列出高炉各部位用的耐火材料
关于炉衬耐火材料的选择
关于炉衬耐火材料的选择现代技术的发展，大大地促进了我国高炉技术的进步，高炉一代寿命大大提高。
这除了应归于高炉炉体结构参数趋于合理、操作参数的进一步优化外，还应归功于高炉炉衬耐火材料与施工技术的进步。
我们就国内目前高炉炉衬耐火材料的应用情况，优选了三套比较有代表性的方案。
其中，方案一选择了高导热石墨炭和半石墨化烧成炭砖砌筑炉底：炉缸采用高导热的微孔炭砖；并采用陶瓷杯技术；炉腹、炉腰、炉身下部选用si3N4结合sic砖。
这种结构选择的材料等级较高，造价较贵。
方案二以国产烧炭块代替方案一中的烧成炭砖，并以国内自行研制的与si3N4结合sic砖性能接近，而价格便宜得多铝碳砖部分代替si3N4结合sic砖，以达到降低造价的目的。
方案三采用了与方案二相同的炉底结构，但在炉腹、炉腰、炉身下部直至中部大量采用烧成铝碳砖代替si3N4结合sic砖，进一步降低高炉造价。
下面就有关高炉炉衬耐火材料的选择分别预以说明。
一、炉缸、炉底的耐火材料的选择高炉炉底、炉缸是高炉的重要部位，炉龄的长短，主要取决于这两部位的使用寿命。
因此，近代高炉在此部位均采用炭砖加陶瓷杯的混合结构。
炉底下部全部使用炭砖，上部靠周边冷却壁砌筑环形炭砖，炉缸部位也采用炭砖砌筑，在炉底中央和炭砖内侧砌筑陶瓷质材料的陶瓷标。
采用这种结构形式，其目的是利用炭砖热传导性能好的特点，加强炉底冷却散热，将铁水凝固等温线（1500℃）向上部推移，并把800℃左右的化学反应等温线推至保护层内，从而减缓炉底侵蚀速度，防止环形断层的发生，延长炉底使用寿命，另外，炭砖的最大弱点是抗氧化能力差。
尽管高炉冶炼性属于还原性气氛，但是暴露无遗在与炉气接触的炭砖，仍然非常容易氧化。
因此，采用在炭砖内侧镶砌一层高温理化性能特好的中性陶瓷材料以保护炭砖在烘炉期间和炉役前期不被氧化的陶瓷杯技术，能够有效地阻止液体炉渣和铁水过早地向炭砖渗透接触，间接地延长高炉的使用寿命。
在方案一中，我们推荐了炉底为半石墨化炭砖加高导热石墨炭砖，炉缸侧壁为国产微孔炭砖，整个炭砖内侧为莫来石砖砌筑的陶瓷标的方案。
高炉各部位用耐火材料
高炉各部位使用的耐火材料（1）炉缸炉缸的主要作用之一是安全地容纳铁水，炉缸耐火材料在温度大于1500℃时，必须保持足够的稳定。
因而炉缸炉底部位要选用抗铁水渗透、熔蚀性好、抗碱金属侵蚀、导热性好的炭砖，可用热压小块碳砖取代大块碳砖，或在碳砖上面砌筑陶瓷环，陶瓷杯材料主要技术性能碱表1。
另外，半石墨产品已经用于炉缸、炉墙。
半石墨砖具有较强的应力吸收特性和较高的导热性，可以大大减少耐火材料炉衬的径向温度梯度。
表1国外新建及新近大修的大型高炉炉底、炉缸结构形式主要有以下几种：在炉底炭块上砌陶瓷垫材料，炉缸采用热压小块碳砖；典型的陶瓷杯结构，炉底碳砖上砌莫来石砖，炉缸侧壁砌筑刚玉质大型预制块或塞隆结合刚玉砖，炉缸砌筑优质碳砖或微孔碳砖；炉底、炉缸耐火材料主要采用大块碳砖，石墨碳化硅砖和大块碳砖的主要技术性能见表2.关键部位采用微孔或超微孔碳砖，炉底碳砖上砌1~2层陶瓷砖。
表2（2）风口区和炉腹风口区和炉腹是高炉内温度最高的区域。
风口前产生的高温煤气以很高的速度上升，其温度在1600℃以上。
1450~1550℃的高温铁水和炉渣经炉腹流向炉缸，各种冶金反应在这个区域剧烈进行，这个区域要求耐火材料耐高温、耐炉渣的侵蚀、抗碱性好、抗二氧化碳和水的氧化。
用于这个部位的耐火材料有：刚玉砖、铝碳砖、热压半石墨碳砖、SiC砖、Si3N4结合SiC砖、Sialon结合SiC砖、Sialon结合刚玉砖。
现在SiC系列砖表现出了较长的使用寿命。
