材料成控毕业论文

浅析施工项目成本控制 摘要：施工项目成本是工程项目在施工中所耗费的劳动对象、劳动资料 转移价值和劳动者必要劳动所创造价值的货币形式。项目成本控制贯穿于 项目施工的始终，项目从实施的开始，就须制定降低成本的具体目标和方 法，从而有计划有措施地控制支出。 关键词：施工项目成本控制 0引言 某施工项目在施工中所发生的全部生产费用的总和，包括所耗 费的主、辅材料，构配件，周转材料的摊销或租赁费，施工机械的台 班费或租赁费，支付给生产工人的工资、资金以及项目经理部为组 织和管理工程施工所发生的全部费用支出。 1经验表明，影响项目成本的因素很多，对项目成本控制的具 体方法可从以下几个方面入手 人工费项目组建后，由公司配合项目采取招标的方式在 公司内部承包分包劳务的单位中择优选择1～2家信誉良好、价格 低廉的劳务承包商。也就是说，人工费的单价是通过招标来确定的。 项目人工费分定额内用工和非定额内用工，定额人工费按实际发生 的工程量乘单价得出，这并不困难，控制非定额用工才是控制人工 费支出的重点，一般方法是将非定额用工按一定的比例包含在定额 用工中，包干到施工班组。不同的工程有不同的非定额用工比例，大 致上说，结构工程的非定额用工比例在5％左右，装修工程的非定 额用工比例在10％左右。在人工费控制中较准确地掌握各类工程 的非定额用工比例并严加控制是很重要的。另外，控制人工费的支 出还要十分注重避免返工及重复用工的发生。 材料费材料费占建筑工程的造价比例一般在60％左右， 降低材料费用是降低工程成本的最重要的途径。做好材料的管理， 主要的方法有：在实行按“量价分离”方法计算工程造价的条件下， 水泥、钢材、木材等“三材”的价格随行就市，实行高进高出；地方材 料的预算价格=基准价×(l十材差系数)。在对材料成本进行控制的 过程中，首先要以上述预算价恪来控制地方材料的采购成本；至于 材料消耗数量的控制，则应通过“限额领料单”去落实。由于材料市 场价格变动频繁，往往会发生预算价格与市场价格严重背离而使采 购成本失去控制的情况。因此，项目材料管理人员有必要经常关注 材料市场价格的变动；并积累系统详实的市场信息。如遇材料价格 大幅度上涨，可向“定额管理”部门反映，同时争取甲方按实补贴。 机械使用费机械一般通过租赁方式使用，因此，必须合理 配备施工机械，提高机械设备的利用率和完好率，同时，加强现场设 备的维修、保养工作，避免不正当使用造成机械设备的闲置，保证机 械的正常满负荷运转。施工图预算中的机械使用费=工程量×定额 台班单价。由于项目施工的特殊性，实际的机械利用率不可能达到 预算定额的取定水平；再加上预算定额所设定的施工机械原值和折 旧率又有较大的滞后性，因而使施工图预算的机械使用费往往小于 实际发生的机械使用费，形成机械使用费超支。 临时设施费临时设施以满足使用为目标，尽可能的使用 废旧料及能周转重复使用的材料。 项目管理费用根据工程的规模及工期的长短。从满足管 理效果和效率要求出发，合理地配备项目管理人员。一支高效、精干 的项目管理队伍是实现整个项目成本目标的组织保证。 分包工程有些作为总包的施工单位，由于其施工的资质 有限和充分利用市场配置资源的需要，会将诸如桩基础、弱电、消 防、栏杆、门窗、幕墙、石材等部分工程分包给具有相应专业施工资 质的企业施工。分包工程因总包单位仅投入管理费用，因此分包的 赢利是企业赢利中很重要的一部分。分包工程一般可在项目投标时 和分包单位签定协议，由分包单位报价，中标后由分包单位施工，总 包单位按分包工程总额的一定比例收取管理费用，或企业中标后再 通过招标选定分包单位。 质量工程质量与项目成本息息相关，分项工程的表面平 整度、垂直度精度越高，越能节约材料和人工。譬如，天棚面如平整 度很高，可以不用抹灰，而通过刮腻子的方法一样能达到使用要求， 还能加大使用空间，节省费用。 