工业发达国家禁止生产镁铬砖。近年来，我国也注意到这方面的问题，寻找替代镁铬砖的产品，并且取得成效。例如，炉外精炼AOD 炉原用镁铬砖，现在逐渐用镁钙砖代替。

硅酸铝耐火纤维被人体吸入后不可降解，从而对人体有害，一些发达国家限制使用。我国在积极研究生物可溶性耐火纤维，对人体不构成威胁，属节能环保型产品。另外，以六铝酸钙轻质骨料为主的浇注料可取代耐火纤维制品，不但对人体无害，而且高温的保温效果优于耐火纤维制品。

硅砖生产过程中产生的粉尘，被人体吸收后容易得矽肺病，必须高度重视。一方面，在生产过程中做好防尘除尘工作;另一方面，可考虑使用替代产品。例如，碳化硅砖、刚玉砖等的热导率、强度等技术指标优于硅砖，只不过硅砖有价格优势。在高炉热风炉上，合成莫来石砖也比硅砖好用。目前，业内完全具备淘汰硅砖的条件。

综上所述，在耐火材料生产和使用过程中，凡是对环境产生污染、伤害人体健康的原料及产品，都应该被淘汰、替换。

利用量大面广的废弃物做耐火原料

耐火材料品种繁多，有各种化学成分，酸、碱、中性的都有，制取方法多样，有容纳各类废弃物的空间。例如，纸浆废液是制取耐火材料的结合剂。浇注料用的硅灰，是生产硅铁合金和工业硅时产生的气体与空气氧化并冷凝的产物。利用铝铬渣生产的铝铬尖晶石砖，在炼铜的澳斯麦特炉上使用，寿命是镁铬砖的6 倍;在铅锌烟化炉中使用，炉底寿命比高铝砖延长8 倍。石英玻璃厂废弃的半透明石英玻璃切头、碎块及废品，经打去砂皮、洗净后，成为耐火原料，用于制造连铸用的熔融石英水口。

废弃物量大面广，堆积如山，占用土地，污染环境。利用废弃物生产耐火材料，既减少了耐火原料的开采量，又减轻了对环境的污染，一举两得。