高炉本体耐材
高炉耐材砌筑施工方案
XXXXXXXXXX3高炉工程高炉耐材砌筑方案XSXXX高炉工程项目经理部二○○九年十一月目录1.编制依据 (2)2.工程概况 (3)2.1工程简介 (3)2.2高炉本体耐材设计用量 (3)2.3高炉炉缸耐材内衬如下图： (3)3.施工部署 (3)4.项目管理机构 (4)5.施工上场条件及施工平面布置、材料运输 (5)5.1高炉炉体砌筑前应具备的条件： (5)5.2施工平面布置图 (5)5.3垂直运输 (6)6.工程进度计划及劳动力配置 (6)6.1工程进度计划 (6)6.2资源配置 (8)7.主要施工方法 (9)7.1炉体耐材施工流程 (9)7.2炉底水冷管不定形耐材施工 (10)7.3炉底找平层的施工 (11)7.4满铺炉底炭砖砌筑 (13)7.5炉底环形炭砖砌筑 (16)7.6炉底陶瓷垫砌筑 (18)7.7陶瓷杯壁、铁口组合砖、风口组合砖砌筑 (19)7.8炉腹、炉腰及炉身下部保护砖砌筑 (22)7.9炉体喷涂施工 (22)8.工程质量保证措施 (24)8.1保证体系 (24)8.2措施 (25)9.安全、文明施工保证措施： (26)9.1组织保证体系: (26)9.2安全技术保证措施 (27)9.3安全重点监控点： (27)9.4文明施工管理 (28)1.编制依据(1)XXXXX公司1250m3高炉工程HG200906铁3-1高炉炉体砌筑图。
(2)高炉砌筑技术手册2007版(3)《工业炉砌筑工程施工及质量验收规范》（GB50211-2004）标准。
(4)筑炉工程手册2007版。
(5)国家和相关部分颁发的安全及环保标准与规定。
(6)本公司质量管理体系的文件及规定。
2.工程概况2.1工程简介本工程位于江XX特钢铁厂厂区内。
由浙江XX究院设计。
高炉容积为1250m3。
炉底和炉缸采用“石墨质炭块、半石墨质炭块、微孔炭块、微孔模压小炭块以及刚玉陶瓷砌体”砌筑；高炉铁口区域采用微孔炭块砌筑；风口区域采用刚玉组合砖砌筑；炉腹、炉腰和炉身中、下部采用烧成微孔铝碳砖和高铝砖混合砌筑；炉身上部采用磷酸盐浸渍粘土砖砌筑。
高炉用耐火材料
高炉用耐火材料高炉用耐火材料12．2．3．1对耐火材料的要求：根据高炉炉衬的工作条件和破损机理，炉衬材料的质量对炉衬寿命有重要影响，故对高炉用耐火材料提出如下要求：(1)高耐火度和高荷重软化点，以抵抗高温和高温压力下的破坏作用；(2)低气孔率并没有裂纹，以抵抗煤气的渗入和熔渣的侵蚀作用；(3)低Fe203，以防止CO在炉衬内的分解； (4)高机械强度，以抵抗机械磨损和冲击破坏；(5)良好的化学稳定性，以提高抵抗炉渣化学侵蚀的能力； (6)体积稳定性好，以适应炉内温度波动时能抵抗急冷急热破坏的需要；(7)外形尺寸准确，以保证施工质量。
12．2．3．2高炉常用耐火材料高炉常用的耐火材料主要有陶瓷质材料和炭质材料两大类。
陶瓷质材料包括黏土砖、高铝砖、刚玉砖和不定形耐火材料等；炭质材料包括炭砖、石墨炭砖、石墨碳化硅砖、氮结合碳化硅砖等。
A黏土砖和高铝砖黏土砖是高炉上应用最广泛的耐火砖，它具有良好的物理机械性能，化学成分与炉渣相近，不易和渣起化学反应，有较好的机械性能，成本较低。
高铝砖是A1203含量大于48％的耐火制品，它比黏土砖有更高的耐火度和荷重软化点，由于A1：0，为中性，故抗渣性较好，但是加工困难，成本较高。
高炉用黏土砖和高铝砖的理化指标见黏土砖和高铝砖的外形质量也非常重要，特别是精细砌筑部位更为严格，有时还需再磨制加工才能合乎质量要求，所以在贮运过程中要注意保护边缘棱角，否则会降低级别甚至报废。