工期项目施工中，如能通过优化施工方案，提前完工，将节 省大笔的机械及周转料具的租赁费及项目的管理费，从而降低成本。 因此，项目成本管理一定要围绕着减少资源费用来进行工期的优化。 施工技术技术与经济是相互依存的，技术的提高或新技 术的采用，必然大幅度提高劳动效率和节省材料，从而节约成本。在 项目成本管理中，要十分注重和发挥技术对于降低成本的重要作 用。如在钢筋的连接中采用电渣压力焊接就是节省材料，提高工效 的具体方法。另一项有利于降低项目成本的技术经济的方法就是通 过优化施工方案来提高工效，缩短工期，这是项目常采用的。 索赔的管理项目从合同履约之初，根据合同，就要加强 对业主的索赔，注重索赔证据的收集及确认工作，勤办理签证，经常 向业主发索赔的函件并及时催促确认。通过索赔来维护企业权益， 提高项目的收入。在高度重视对业主的索赔的同时，要增强自身履 行合同的意识，防止业主反索赔。 2以上是从几方面来进行成本控制，下面用两个实例具体说明 如何进行 以原材料为例说明如何进行控制，如基础施工时需要购进砂、 石、水泥、钢筋等材料，项目部技术人员根据进度及实际工作量提出材 料需求计划，以满足计划施工部位为原则，且需注明所需材料计划完工 部位。材料采购部门，对比施工预算，当需求计划小于或等于预算书有 关数据时，编制采购计划，开始进入采购程序。材料进场，要及时办理入 库手续，实际领用时，需项目负责人签字才可办理出库手续。接下来的 工作就是监督施工过程了，项目负责人要保证材料的使用严格按施工 工艺要求进行，违章操作的代价很可能是材料浪费，材料浪费就意味着 计划超支。若材料入库、使用均未出现问题，但却未完成计划部位时，就 需要考虑标准的问题了，这时候需要汇同预算编制人员、技术人员、施 工管理人员、实际施工人员进行分析，查找原因，原因找到了才可进行 下一步施工，若问题出在使用过程中，则可以避免主体部分再出现类似 问题，若是标准的问题，则需尽快修改标准，若遇特殊情况，就需要启动 应急程序了。通过上面处理，我们把成本隐患控制到基础部分，且为今 后标准的制定积累了数据，为编制更合理的施工预算提供了条件。 再以抹灰为例说明成本控制过程，如某项目某天计划抹灰 600平米，需要施工人员和材料控制人员就所需材料进行计算，但 最终以施工预算书数量为控制依据，办理限额领料，在实际施工过 程中，施工人员会根据现场情况发现材料是否够用，若无法满足需 要，则需执行上面所提程序，汇同各有关人员查找原因。在市场经济 形势下，降耗节支必须要求领导、管理人员重视并动员全体职工才 能收到成效，企业领导首先要转变观念，要由计划经济体制下重投 入，轻产出转变为资金管理为中心，提高投入产出比。领导要改变过 去的只抓产值，忽视效益而给职工造成的错误想法。 我国的施工项目经理部普遍存在一种现象，即在项目内部，搞 技术的只负责技术和质量，搞工程的只负责施工生产和工程进度， 搞材料的只负责材料的采购及进场点验工作。这样表面上看来职责 清晰，分工明确，但项目的成本管理是靠大家来管理、去控制的，项 目效益是靠大家来创造的。如果搞技术的为了保证工程质量，选用 可行、却不经济的方案施工，必然会保证了质量但增大了成本；如果 搞材料的只从产品质量角度出发，采购高强优质高价材料，即使是 材料使用没有一点浪费，成本还是降不下来。对一个企业而言，员工 是其灵魂。如果职工失去了工作的积极性、进取的精神，那么这个企业将会变成一盘散沙。公司成本管理工作中所出现的问题，归根结 底是管理者在管理工作上忽视了职工的成本意识对企业的重要性。 在施工项目成本控制中，充分调动了人的积极性后,还要注意成本控 制的影响因素，努力提高企业领导人员、技术人员、管理人员、和生 产工人的科学技术水平、业务能力、劳动熟练程度，降低施工成本， 提高经济效益的。

