一、技術名稱：大型焦爐用新型高導熱高致密硅磚節能技術
二、技術所屬領域及適用范圍：鋼鐵行業 焦化行業大型焦爐
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
鋼鐵行業是高能耗高污染行業，其中焦化工序能耗約占鋼鐵聯合企業總能耗的15%左右。2013年，我國重點鋼鐵企業焦化工序能耗為100.50kgce/t，企業先進值與落后值的差距高達95kgce/t，焦化工序水平差異明顯。目前，國內焦爐存在成焦率提高慢、燃料使用量大、保溫效果差、使用壽命短、密封不嚴、煙氣（硫、苯、以及一些其它化合物等）外溢、污染嚴重等問題。隨著焦爐爐型日益大型化和環�；陌l展要求，開發密封性好、導熱性能高、保溫效果好、使用壽命長的新型環保節能耐火材料，已成為新型焦爐的發展方向。目前該技術可實現節能量19萬tce/a，CO2減排約50萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
焦爐炭化室傳統采用硅質材料，該技術采用高導熱硅磚替代傳統的硅磚耐火材料，將焦爐碳化室用硅質材料導熱率由傳統的1.85W/(m·K)-1.90W/(m·K)提高到2.33 W/( m·K)以上，焦爐燃燒室的熱量通過硅磚爐墻傳導到炭化室中，在相同觸煤面面積、相同的時間內、燃燒室火焰溫度不變的情況下，增加高導熱硅質材料傳遞的熱量，降低煉成噸焦所需燃料量，起到節能效果。同時，改變焦爐爐門傳統用粘土磚尺寸，將單塊小磚逐塊砌筑改成采用耐磨隔熱耐火材料整體預制成型，有效降低熱輻射，減少熱量損失。此外，該技術可顯著提高焦爐的密封性，減少排放到大氣中的NOX氣體，在節能的同時也起到了環保的作用。
2.關鍵技術
（1）高導熱硅質材料制備技術
該技術通過選擇合適的原料，引入減水劑、礦化劑以及少量的添加劑，不僅能夠減少水分的引入，降低成品孔隙度，同時增加的玻璃相能夠有效地緩解由于晶型轉變過快而引起的應力釋放，并對制品內的孔隙起到了填充作用，使得主晶相與基質間結合得更緊密，這也為熱導率的提高提供了基礎條件。
（2）掛釉預制材料制備技術
該技術采用低導熱、低膨脹率和熱震穩定性極好的堇青石和莫來石材質，引入減水劑和納米級礦化劑，通過振動減壓成型方式和特定的燒成工藝，在制品表面附著高性能微晶陶瓷耐火釉料，實現耐材制品與陶瓷釉料間的一次同步復合，使耐材制品表面致密化，從而提高制品的強度及耐磨性和抗滲透侵蝕性能，解決了碳素和焦油沉積和化學物質滲透，大大提高了使用效果和壽命，提高了焦爐的生產率，降低了污染。
3.工藝流程
高導熱硅工藝流程：配料按照配方，添加劑、顆粒料和結合劑混合后加入到濕碾機內混練，400噸摩擦壓磚機，沖壓6次成型，溫度100℃×24小時干燥，1450℃×30小時燒成。采用高導熱硅磚的焦爐炭化室示意圖見圖1。
掛釉爐門預制材料工藝流程：自動配料→混合→減壓成型→中溫烘烤→機械噴釉→高溫釉化燒成→出檢→包裝。掛釉爐門示意圖見圖2。
五、主要技術指標
1.高導熱硅磚主要技術參數：導熱系數2.4 W/m·K（1100℃）；
2.掛釉爐門預制件主要技術參數：釉面厚度1.0m-2.0m，長期使用溫度1100℃-1300℃。
六、技術應用情況
該技術于2010年9月通過河南省科技廳組織的科技成果鑒定，并獲得國家發明專利1項，實用新型專利2項。目前已為寶山鋼鐵股份有限公司、梅山鋼鐵公司、馬鞍山鋼鐵股份有限公司和日本新日本制鐵株式會社等供貨2000t，性能穩定，環保節能效益良好。
七、典型應用案例
典型用戶：日本新日本制鐵株式會社、寶山鋼鐵股份有限公司、梅山鋼鐵公司和馬鞍山鋼鐵股份有限公司
典型案例1
案例名稱：寶山鋼鐵焦爐改造項目
技術提供單位：中鋼集團耐火材料有限公司
建設規模：1座7米焦爐。建設條件：適用于焦爐炭化室。主要技改內容：大焦爐爐門采用掛釉預制件，炭化室用高導熱硅磚取代普通硅磚，主要設備為掛釉預制件爐門和高導熱硅磚。技改投資額1800萬元，建設期5個月。由于節省焦爐煤氣，實現年節能量4.81萬tce，年碳減排量12.7萬tCO2。年節能經濟效益4138萬元，投資回收期約5個月。
典型案例2
案例名稱：日本新日鐵住金株式會社焦爐改造項目
技術提供單位：中鋼集團耐火材料有限公司
建設規模：1座68孔6米焦爐。建設條件：適用于各種大中小型焦爐爐門、上升管、煙囪等易結焦部位。主要技改內容：本項目產品主要是對焦爐爐門進行改造，主要設備為掛釉爐門預制材料300t。技改投資額330萬元，建設期2個月。年節能量2740tce，碳減排量7234tCO2。年節能經濟效益236萬元，投資回收期1.4年。
八、推廣前景及節能減排潛力
高導熱硅磚和焦爐爐門掛釉預制件的應用對降低焦炭企業能耗、減少污染、節約成本、提高效益具有重要的作用。預計未來5年，該技術在全國推廣比例可達15%，項目總投資額3.6億元，可形成的年節能能力96萬tce，年碳減排能力253萬tCO2。
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