B炭质耐火材料近代高炉逐渐大型化，冶炼强度也有所提高，炉衬热负荷加重，炭质耐火材料具有独特的性能，因此逐渐应用到高炉上来，尤其是炉缸炉底部位几乎普遍采用炭质材料，其他部位炉衬的使用量也日趋增加。
炭质耐火材料主要特性如下：(1)耐火度高，炭是不熔化物质，在3500~C升华，在高炉冶炼温度下炭质耐火材料不熔化也不软化；(2)炭质耐火材料具有很好的抗渣性，对酸性与碱性炉渣都有很好的抗蚀能力；(3)具有高导热性，抗热振性强，可以很好地发挥冷却器的作用，有利于延长炉衬寿命；(4)线膨胀系数小，热稳定性好；，(5)致命弱点是易氧化，对氧化性气氛抵抗能力差。
列出高炉各部位用的耐火材料
列出高炉各部位用的耐火材料高炉是冶金工业中的重要设备之一，用于将铁矿石还原成纯铁的过程中，需要使用各种耐火材料来保护炉体和各个部位，以确保高炉的正常运行和安全生产。
下面将以高炉各部位用的耐火材料为标题，详细介绍每个部位所使用的耐火材料。
1. 高炉炉缸耐火材料炉缸是高炉的主要部位之一，承受着高温和高压的环境。
为了保护炉缸不受侵蚀，常用的耐火材料包括炉缸砖、炉缸衬砌等。
这些耐火材料具有高温抗热、耐侵蚀的特性，能够有效地抵御高温气体和炉渣的侵蚀。
2. 高炉炉壁耐火材料炉壁是高炉内部的主要组成部分，也是炉体的承重部位。
为了保证炉壁的强度和耐火性能，常用的耐火材料包括炉壁砖、炉壁衬砌等。
这些耐火材料具有良好的抗压强度和耐火性能，能够承受高温和高压的环境。
3. 高炉炉喉耐火材料炉喉是高炉出铁口的部位，也是高炉内部的热点区域。
为了保护炉喉不受侵蚀，常用的耐火材料包括炉喉砖、炉喉衬砌等。
这些耐火材料具有良好的耐热性能和抗侵蚀性能，能够有效地抵御高温气体和炉渣的侵蚀。
炉底是高炉的底部，承受着高炉内部的高温和高压。
为了保护炉底不受侵蚀，常用的耐火材料包括炉底砖、炉底衬砌等。
这些耐火材料具有高温抗热、耐侵蚀的特性，能够有效地抵御高温气体和炉渣的侵蚀。
5. 高炉炉顶耐火材料炉顶是高炉的顶部，也是高炉内部的重要部位之一。
为了保护炉顶不受侵蚀，常用的耐火材料包括炉顶砖、炉顶衬砌等。
这些耐火材料具有高温抗热、耐侵蚀的特性，能够有效地抵御高温气体和炉渣的侵蚀。
6. 高炉炉喉冷却装置为了保证高炉炉喉的正常运行，需要安装冷却装置来降低炉喉的温度。
常用的冷却装置包括炉喉冷却壁、炉喉冷却管等。
这些冷却装置能够有效地降低炉喉的温度，保护炉喉不受高温气体和炉渣的侵蚀。
7. 高炉炉顶冷却装置为了保证高炉炉顶的正常运行，需要安装冷却装置来降低炉顶的温度。
常用的冷却装置包括炉顶冷却管、炉顶冷却壁等。
这些冷却装置能够有效地降低炉顶的温度，保护炉顶不受高温气体和炉渣的侵蚀。
高炉耐材
/
YJ-THC-4
≤12
≤12.0
≥1.50
≥20.0
≥2.0
/
YJ-THX-1
F.C≥45
灰份≤15
挥发份≤45
粘结抗折强度(200℃×16h)≥4.0
/
≤1
YJ-THX-2
F.C≥50
灰份≤10
挥发份≤38
粘结抗折强度(200℃×16h)≥4.0
/
≤1
使用部位：粗缝糊YJ-THC用于石墨化碳砖、半石墨化碳－碳化砖与冷却壁之间宽缝间隙的填充；细缝糊YJ-THX用于半石墨化碳砖、半石墨化碳－碳化砖、微孔碳砖的砌筑。
5.压入填充泥浆
指标
牌号
化学成份（％）
体积密度
(g/cm3)
抗折\耐压强度(MPa)
线变化率(%)
导热系数
(W/m﹒k)
110℃×24h
烧后
YJ-SSR-2
C≥90
≥1.30
≥15
(C.C.R)
/
/
≥3.5
(500℃)
YJ-CB-SP
SiC≥80
≥1.90
≥1.0(1.5)
≥1.0(300℃)
0～-1.0(300℃)
(1000℃)
≥15
YJ-FHCN -SiC