二、做好施工阶段的成本控制建筑企业在工程建设中实行项目成本管理是企业生存和发展的基础和核心，施工阶段的成本控制是建筑企业能否有效进行项目成本控制的关键，必须在组织和控制措施上给与高度的重视，以期达到提高企业经济效益的目的。1．施工阶段成本控制原则第一、全面控制原则：项目成本的全员控制和项目成本的全过程两个发面。施工项目成本是考核施工项目经济效益的综合性指标，它涉及到与施工项目形成有关的各个部门，同时也与每个员工的切身利益有关。因此，在投标阶段，做好成本预测，签好合同；在中标以后的施工过程中，制定好成本计划和成本目标，并采取技术与经济相结合的有效手段，控制好事中成本；竣工验收阶段，要及时办理工程结算及追加的合同价款，做好成本的核算分析，使施工自始至终处于控制之下。第二、开源与节流相结合的原则：为了提高经济效益，主要途径是成本支出和增加预算收入两个方面。就是在成本控制中做到；每发生一笔金额较大的成本费用，都要核实有无与其相应的预算收入，是否支大于出，在经常性的分部分项工程成本核算和月度核算中，也要进行实际成本与预算收入的对比分析，以便从中探索成本节超的原因，纠正项目成本的不利偏差，提高项目成本的降低水平。第三、 目标管理原则：目标管理是进行任何一项管理工作的基本方法和手段，成本控制也应遵循这一原则。即设定、分解—目标的责任到位和执行—检查目标的执行结果—评价和修正目标，从而形成管理的计划、实施、检查、处理循环。只有将成本控制于这样一个良性循环之中，成本目标才得以实现。第四、责、权、利相结合的原则：这是成本控制得以实现的重要保证。在成本控制过程中，项目经理及各专业管理人员都负有一定的责任，从而形成了整个项目成本控制的责任网络。企业领导对项目经理，项目经理对各部门在控制中的业绩要进行定期检查和考评，要与工资、奖金挂钩，做到奖罚分明。实践证明，只有责、权、利相结合，才能使成本控制真正落实到实处。2．施工阶段成本控制的有效途径第一、按照“量、价”分离原则，控制工程直接成本。首先材料费的控制。材料的成本包括用量控制和价格控制两个方面。材料用量控制：认真审核图纸，提前计算出工程量，各施工班组只能在规定限额内分批领用：改进施工技术，推广使用降低材料消耗的各种新技术、新工艺、新材料：认真计量验收，坚持余料回收，降低材料消耗水平：加强现场管理，合理堆放，减少搬运，降低损耗。材料价格控制：通过市场行情的调查，在保质量的前提下，考虑资金权衡，控制运费，货比三家，择优选购。其次是人工费的控制。在人工费控制方面，第一：根据劳动定额计算出定额用工量，并将安全生产、文明施工及零星用工按一次比例包给领工员或班组，进行包干控制。第二：通过现场讲解及培训来提高工人的技术水平和施工班组的施工管理水平，合理安排每天的工作计划，减少和避免无效劳动，提高劳动效率。再次是机械费的控制。充分利用现有机械设备进行内部合理调度，力求提高主要机械的使用率，在设备选型配套中，注意一机多用，尽量减少设备维修养护人员的数量和设备零星配件的费用，从而达到成本的控制。第四是质量控制。在施工过程中，要严把质量关，项目小组的人员要把自检工作贯彻到施工的整个过程中，建筑企业还应该定期对工程项目进行质量检测，做到工作一次合格，杜绝返工现象的发生，造成不必要的人力物力的浪费。第二、精简项目机构、合理配置项目部成员、降低间接成本。按照组织设计原则，因事设职，因职选人，各司其职，各负其责，选配一专多能的复合型人才，组建项目部。第三、组织连续、均衡有节奏的施工，合理使用资源，降低工期成本。在安排工期时，注意处理工期与成本的辩证统一关系，均衡有节奏的进行施工，以求在合理使用资源的前提下，保证工期，降低成本。第四、从“开源”原则出发，增加预算收入施工阶段的成本控制是一项复杂的系统工程。在实际的操作中应根据不同的工程规模、不同的管理体制、不同的建筑企业灵活运用，在实践中不断的总结和提高成本控制的方式和方法，以保证项目目标的实现。希望对你有所帮助 这些都是自己改编的，可以放心使用

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论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成

石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料，因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性，引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9]，这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.