（3）炉腰和炉身下部炉腰的炉身下部是高炉软熔带根部所在位置，这里温度高，但形不成渣皮或形不成稳定的渣皮“自我保护”。
耐火材料经受剧烈的温度波动、初成渣的侵蚀、碱金属、锌的侵蚀、高温煤气流的冲刷、下降炉料的磨损、二氧化碳、水的氧化、一氧化碳的侵蚀等，要求耐火材料热震稳定性好、耐高温、抗碱性好、抗胡渣侵蚀能力强、抗氧化、耐磨、导热性号。
曾用于该部位耐火材料有高铝砖、刚玉砖、铝碳砖、SiC砖、Si3N4结合SiC砖、Sialon结合SiS砖、热压石墨碳砖、半石墨碳-碳化硅砖、Sialon结合刚玉砖等。
高炉用耐火材料
一般在加压0.2MPa,从试样膨胀的最高点压缩至它原始高度的0.6% 为软化开始温度,4%为软化变形温度及40%变形温度. 高温体积稳定性(高温下外形体积保持稳定不发生变化的性能) 重烧线变化加热到规定温度,保温一定时间,冷却到室温后所产生的残 存膨胀或收缩. 抗热震性能 对温度迅速变化所产生损伤的抵抗性能.(试样冷热交替不损坏的次数) 抗渣性 高温下抵抗炉渣的侵蚀和冲刷作用的能力.
高温耐压强度 指定高温条件下规定尺寸的立方体试样单位面积上所能承受而不被破坏的极 限载荷. 常温抗折强度 室温下规定尺寸的长方体试样在三点弯曲装置上受弯时所能承受的最大压力. 高温折强度 规定的高温条件下………最大应力 高温蠕变性 高温下受应力作用时随着时间的变化而发生的等温变形 (高温压缩蠕变\高温拉伸蠕变\高温弯曲蠕变\高温扭转蠕变 耐火度 无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性能. 与熔点不同,判断作为耐火材料的依据 荷重软化温度 在高温下的荷重变形指标表示它对高温和荷重同时作用的抵抗能力.
炉体的主要特点 1、炉缸采用冷却壁与大块碳砖或大块碳砖加陶瓷杯或热压小块碳砖炉底、 炉缸配置。炉缸关键部位采用铜冷却壁，强化冷却，提高炉缸寿命。 2、风口上部采用密集式六通道铜冷却板，更有利于保护风口各套设备， 提高其寿命。 3、炉腹至炉身中部采用密集式六通道铜冷却板与小冷却壁结合的冷却设 备，有效防止炉壳过热而变形开裂，石墨与赛隆碳化硅结合的内衬配置， 具有很高的抗冲击热负荷能力。 4、高炉软融区炉墙采用石墨砖，提高砌体挂渣性能，有利于保护冷却设 备。 5、炉身中上部较高热负荷区域，采用赛隆碳化硅与密集式冷却板相配， 起到了冷却和耐磨的双重作用。 6、炉缸设置了658个测温点，炉腹到炉身设置了325个测温点，为操作 者提供了较全面的炉内工作信息。 5、炉体分区域给排水和热负荷监测。 6、设置炉喉料面检测装置。 7、悬臂三角形十字测温装置，使用寿命长。 8、卡丹型进风弯管，降低噪音、减少温度损失，提高设备寿命。
高炉用耐火材料
宝钢四号高炉的内衬 1、 炉底、炉缸耐材 、 炉底、 1）采用大块碳砖结构 ） 2）太钢五号高炉与宝钢四号高炉均采用大块碳砖结构，碳砖具有优良的 ）太钢五号高炉与宝钢四号高炉均采用大块碳砖结构， 抗渣铁侵蚀能力、抗碱侵蚀能力、耐铁水渗透能力， 抗渣铁侵蚀能力、抗碱侵蚀能力、耐铁水渗透能力，还具有很高的导热 能力。可以保证高炉长寿，总造价相对较低， 能力。可以保证高炉长寿，总造价相对较低，同时可有效减少砌筑工程 量，有利于施工工期的短期化。 有利于施工工期的短期化。 2、风口区域采用赛隆结合刚玉组合砖或大块刚玉莫莱石砖砌筑。 、风口区域采用赛隆结合刚玉组合砖或大块刚玉莫莱石砖砌筑。 1）炉腹至炉身中部为铜冷却板，在冷却板之间采用高导热的石墨砖。 ）炉腹至炉身中部为铜冷却板，在冷却板之间采用高导热的石墨砖。 