Al2O3≤20
SiC≥50
≥1.0
≥0.25
(1000℃)
≤1.0
(1000℃)
≥30
使用部位：YJ-HCN-G1砖托等金属体与硅砖砌体之间膨胀缝及温度计孔、压入计孔；YJ-HCN-177L砖托等金属体与高铝砖砌体之间膨胀缝及温度计孔、压入计孔；YJ-FHCN -SiC砖托等金属体与硅砖砌体之间膨胀缝及温度计孔、压入计孔。
高炉本体
冶金高炉本体高炉本体是高炉炼铁的核心设备，@代大型和超大型高炉一代炉龄在不中修的情况下可达到15 -20年•，单位炉容产铁量可达到d000t以上。
高炉本体主要由钢结构（炉体支承框架、炉壳）、炉衬（耐火材料）、冷却设备（冷却壁、冷却板等）、送风装置（热风围管、支管、直吹管、风口）和检测仪器设备等组成。
图5-4为钢3号高炉（4360m3)炉体结构图。
1 钢结构高炉钢结构包括炉体支承结构和炉壳。
炉体支承结构采用如图5-5所示的大框架自立式结构。
其特点是大料斗、小料4*和旋转布料器的重量由炉壳支承，上升管、大小钟和受料漏斗等重量通过炉顶框架支承在炉顶平台上（第7层平台）。
对无料钟炉顶，旋转溜槽、中心喉管等重量由炉壳支承。
料罐、受料漏斗、密封阀、上升管等设备重童通过炉顶框架支承在炉顶平台上，炉顶平台的所有重量再由大框架传递给基础。
大框架自立式结构的优点是风口平台宽敞，炉前操作方便，利于风口平台机械化作业。
新建的大、中型和超大型高炉都采用这种结构。
高炉炉壳用高强度钢板焊接而成，起承重、密封煤气和固定冷却器的作用，图5-6所示为正在安装中的5500m3高炉炉壳。
2 炉衬高炉炉衬由耐火砖砌筑而成，由于各部分内衬工作条件不同，采用的耐火砖材质和性能也不同。
如炉身中上部炉衬主要考虑耐磨，炉身下部和炉腰主要考虑抗热震破坏和碱金属的侵蚀，炉腹主要考虑高FeO的初渣侵蚀，炉缸、炉底主要考虑抗铁水机械冲刷和耐火砖的差热膨胀。
目前，冶金备件大型高炉上部以碳化硅和优质硅酸盐耐火材料为主，中部以抗碱金属能力强的碳化硅砖或高导热的炭砖为主，高炉下部以高导热的石墨质炭砖为主，冷却壁基体可用高韧性球墨铸铁、铸钢或纯铜浇铸而成，内部水冷管夫低碳钢管。
镶砖冷却壁在基体的砖槽内再砌人耐火砖，镶砖也可用散状耐火材料捣打成型。
图5-9为不同结构的镲砖冷却壁，结构^和^;带凸台，用在炉腰和炉身，对炉衬耐火砖起意图。
3 冷却设备冷却设备的作用是降低炉衬温度，提髙炉衬材料抗机械、化学和热产生的侵蚀能力，使炉衬材料处于良好的服役状态。
高炉出铁口和出铁沟常用的耐火材料和要求
高炉出铁口和出铁沟常用的耐火材料和要求
出铁口是高炉排出铁水的咽喉，由于高炉的大型化和强化冶炼技术的采用，出铁次数增加，因而其工作条件也变得更加苛刻。
炮泥就是用来封堵出铁口的耐火泥料，因采用泥炮打入而得名。
目前的炮泥大多为树脂或沥青结合的AL2O3-SiC-C质材料。
对炮泥有一些特殊的要求：(1)可塑性相粘结性要好：(2)高温体积收缩要小；(3)气孔率适中，以便于排出水分；(4)烧结性能要好，强度要高(5)出铁时容易打开。
出铁沟是引出铁水或熔渣的通道，常用的内衬材料有捣打料、浇注料和振动料，材质主要是A12O3-SIC-C质。
出铁沟内衬应具备以下性能：(1)耐铁水和熔渣的侵蚀和冲刷；(2)热震稳定性要好，重烧体积变化小；(3)很强的抗氧化能力(4）不粘渣铁，不产生有害气体，而且容易施工。
高炉用耐火材料
高炉用耐火材料高炉用耐火材料(refractories for blast furnace)砌筑高炉炉体及有关部位所使用的耐火制品。
高炉是利用鼓入的热风使焦炭燃烧及还原熔炼铁矿石的竖式炉，是在高温和还原气氛下连续进行炼铁的热工设备。