另一方面，PANI作为典型的导电高分子之一，由于合成容易，环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料，由于纳米效应不但能提高材料固有性能，并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容，其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而，当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能，为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性，人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].

作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO，化学还原剂的加入虽然还原了部分GO而提高了导电性能，但也在一定程度上钝化了PANI [13]，另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.

基于以上分析，首先使PANI和GO相互分散和组装，借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料，以期获得高性能的超级电容器电极材料.

1实验部分

原材料

苯胺(AR， 国药集团)，经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS， AR， 湖南汇虹试剂);草酸(OX， AR， 天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB， AR， 天津市光复精细化工研究所).

的制备

PANIF的制备按我们先前提出的方法 [14]，制备过程如下：把250 mL去离子水加入三口烧瓶后，依次加入 g CTAB， g 草酸以及 mL苯胺，在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后，往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液，同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性，随后30 ℃真空干燥24 h. 的制备

采用Hummers法制备GO，具体过程如下：向干燥的2 000 mL三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目)，加入5 g硝酸钠固体，搅拌下加入220 mL浓硫酸，10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾，在冰水浴下搅拌120 min，再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min，然后向瓶中滴加460 mL去离子水，同时将水浴温度升至95 ℃，保持95 ℃搅拌60 min，再向瓶中快速滴加720 mL去离子水，10 min后加入80 mL双氧水，过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中，加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸，趁热抽滤，随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min，得氧化石墨烯溶液.

复合材料制备

按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的 mg/mL 的GO溶液混合，使混合液总体积为30 mL， GO在混合液中的最终浓度为 mg/ mL，磁力搅拌10 min后，将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应，在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出，用去离子水洗涤产物直至洗液无色后，于60 ℃真空干燥24 h，待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5，10以及15，相应命名为PAGO5，PAGO10和PAGO15，对应的PANIF质量为75 mg，150 mg和225 mg.

仪器与表征

用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后，用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.

电极制备和电化学性能测试：将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液，将其均匀地涂在不锈钢集流体上，在10 MPa压力下压片，之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中，使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极，铂片(Pt)作为对电极，在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试，电势窗为～.

比电容计算依据充放电曲线，按式(1)[15]计算：

Cs=iΔtΔVm.(1)

式中：i代表电流，A;Δt代表放电时间，s;ΔV代表电势窗，V;m代表活性物质质量，g.

2结果与讨论

形貌表征

图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后，从低倍的SEM(图1(c))可以看出，PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合，且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知：成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.

分析

图2为PANIF，GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1，1 500 cm-1，1 305 cm-1，1 144 cm-1，829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰，它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图，在3 390 cm-1， 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H，C=O键振动，1 550～1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16]，可以看出，GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图，与GO，PANIF谱图比较， 可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现，这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO，另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.

电化学性能分析

图4为样品的CV曲线，其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图，可以看出，4个样品均出现明显的氧化还原峰，这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变，表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线，由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加，在扫描速率为1 mV/s时，PAGO10电极的比电容为 F/g.

图5为PANI，PAGO5，PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图，由图可知：4种样品均有明显的氧化还原平台，这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线，借助式(1)，计算了4种样品在不同电流密度下的比电容，结果如图5(b)所示，很明显，相同电流密度下PAGO10比电容最大，当电流密度为1 A/g时，其比电容为517 F/g，这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为 A/g时，比电容分别为 261和495 F/g)[18-19]， 而PANIF比电容最小，仅为378 F/g;且在10 A/g电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右，这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时，紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚，增加了电极/电解质接触面积，从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径，对样品进行了交流阻抗测试，图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知：在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区，电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5

值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区，直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制，并且PAGO5所展现的直线斜率最大，说明其电容行为最接近理想电容，即频响特性最好，这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.

