高爐各部位都用哪些耐火材料

隨著工業(yè)化的進程，現(xiàn)代大、中型高爐一般要求1代爐齡達到10年（甚至15年）。因此，對耐火材料的品種和質(zhì)量都提出了非常嚴格的要求。由于在高爐內(nèi)部各個區(qū)域的反應條件、承受的熱沖擊、工作狀態(tài)、溫度波動、侵蝕機理等不盡相同。要求使用的耐火材料也不同，其材質(zhì)應作相應的變化。今天科瑞耐材為大家介紹高爐各個部位（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以及選擇的依據(jù)。

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

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、莫來石磚、剛玉磚等特種耐火材料（特別是最近發(fā)展起來的碳化硅磚在高爐上的應用獲得了成功）。同時，其他不定形耐火材料也得到了廣泛的應用。

（一）爐喉用耐火磚

爐喉主要起保護爐襯、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板，即所說的爐喉鋼磚。

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，均可采用噴涂法進行修補。在新建高爐時，上述部位也可以采用噴涂法進行筑襯，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。

俄羅斯高爐爐身主要采用致密粘土磚或高嶺土磚；美國大型高爐起步較早，但進展緩慢，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，個別高爐也采用高鋁磚或特種耐火材料砌筑；德國、法國、意大利等國的高爐爐身部位，一般采用粘土磚或高鋁磚砌筑；英國高爐爐身仍然采用粘土磚砌筑，使用壽命約為 1 年，即每個爐役可煉100多萬噸生鐵。

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，該部位已為國內(nèi)外大多數(shù)高爐的實踐所證明。因為這部分區(qū)域是熱交換較多的區(qū)域，爐料下降的摩擦作用，煤氣上升時粉塵的沖刷作用，堿金屬的侵蝕作用都很嚴重。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。

我國近10年來，國內(nèi)對高爐用耐火材料的研究和開發(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用，特別是氮化硅結合碳化硅磚在國內(nèi)20 多座高爐上得到了廣泛應用，該磚大都是在爐身下部砌筑。

綜上所述，國內(nèi)外高爐的生產(chǎn)實踐證明，在高爐爐身下部采用碳化硅磚做內(nèi)襯，有助于延長爐齡，提高熱效率。因為碳化硅材質(zhì)不與熔渣起反應，也沒有結瘤現(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，渣蝕嚴重；堿金屬、含塵熾熱煤氣上升對爐襯的沖刷作用、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、耐沖刷的耐火材料。

我國高爐過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化冶煉的發(fā)展，已遠遠不能適應。所以，有的高爐也在爐腰部位采用了Si3N4-SiC磚，如鞍鋼11號高爐 , 1代和2 代均在爐腰部位進行了碳化硅磚砌筑，使用效果較為明顯。因此，一般來說，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，但必須同時改進冷卻器結構和材質(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。只有技術配套，才能充分發(fā)揮碳化硅磚的作用。