高炉炉身、炉底等部位耐火材料选择

随着工业化的进程，现代大、中型炼铁高炉要求是1代炉龄做到10年(以至于15年)。因而，对耐火材料种类和品质都给出了非常明确的规定。因为在炼铁高炉内部结构每个区域的反应机理、能承受的热冲击、运行状态、温度波动、腐蚀机理等各有不同。规定所使用的耐火材料也不尽相同，其材料应作对应的转变。

今天为大家介绍炼铁高炉各部位(炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸炉底)所用过的耐火砖种类以及挑选的重要依据。

下图为炼铁高炉炉衬的侵蚀线和损毁原因。从图中可以看到，腐蚀最严重的身体部位是炉腹、炉腰及炉身下部内衬，这种位置的太早毁坏可能导致炼铁高炉大中修或是维修。因此，耐火砖耐火材料种类、品质好与不好会直接关系到新一代炼铁高炉寿命，直接影响着炼铁高炉总产量及经济收益。

目前，炼铁高炉用耐火材料种类很多，炉身中上部一般采用性能优越的粘土砖或高铝砖，炉身下部、炉腰及炉腹则常用碳质制品、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炼铁高炉中的应用赢得了成功)。同时，别的不定形耐火材料也得到广泛应用。

炉喉用耐火材料

炉喉关键起保护炉衬、合理布料的作用。这一地区主要受炉料立即冲击和磨擦，但煤气流的冲洗相对性比较轻。

因而，炉喉一般常用性能优越的粘土砖或高密度的高铝砖砌筑，但是该砖使用寿命短，因而还采用耐磨耐撞击的铸钢保护板，即所说的炉喉钢砖。炉喉身体部位也有选用粘土砖或耐火浇注料作内衬的，也有选用碳化硅砖的。另外，在炼铁高炉炉喉及保护板以下身体部位、直吹管和液化气升降管道等身体部位，都可选用喷涂法进行修补。在新建炼铁高炉时，上述身体部位也可采用喷涂法进行筑衬，施工效率高，质量好。

炉身用耐火材料

在炉的身上部和中部，由于温度较低(400-800℃)，无炉渣形成和渣蚀。关键承担炉料冲击、液化气冲洗磨损、碱金属腐蚀及碳的沉积作用。所以该身体部位主要采用低气孔率的粘土砖及高铝砖。尤其是在耐火材料种类增长和水平的提高的情形下，炼铁高炉炉衬寿命都大为延长。

炉身中、上部关键采用粘土砖和高铝砖。但是随着大中型高炉操作条件苛刻化和大幅度延长炼铁高炉寿命制度的确立，该身体部位规定选用在耐剥蒋性和耐磨性方面都很优异的耐火材料。因而，在炉的身上部还可以选用磷酸盐相结合的粘土砖，上部和中部还可以选用硅线石质耐火砖和耐剥落性优异的高铝质耐火砖。

然而，在炼铁高炉炉身段最易毁坏的部位是炉身下部，该身体部位已为全球大多数炼铁高炉实践探索所证实。由于这一部分地区功效，碱土金属的侵蚀作用都很严重。因而，要求有较好的热膨胀性、抗碱性、耐磨的高品质粘土砖、高铝砖、刚玉砖及碳化硅砖。

炉腰用耐火保温材料

炉腰起着缓冲上升煤气流的功效。炉腰区域内的气温高(1400-1600℃)熔渣大量的产生，渣蚀严重;碱土金属、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，因而炉腰部位一般会选择抗渣侵蚀性强、耐冲洗的耐火保温材料。

在我国炼铁高炉以往在炉腰部位采用粘土砖和高铝砖砌墙，但是随着炼铁高炉进口替代以及高加强冶炼的高速发展，已远远地无法适应。因而，有些炼铁高炉还在炉腰部位使用了Si3N4-SiC砖，如鞍钢11号炼铁高炉,1代和2代皆在炉腰部位展开了碳化硅砖砌墙，使用体验比较明显。因而，通常情况下，若有标准可以从1000立方米以上炼铁高炉炉腰段采用Si3N4-SiC砖砌墙。但1000立方米以内的炼铁高炉上，也可以考虑到用碳化硅砖砌墙，但同样需要改善冷却塔结构与原材料，采用软化水(或纯水)闭路循环制冷，在操作中控制边沿气旋。仅有技术性配套设施，才可以充分运用碳化硅砖的功效。

炉腹腔位用耐火保温材料

炉腹联结着炉腰和炉缸，这种地区环境温度更高一些，其下边炉料环境温度大约在1600-1650℃，气流温度更高一些。渣的腐蚀、碱土金属的功效、物料冲洗都加大。因而，炉腹腔位历年来全是炼铁高炉使用寿命命短的重要环节。因而，这要求耐火保温材料不但具有较好的抗碱热膨胀性，而且还要具备耐热特性。

以往以高铝砖和刚玉砖砌墙者居多，但是现在多采用碳化硅制品。日本在炼铁高炉炉腹和风口地区位置使用了纯度高、传热性好与耐腐蚀度高的高级耐火材料，如电熔高铝砖、生成莫来石砖、刚玉砖等，使用体验比较显著。德国在炉腹腔位使用了很多耐火砖，如半石墨砖、电熔高铝砖、莫来石砖、直接结合或氮化硅相结合的碳化硅砖等。

炉缸炉底用耐火保温材料

炉缸是盛装钢水和熔渣的地区，并燃烧焦炭会产生大量煤气，为炼铁高炉复原制造状态变量。炉缸位置尤其是风口区是炼铁高炉内气温高的地区，其温度是1700-2000℃以上，炉底环境温度一般是在1450-1500℃范围之内。炉缸内衬除受高温功效外，还关键遭受渣铁的化学侵蚀与冲洗，炉底主要是以钢水的渗透到腐蚀为主。因而，炉缸炉底侵蚀多数为“蒜头状”或平锅底状腐蚀。二种最典型的炉缸腐蚀图形，如图所示。

根据以上因素，在挑选炉缸、炉底用耐火保温材料时，应使用抗渣铁侵蚀性强、抗碱性能好、抗钢水透水性好一点的高品质耐火保温材料。尤其是炉缸、炉底的碳质原材料务必具有较高的抗透水性、传热性、抗有机化学侵蚀性等，依靠冷却壁的冷。