氧化还原反应的发生，导致PANIF具有十分高的赝电容，但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩，导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此，对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示，PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后，电容保持率为77%，而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为，这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外，rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接，降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩，使得链段不容易脱落或者断裂，从而PAGO10具有出色的循环稳定性.

3结论

采用自组装的方法，经水热反应，制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现，rGO与PANIF紧密连接;而且，当PANIF与GO质量比为10∶1时，复合材料展现了最佳的电化学性能，当电流密度为1和10 A/g时，其比电容分别为517， 356 F/g.从上可知：合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能，从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.

浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用

1 概述

随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及，我国水泥工业得到飞速发展，2012年，水泥总产量达亿吨，占世界总产量55%左右。在20世纪六、七十年代，镁铬质耐火材料因具有良好的挂窑皮和抗水泥熟料的化学侵蚀性能，而被广泛应用于新型干法水泥窑的烧成带[1]，并取得了良好的使用效果，但由于镁铬砖在使用过程中砖内的Cr2O3组分与窑气、窑料中的碱、硫等相结合，形成有毒的Cr6+化合物[2]。再加上原燃料中所带入的硫，碱与硫共存时形成另一种水溶性Cr6+有毒性致癌物质：R2(Cr，S)O4。水泥窑在正常运转中，其窑衬中镁铬砖内的一部分Cr6+化合物随着窑气和粉尘外逸，飘落在厂区及周边环境中，造成厂区大气的污染; 另一部分则残留在拆下的废砖中，废弃的残砖一遇到水就会造成地下水的污染;更直接的危害是在水泥窑折砖和检修作业时，窑气和碎砖粉尘中的Cr+6会给现场人员造成毒害，据有关专家论证，Cr6+腐蚀皮肤，使人易患上大骨病，进而致癌。因此，镁铬质耐火材料作为水泥窑内衬会对环境和人类造成长期污染和公害。

发达工业国家在水源、环境和卫生方面有着一系列配套的规范，其中德国对水泥厂预防“铬公害”的规定最普遍，执行也是最严格的，具体内容如表1所示：

我国于1988年4月颁布国家标准GB3838-88，对地面水中Cr6+含量进行明确规定，如表2所示：

这就使得水泥企业在使用镁铬砖做水泥窑内衬投入的环保费用加大，特别是用过镁铬残砖处理费用非常昂贵，因此，水泥窑用耐火材料无铬化是必然的发展趋势。

2 水泥窑烧成带新型环保耐火材料的研制

研制思路

目前，用于水泥回转窑烧成带的无铬环保耐火材料主要有镁白云石砖和镁铝尖晶石砖。镁白云石砖对水泥熟料具有良好的化学相容性和优良的挂窑皮性，但是抗热震性差，抗水化性差;镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性和抗侵蚀性，但是挂窑皮性差[3，4]。镁砖中引入铁铝尖晶石制成的第二代新型环保耐火材料―新型环保耐火材料，结构韧性好，抗碱盐及水泥熟料侵蚀能力强，具有良好的挂窑皮性能，在烧成带能有效延长使用寿命，是目前适合我国国情的新一代水泥窑烧成带用无铬耐火材料。但该产品的关键是铁铝尖晶石原料的合成、加入量、加入方式及有关工艺条件对制品性能的影响。

试验与研究

铁铝尖晶石的合成。铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物，化学分子式为FeAl2O4，其中含和。铁铝尖晶石为立方体结构，二价阳离子占据四面体位置，三价阳离子填充在由氧离子构成的面心立方中。其理论密度为，莫氏硬度为。要形成铁铝尖晶石，必须保证氧化亚铁(FeO或FeOn)是处于其稳定存在的条件下。只有在FeO能稳定存在的区域内，才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO? Al2O3尖晶石，而在FeO稳定存在的区域以外的条件下，铁的氧化物与Al2O3作用得到的产物很难说是FeO?Al2O3尖晶石，而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3的固溶体[5]。FeOn- Al2O3的系相图如图1所示：