高炉用耐火材料损毁的原因主要是炉料机械磨损、碳素沉积、渣铁侵蚀、碱金属侵蚀和铅锌渗透、热应力和高温荷载等综合因素，其中温度是决定性的因素。
因此，高炉炉体易损部位均设有冷却系统，以提高炉衬的使用寿命。
随着钢铁工业的发展，高炉日趋大型化。
同时，采用了高压炉顶，高风温、富氧鼓风、燃料喷吹和电子计算机控制等新技术以强化冶炼，耐火材料使用条件更为苛刻。
通过采用耐火材料新品种及提高其质量，改进炉体冷却系统以及强化管理，一代高炉炉衬寿命不断延长。
高炉炉体用耐火材料高炉炉体由炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分组成。
炉体附设有风口、出渣口、出铁口、冷却系统及集气管与加料装置等设施。
高炉炉衬按其使用损毁特点可分为上、中、下3段：上段包括炉喉、炉身上部和中部；中段包括炉身下部、炉腰和炉腹；下段为炉缸和炉底。
高炉各部位及其侵蚀情况见图。
炉喉、炉身上部及炉身中部用耐火材料炉喉承受炉料下降时的直接冲击和摩擦，极易磨损，多采用高强度的粘土砖和高密度高铝砖砌筑，并采用铸钢板保护。
炉身上部和中部温度不超过700℃，无炉渣形成和炉渣侵蚀，除承受炉料滑行与冲击以及热烟气所携粉尘的摩擦而导致机械磨损外，主要是铅、锌侵入沉积，使衬砖组织变得脆弱，甚至鼓胀，还有碳素沉积及粘结物的作用，使炉衬开裂和结构松散。
整个炉体中该部位损毁较轻，一般采用氧化铁含量较低的致密粘土砖或高铝砖砌筑。
炉身下部、炉腰和炉腹用耐火材料炉身下部承受炉料下降时的摩擦与炉气上升时粉尘的冲刷作用，该部位温度较高并有大量炉渣形成，碱金属蒸气的侵蚀作用较重，因此炉衬损毁速度较快。
炉腰处温度高，炉渣大量形成，渣蚀严重，碱侵蚀及高温含尘炉气的冲刷均较炉身严重。
【珍藏】高炉炉身、炉缸、炉底等部位用耐火材料的选择
【珍藏】高炉炉身、炉缸、炉底等部位用耐火材料的选择随着工业化的进程，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）所使用到的耐火砖类型以及选择的依据。
下图为高炉炉衬的侵蚀线和损毁原因。
从图中可以看出，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。
高炉炉衬的侵蚀线和损毁原因目前，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。
炉喉用耐火材料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。
炉身用耐火材料在炉身上部和中部，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。
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高炉本体耐火材料1、高炉内型简介
高炉炉体自上而下依次为：
炉吼： <400℃
炉身： 400-1100℃
炉腰： 1100-1200℃
炉腹： 1200-1450℃
炉缸、炉底：1450-1600℃
2、炉料在炉内分布
主要特征：焦与矿交替分布层状，皆为固体
状态
主要反应：矿石间接还原，硫酸盐分解。
主要特征：矿石呈软熔状，对煤气阻力大。
主要反应：矿石的直接还原、渗碳和交谈的
气化反应。
主要特征：焦炭下降，其间夹杂渣铁液滴。
主要反应：非铁元素还原、脱硫、渗碳、
焦炭的气化反应。
主要特征：焦炭作回旋运动。
主要反应：鼓风中的氧和蒸汽与焦炭及喷入
的辅助燃料发生燃烧反应。
主要特征：渣铁相对静止，并暂存于此。
主要反应：最终的渣铁反应。
