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一、内容简介

　　本项目为国家星火计划项目"1500吨/年规模二步法高强度含碳耐火材料结合剂工业化开发"中的科研课题，项目编号2003EA750017，项目代码:030641017，省项目编号：0333110300。

　　作为免烧材料，含碳耐火材料同其它类型的耐火材料一样，在成型时需要粘合剂将骨料粘接到一起，一般结合剂占含碳耐火材料重量的5%左右。含碳耐火材料在高温时石墨易于氧化，从而只能在较低的温度下进行烘干，因此在很大程度上只能依靠结合剂的固化产生所需要的强度。而其中的石墨由于极性小，难以被浸润润湿，所以结合剂的质量的优劣直接影响到含碳耐火材料的加工成型、常温强度和高温强度，对含碳耐火材料性能影响至关重要。　

二、立项背景

　　河南是含碳耐火材料生产大省。自20世纪80年代以来，河南就已开发生产含碳耐火材料，至2003年含碳耐火材料年生产量达到20余万吨，占全国产量的1/3。年消耗结合剂8000～10000吨。近年来，随着含碳耐火材料市场的成熟、技术的发展，对含碳耐火材料的要求也越来越高。目前朝着高强度、高石墨含量的方向发展。作为含碳耐火材料结合剂，要求树脂具有更高的残碳量、对物料有更好的浸润性。目前的结合剂，仅能满足普通含碳耐火材料的要求，对一些要求高的含碳耐火材料如碳含量大于14%的镁碳，大于12%的铝镁碳等品种，不仅强度达不到要求，有时甚至无法混料，阻碍了含碳耐火材料质量的进一步提高。据调查，目前的结合剂残碳量一般为40～43%，已不能适应日益发展的含碳耐火材料的要求。为解决此问题，促进含碳耐火材料发展，河南省科技厅、国家科技部分别将本项目列入省、国家星火计划项目。因此，发展高残碳、高浸润性的含碳耐火材料结合剂，不仅有利于含碳耐火材料生产企业技术进步，开发新的耐火材料品种，对目前进一步提高质量也有重要的现实意义。

三、技术说明

　　本项目的目的是合成具有高残碳量、高浸润性的热固性酚醛树脂结合剂，适应于高档含碳耐火材料的制造。

　　含碳耐火材料材料的强度尤其是高温强度与树脂结合剂的残碳率成正比关系。针对目前市场上的结合剂存在的高温残碳率低（43%），在火材料高碳含量时，结合剂对骨料的浸润性不足，不能正常混料，以至影响成型，耐火材料的高温强度相对偏低，不能适应含碳耐火材料发展的要求的情况。在工业合成PFR-1、PFR-2型含碳耐火材料结合剂的基础上，从提高树脂结合剂高温残碳率、树脂对耐火材料物料的浸润性、和树脂混料后的成型性三个方面入手，解决了结合剂高温残碳率低、浸润性差的问题。　

四、项目特点

　　　本项目在含碳耐火材料结合剂领域有以下创新性：

　　（1）在树脂中引入能吸收树脂高温裂解产生的自由基的过渡金属化合物作为高温添加剂，阻止树脂进一步裂解，提高了残碳量。

　　（2）在不改变总醛酚摩尔比情况下，采用适当增加初始反应醛酚摩尔比，在反应结束后，加入少量苯酚的合成工艺，基本不降低树脂的残碳量，但显著地增加了树脂对含碳耐火材料原料尤其是石墨的浸润能力，有利于结合力的提高。

五、推广应用

　　本项目产品主要适用于含碳耐火材料（如镁碳、铝碳、铝镁碳、滑板、石墨塞头砖）的制造，也适用于磨料磨具、陶瓷、铸造用型沙的制造。

　　本项目产品已在洛阳耐火材料（集团）公司、焦作市贝格耐火材料有限责任公司、焦作振德窑业有限责任公司、焦作军威耐火材料有限公司、洛阳海格尔耐火材料有限责任公司、洛阳耀鑫耐火材料有限责任公司、洛阳旭升耐火材料厂、济源福利耐火材料厂等二十余家耐火材料生产应用，年用量1200余吨。使用本项目产品制成的含碳耐火材料（镁碳砖、铝镁碳砖、铝碳砖）已在上海宝山钢铁有限公司、鞍山钢铁有限公司、武汉钢铁公司、天津无缝钢管厂、安阳钢铁公司、长城铝业公司、贵阳铝厂等多个国家大型冶炼企业应用，并出口到日本、东南亚、南非等国家和地区。受到用户的好评。

　　本项目产品的推广应用提高了含碳耐火材料的质量，对含碳耐火材料的技术进步、耐火材料生产企业的产品升级起到了推动作用。目前该技术主要的合作方式有技术转让，技术和资金入股等.实施该项目的基础条件为:厂房200平米，高度不低于6.5米，仓库400平米。水、电、汽齐全。要求企业自备发电机。

六、效益前景

　　河南省是国家耐火材料生产基地、含碳耐火材料生产大省，年生产量20余万吨，需用结合剂1万吨。若在河南省全部推广应用，可直接创年产值1.35亿元（按2005年5月不变价计算），制成的含碳耐火材料年产值6亿元。