为了得到高质量的合成铁铝尖晶石，我们特聘请了欧洲知名耐材专家进行专业技术指导，经过大量试验，掌握了烧结合成铁铝尖晶石的关键技术，为生产达到国际水平的新型环保耐火材料打下了良好的基础。在生产中把FeO与Al2O3按一定比例混合均匀后压制成荒坯，在保证“FeO”稳定存在的气氛下，经高温烧成，制得FeO? Al2O3尖晶石含量为97%以上的烧结铁铝尖晶石。产品衍射如图2所示：

原料与制品的性能 ①原料的选择。根据我们的生产经验，结合水泥窑烧成带对耐火材料的要求，我们选用优质镁砂、合成尖晶石为原料，并加入特殊添加剂来强化制品的性能，研制生产出第二代无铬镁尖晶石砖―新型环保耐火材料。所用原料理化指标如表3所示。②制品的性能。将原料破碎成所需的粒度，采用四级配料，经强力混碾、高压成型、高温烧成。产品的显微结构见图3，产品理化指标与国外同类产品对比情况如表4所示。

铁铝尖晶石对制品性能的影响 ①铁铝尖晶石加入量对制品耐压强度的影响。从图4可以看出：随着铁铝尖晶石增加制品的耐压强度呈现出先升后降的趋势，这是由于铁铝尖晶石与镁砂互溶的结果，铁铝尖晶石的加入量在10%时，制品的强度达到最大值。②铁铝尖晶石加入形式对制品抗热震性能的影响。从实验结果表5可以看出：以颗粒形式加入铁铝尖晶石制品的抗热震性比以细粉形式加入铁铝尖晶石制品相对较好。

产品的性能

结构韧性好、热震稳定性优良。新型环保耐火材料在烧成及使用过程中Fe2+离子扩散进入周边的氧化镁基质中，同时部分Mg2+离子扩散进入铁铝尖晶石颗粒，与铁铝尖晶石分解残留的氧化铝反应生成镁铝尖晶石，这一活化效应使制品在烧成或使用过程中，内部形成大量的微裂纹，重要的是铁铝尖晶石的分解过程、Fe2+离子和Mg2+离子的相互扩散在高温下持续进行，使得MgO-FeAl2O4耐

火材料在整个高温使用过程中，可以形成大量的微裂纹，这些微裂纹的存在有利于缓冲热应力、提高制品的结构柔韧性和热震稳定性。

强度高。从制品显微结构可以看出：制品内部铁铝尖晶石与高纯镁砂互溶，结构非常均匀致密，晶粒发育良好，颗粒与基质间通过晶间尖晶石相连接，结合良好，明显的提高了砖的密度和高温强度。

具有良好的粘挂窑皮性能。在使用过程中，制品中的Fe2O3与Al2O3都易与水泥熟料中的CaO反应生成C2F、C4AF等低熔点矿物，该矿物具有一定的粘度，可牢固粘附在新型环保耐火材料的热面，形成稳定的窑皮。我们把新型环保耐火材料和直接结合镁铬砖分别制成40mm×40mm×60mm样块，用90%水泥生料+5%煤粉+5%K2SO4，压制成Φ30×10mm圆饼，把圆饼放在两个样块中间，放入电炉内加热，温度升到1500℃，保温3小时，冷却后测其抗折强度，二者基本相同。由此可见，新型环保耐火材料粘挂窑皮性能优良。

产品的应用

新型环保耐火材料自2012年研制成功投放市场以来，通过河北鹿泉曲寨水泥公司、宁夏瀛海天琛水泥公司、内蒙古哈达图水泥公司、陕西尧柏水泥集团、北方水泥集团、河南锦荣水泥公司、新疆天基水泥公司、安阳湖波水泥公司等二十多家大型水泥企业2500t/d、5000t/d、6500t/d水泥窑烧成带应用，寿命周期均达到12个月以上，受到用户认可。

3 结论