高爐各部位都用哪些耐火材料

隨著工業(yè)化的進(jìn)程，現(xiàn)代大、中型高爐一般要求1代爐齡達(dá)到10年（甚至15年）。因此，對(duì)耐火材料的品種和質(zhì)量都提出了非常嚴(yán)格的要求。由于在高爐內(nèi)部各個(gè)區(qū)域的反應(yīng)條件、承受的熱沖擊、工作狀態(tài)、溫度波動(dòng)、侵蝕機(jī)理等不盡相同。要求使用的耐火材料也不同，其材質(zhì)應(yīng)作相應(yīng)的變化。今天科瑞耐材為大家介紹高爐各個(gè)部位（爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸爐底、出鐵口、出鐵溝）所使用到的耐火磚種類(lèi)以及選擇的依據(jù)。

高爐爐襯的侵蝕線和損毀侵蝕最為嚴(yán)重的部位是爐腹、爐腰及爐身下部的襯里，這些部位的過(guò)早損壞將導(dǎo)致高爐中修或者大修。所以，耐火材料的品種、質(zhì)量好與壞直接關(guān)系到一代高爐壽命，直接影響了高爐的產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益。

目前，高爐用耐火材料的品種很多，爐身中上部一般采用性能優(yōu)異的粘土磚或高鋁磚，爐身下部、爐腰及爐腹則多用碳質(zhì)制品、碳化硅磚、莫來(lái)石磚、剛玉磚等特種耐火材料（特別是最近發(fā)展起來(lái)的碳化硅磚在高爐上的應(yīng)用獲得了成功）。同時(shí)，其他不定形耐火材料也得到了廣泛的應(yīng)用。

（一）爐喉用耐火磚

爐喉主要起保護(hù)爐襯、合理布料的作用。這一區(qū)域主要受爐料直接沖擊和摩擦作用，但煤氣流的沖刷相對(duì)較輕。因此，爐喉一般多用性能優(yōu)異的粘土磚或高密度的高鋁磚砌筑，但該磚使用壽命短，因而還采用耐磨耐撞擊的鑄鋼保護(hù)板，即所說(shuō)的爐喉鋼磚。

爐喉部位也有采用粘土磚或耐火澆注料作內(nèi)襯的，也有采用碳化硅磚的。另外，在高爐爐喉及保護(hù)板以下部位、直吹管和煤氣升降管等部位，均可采用噴涂法進(jìn)行修補(bǔ)。在新建高爐時(shí)，上述部位也可以采用噴涂法進(jìn)行筑襯，施工效率高，質(zhì)量好。

（二）爐身用耐火磚

在爐身上部和中部，由于溫度較低（400-800℃），無(wú)爐渣形成和渣蝕。主要承受爐料沖擊、煤氣沖刷磨損、堿金屬侵蝕及碳的沉積作用。所以該部位主要采用低氣孔率的優(yōu)質(zhì)粘土磚及高鋁磚。特別是在耐火材料品種增加和質(zhì)量提高的情況下，高爐爐襯壽命都大為延長(zhǎng)。

俄羅斯高爐爐身主要采用致密粘土磚或高嶺土磚；美國(guó)大型高爐起步較早，但進(jìn)展緩慢，到目前為止，煉鐵主要是采用中型高爐，其爐襯主要是采用致密粘土磚，個(gè)別高爐也采用高鋁磚或特種耐火材料砌筑；德國(guó)、法國(guó)、意大利等國(guó)的高爐爐身部位，一般采用粘土磚或高鋁磚砌筑；英國(guó)高爐爐身仍然采用粘土磚砌筑，使用壽命約為 1 年，即每個(gè)爐役可煉100多萬(wàn)噸生鐵。

這些磚一般是采用低鐵低堿耐火原料，經(jīng)高溫或高壓成型的。因此，體積密度高，氣孔率低，荷重軟化溫度高和高溫強(qiáng)度大。

綜上所述，爐身中、上部主要采用耐火磚有優(yōu)質(zhì)粘土磚和高鋁磚。但是隨著大中型高爐操作條件苛刻化和大幅度延長(zhǎng)高爐壽命制度的確立，該部位要求采用在耐剝蔣性和耐磨性方面都很優(yōu)異的耐火材料。因此，在爐身上部還可采用磷酸鹽結(jié)合的粘土磚，上部和中部還可采用硅線石質(zhì)耐火磚和耐剝落性優(yōu)異的高鋁質(zhì)耐火磚。

然而，在高爐爐身段最易損壞的部位是爐身下部，該部位已為國(guó)內(nèi)外大多數(shù)高爐的實(shí)踐所證明。因?yàn)檫@部分區(qū)域是熱交換較多的區(qū)域，爐料下降的摩擦作用，煤氣上升時(shí)粉塵的沖刷作用，堿金屬的侵蝕作用都很?chē)?yán)重。因此，要求有良好的抗渣性、抗堿性、耐磨的優(yōu)質(zhì)粘土磚、高鋁磚、剛玉磚及碳化硅磚。

我國(guó)近10年來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)高爐用耐火材料的研究和開(kāi)發(fā)取得了許多成果，Si3N4-SiC磚、鋁碳磚和微孔鋁碳磚、半石墨碳磚、自焙碳磚、不定形耐火材料等都已得到了廣泛應(yīng)用，特別是氮化硅結(jié)合碳化硅磚在國(guó)內(nèi)20 多座高爐上得到了廣泛應(yīng)用，該磚大都是在爐身下部砌筑。

綜上所述，國(guó)內(nèi)外高爐的生產(chǎn)實(shí)踐證明，在高爐爐身下部采用碳化硅磚做內(nèi)襯，有助于延長(zhǎng)爐齡，提高熱效率。因?yàn)樘蓟璨馁|(zhì)不與熔渣起反應(yīng)，也沒(méi)有結(jié)瘤現(xiàn)象。因此，它是一種較為理想的有發(fā)展前途的高爐爐襯用耐火材料，很值得在高爐上推廣應(yīng)用。

（三）爐腰用耐火材料

爐腰起著緩沖上升煤氣流的作用。爐腰區(qū)域的溫度高（1400-1600℃）熔渣大量地形成，渣蝕嚴(yán)重；堿金屬、含塵熾熱煤氣上升對(duì)爐襯的沖刷作用、物料摩擦作用都加劇，因此爐腰部位一般選擇抗渣侵蝕性強(qiáng)、耐沖刷的耐火材料。

我國(guó)高爐過(guò)去在爐腰部位選用粘土磚和高鋁磚砌筑，但隨著高爐大型化及高強(qiáng)化冶煉的發(fā)展，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)。所以，有的高爐也在爐腰部位采用了Si3N4-SiC磚，如鞍鋼11號(hào)高爐 , 1代和2 代均在爐腰部位進(jìn)行了碳化硅磚砌筑，使用效果較為明顯。因此，一般來(lái)說(shuō)，如有條件可在1000立方米以上的高爐爐腰段采用Si3N4-SiC磚砌筑。但在1000立方米以下的高爐上，也可考慮用碳化硅磚砌筑，但必須同時(shí)改進(jìn)冷卻器結(jié)構(gòu)和材質(zhì)，采用軟水（或純水）閉路循環(huán)冷卻，在操作上控制邊緣氣流。只有技術(shù)配套，才能充分發(fā)揮碳化硅磚的作用。