固相区（块状带）：固体料软熔前所分布的区域。
软融区（软融带）：炉料从开始软化到融化所占的区域。
滴落区（低落带）：渣铁全部融化低落，穿过焦炭层下到炉缸的区域。
回旋区（燃烧带）：风口前燃料燃烧的区域。
炉缸区（渣铁带）：形成最终渣、铁的区域。
3、高炉炉衬用耐火材料的使用条件：
高炉用耐火材料，必须对炉内的反应保持物理和化学上的稳定，应达到以下要求：
（1）在高温下不软化、不熔化、不挥发；
（2）应具有能在高温、高压条件下保持炉体结构完整的强度；
（3）耐热冲击，耐磨损；
（4）具有对铁水、炉渣和炉内煤气等的化学稳定性；
（5）具有适当的导热率，同时又不影响冷却效果。
砌筑的炉衬材料应该具有较低的气孔率，较高的机械强度，能够抵抗炉料和上升气流的磨损，同时还应具有良好的抗碱金属侵蚀性，并且要求材料中的氧化铁含量要低，避免与上升的CO发生氧化还原反应。
4、炉身上部和中部用耐火材料
侵蚀原因及对耐材的基本性能要求
选用耐火材料：粘土砖、硅线石砖、致密粘土砖、高铝砖等。
5、炉身下部、炉腰用耐火材料
从炉身下部到炉腰的砖衬，既受下降炉料和上升高温高压煤气的磨损以及温度变化引起的热冲击，又受高FeO高碱度初渣的化学侵蚀，更为严重的是碱金属和锌蒸汽造成的碳素沉积和化学反应，使耐火砖组织脆化，失去强度。
侵蚀原因及对耐材的基本性能要求
使用材料：碳化硅砖、铝碳砖等
6、炉腹用耐火材料
侵蚀原因及对耐材的基本性能要求
炉腹处砌砖在冷却壁的冷却作用下，可以形成渣皮，起保护作用。
选用耐火材料：
铝碳砖、半石墨碳-碳化硅砖、热压小块碳砖、Si3N4结合SiC砖等。
7、炉缸、炉底用耐火材料
侵蚀原因及对耐材的基本性能要求
炉缸侧壁砌体出铁口以上受到铁渣的侵蚀作用，出铁口以下为“死铁层”，长期受铁水浸泡，在炉缸侧壁与炉底的交界处受到铁水环流的冲刷作用。
因此要求砌体具有良好的抗铁渣、铁水侵蚀能力和抗机械冲刷能力。
目前国内大、中型高炉炉缸、炉底大多采用碳砖和碳砖-陶瓷杯负荷炉缸两种。
陶瓷杯是指在炉底碳砖的基础上铺砌一层莫来石砖后再铺一层粘土砖，或铺砌两层莫来石砖，炉缸内砌筑刚玉质大型预制块（全杯）；或只在炉缸交接处拐角砌一段粘土砖（小杯）。
陶瓷杯对炉缸的作用：
（1）减少了铁水渗入；因为1150℃的等温线非常接近工作热面，因而材料性能受渗入铁水的影响较小；
（2）因为陶瓷材料里的等温线分布非常紧密，因而由于热面的各种磨损（机械磨蚀、化学侵蚀、碱侵蚀等）所导致的1150℃等温线的位移距离收到了制约。
8、高炉本体耐材配置
9、材料用量及性能表（1780m³高炉）
（1）镶磷酸盐浸渍粘土砖（第13段冷却壁）
（2）嵌氧化硅结合碳化硅砖（10-12段冷却壁）
（3）微孔铝碳砖性能要求（6-9段同冷却壁）
（4）碳化硅捣打料指标（冷却壁之间缝隙）
（5）粘土质浇注料指标（炉喉钢砖内部空心区和倒扣冷却壁与炉壳之间）
（6）非水系压入泥浆指标（冷却壁与炉壳之间缝隙）
（7）炉体喷涂料性能（炉身喷涂）
（8）炉顶喷涂料（炉顶封头）
（9）高铝砖（铜冷却壁镶砖）
（10）碳素捣料（BFD-S10）（炉底碳砖找平层，碳砖与陶瓷杯之间缝隙）
（11）刚玉浇注料理化指标（风口组合砖之间缝隙）
（12）低水泥刚玉质捣打料（碳砖缝隙，碳砖与铁口组合砖、冷却壁之间缝隙）
（13）刚玉磷酸盐泥浆理化指标
（14）刚玉莫来石陶瓷垫理化指标
（15）小块陶瓷材料指标
（16）耐火缓冲泥浆（HCN-177L）理化性能指标
（17）碳素捣料（BFD-S9）（风口组合砖与冷却壁之间缝隙）
（18）超微孔碳砖（炉底第5层）
（19）微孔碳砖（炉底第3、4层）
（20）石墨炭块（炉底第1层）
（21）半石墨炭块（炉底第2层）。