高炉各部位都用哪些耐火材料

随着工业化的进程，现代大、中型高炉一般要求1代炉龄达到10年（甚至15年）。因此，对耐火材料的品种和质量都提出了非常严格的要求。由于在高炉内部各个区域的反应条件、承受的热冲击、工作状态、温度波动、侵蚀机理等不尽相同。要求使用的耐火材料也不同，其材质应作相应的变化。今天科瑞耐材为大家介绍高炉各个部位（炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸炉底、出铁口、出铁沟）所使用到的耐火砖种类以及选择的依据。

高炉炉衬的侵蚀线和损毁侵蚀最为严重的部位是炉腹、炉腰及炉身下部的衬里，这些部位的过早损坏将导致高炉中修或者大修。所以，耐火材料的品种、质量好与坏直接关系到一代高炉寿命，直接影响了高炉的产量及经济效益。

目前，高炉用耐火材料的品种很多，炉身中上部一般采用性能优异的粘土砖或高铝砖，炉身下部、炉腰及炉腹则多用碳质制品、碳化硅砖、莫来石砖、刚玉砖等特种耐火材料（特别是最近发展起来的碳化硅砖在高炉上的应用获得了成功）。同时，其他不定形耐火材料也得到了广泛的应用。

（一）炉喉用耐火砖

炉喉主要起保护炉衬、合理布料的作用。这一区域主要受炉料直接冲击和摩擦作用，但煤气流的冲刷相对较轻。因此，炉喉一般多用性能优异的粘土砖或高密度的高铝砖砌筑，但该砖使用寿命短，因而还采用耐磨耐撞击的铸钢保护板，即所说的炉喉钢砖。

炉喉部位也有采用粘土砖或耐火浇注料作内衬的，也有采用碳化硅砖的。另外，在高炉炉喉及保护板以下部位、直吹管和煤气升降管等部位，均可采用喷涂法进行修补。在新建高炉时，上述部位也可以采用喷涂法进行筑衬，施工效率高，质量好。

（二）炉身用耐火砖

在炉身上部和中部，由于温度较低（400-800℃），无炉渣形成和渣蚀。主要承受炉料冲击、煤气冲刷磨损、碱金属侵蚀及碳的沉积作用。所以该部位主要采用低气孔率的优质粘土砖及高铝砖。特别是在耐火材料品种增加和质量提高的情况下，高炉炉衬寿命都大为延长。

俄罗斯高炉炉身主要采用致密粘土砖或高岭土砖；美国大型高炉起步较早，但进展缓慢，到目前为止，炼铁主要是采用中型高炉，其炉衬主要是采用致密粘土砖，个别高炉也采用高铝砖或特种耐火材料砌筑；德国、法国、意大利等国的高炉炉身部位，一般采用粘土砖或高铝砖砌筑；英国高炉炉身仍然采用粘土砖砌筑，使用寿命约为 1 年，即每个炉役可炼100多万吨生铁。

这些砖一般是采用低铁低碱耐火原料，经高温或高压成型的。因此，体积密度高，气孔率低，荷重软化温度高和高温强度大。

综上所述，炉身中、上部主要采用耐火砖有优质粘土砖和高铝砖。但是随着大中型高炉操作条件苛刻化和大幅度延长高炉寿命制度的确立，该部位要求采用在耐剥蒋性和耐磨性方面都很优异的耐火材料。因此，在炉身上部还可采用磷酸盐结合的粘土砖，上部和中部还可采用硅线石质耐火砖和耐剥落性优异的高铝质耐火砖。

然而，在高炉炉身段最易损坏的部位是炉身下部，该部位已为国内外大多数高炉的实践所证明。因为这部分区域是热交换较多的区域，炉料下降的摩擦作用，煤气上升时粉尘的冲刷作用，碱金属的侵蚀作用都很严重。因此，要求有良好的抗渣性、抗碱性、耐磨的优质粘土砖、高铝砖、刚玉砖及碳化硅砖。

我国近10年来，国内对高炉用耐火材料的研究和开发取得了许多成果，Si3N4-SiC砖、铝碳砖和微孔铝碳砖、半石墨碳砖、自焙碳砖、不定形耐火材料等都已得到了广泛应用，特别是氮化硅结合碳化硅砖在国内20 多座高炉上得到了广泛应用，该砖大都是在炉身下部砌筑。

综上所述，国内外高炉的生产实践证明，在高炉炉身下部采用碳化硅砖做内衬，有助于延长炉龄，提高热效率。因为碳化硅材质不与熔渣起反应，也没有结瘤现象。因此，它是一种较为理想的有发展前途的高炉炉衬用耐火材料，很值得在高炉上推广应用。

（三）炉腰用耐火材料

炉腰起着缓冲上升煤气流的作用。炉腰区域的温度高（1400-1600℃）熔渣大量地形成，渣蚀严重；碱金属、含尘炽热煤气上升对炉衬的冲刷作用、物料摩擦作用都加剧，因此炉腰部位一般选择抗渣侵蚀性强、耐冲刷的耐火材料。

我国高炉过去在炉腰部位选用粘土砖和高铝砖砌筑，但随着高炉大型化及高强化冶炼的发展，已远远不能适应。所以，有的高炉也在炉腰部位采用了Si3N4-SiC砖，如鞍钢11号高炉 , 1代和2 代均在炉腰部位进行了碳化硅砖砌筑，使用效果较为明显。因此，一般来说，如有条件可在1000立方米以上的高炉炉腰段采用Si3N4-SiC砖砌筑。但在1000立方米以下的高炉上，也可考虑用碳化硅砖砌筑，但必须同时改进冷却器结构和材质，采用软水（或纯水）闭路循环冷却，在操作上控制边缘气流。只有技术配套，才能充分发挥碳化硅砖的作用。