2）炉腹（第1～14层铜冷却板范围内）全部采用高导热的石墨砖。为提 ）炉腹（ 层铜冷却板范围内） ～ 层铜冷却板范围内 全部采用高导热的石墨砖。 高炉腰以上炉衬的耐磨能力，在第 ～ 层铜冷却板范围内 层铜冷却板范围内， 高炉腰以上炉衬的耐磨能力，在第14～40层铜冷却板范围内，石墨砖前 端镶嵌赛隆结合碳化硅砖。 端镶嵌赛隆结合碳化硅砖。第41～54层铜冷却板之间全部采用赛隆结合 ～ 层铜冷却板之间全部采用赛隆结合 碳化硅砖。 碳化硅砖。 3）炉顶煤气封罩上的喷涂层，其锚固件采用网格的形式。 ）炉顶煤气封罩上的喷涂层，其锚固件采用网格的形式。
H-5段光面灰铸铁冷却壁
风口 风口小套采用双腔式，前腔与后腔独立供水。风口采用高压工业水， 风口小套采用双腔式，前腔与后腔独立供水。风口采用高压工业水， 通过1根 供水主管向风口小套前端、 通过 根DN600供水主管向风口小套前端、悬臂测温装置以及炉顶洒水 供水主管向风口小套前端 供水。水量1660m3/h，水压 供水。水量 ，水压1.6MPa，在进入风口小套前端、悬臂测温 ，在进入风口小套前端、 装置以及炉顶洒水喷枪之前分别设置了供水环管， 装置以及炉顶洒水喷枪之前分别设置了供水环管，以达到均匀供水的目 的。
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。
高炉各部位用耐火材料要求
高炉各部位用耐火材料要求在我国,近10年来对高炉用耐火材料的研究和开发取得了许多的成果,特别是Si3N4结合SiC砖在国内几十座高炉上得到广泛应用,该砖大都是在炉身下部砌筑。
国内外的生产实践证明,SiC材质不与熔渣起反应,也没有结瘤现象,用在高炉炉身下部作内衬有助于延长炉龄,提高热效率。
高炉各部位用耐火材料要求根据对世界各国500多座高炉进行调查的结果表明，约有23%的高炉使用了SiC耐火材料。
在我国，近10年来对高炉用耐火材料的研究和开发取得了许多的成果，特别是Si3N4结合SiC砖在国内几十座高炉上得到广泛应用，该砖大都是在炉身下部砌筑。
国内外的生产实践证明，SiC材质不与熔渣起反应，也没有结瘤现象，用在高炉炉身下部作内衬有助于延长炉龄，提高热效率。
一、炉喉用耐火材料一般多用性能优异的黏土砖或高密度的高铝砖砌筑，但使用寿命较短，因而还采用耐磨耐撞击的铸钢保护板。
现在有很多新建的高炉采用黏土质耐火浇注料。
而在炉喉及保护板以下部位、直吹管和煤气升降管等部位，均可采用喷涂料。
二、炉身用耐火材料炉身上部和中部：主要采用低气孔率的黏土砖及高铝砖。
但随着高炉操作条件苛刻化，该部位要求采用在耐剥落性和耐磨性方面都很优异的耐火材料。
因此在上部还可以采用磷酸盐结合的黏土砖，中上部还可采用硅线石砖炉身下部：一般使用要求有良好的抗渣性、抗碱性、耐磨的黏土砖、高铝砖、刚玉砖及碳化硅砖。
经过在炉身下部试用各类耐火砖，从抗强碱试验结果看，在1400 ℃时普通刚玉砖并不比黏土砖好多少，而莫来石结合的刚玉砖和直接结合或Si3N4结合SiC砖仍保持有足够的强度。
使用结果表明，直接结合或Si3N4结合SiC砖对碱蒸气不发生反应，对碳裂解沉淀物不敏感，导热性能优良，因而是一种有前途的制品，在近几年的高炉建设中，尤其是在大高炉上得到了广泛的应用。
但该砖易氧化，也不耐铁水侵蚀，故只能在不接触铁水的部位使用三、炉腰用耐火材料炉腰环境条件，一般选择抗渣侵蚀性强、耐冲刷的耐火材料。
第3章-高炉本体设计(2)
用G－3砌环圈需要砖数
ns
2 3.14 230 150 135
97
用G－4砌环圈需要砖数
2 3.14 345 ns 150 125 87
用G－5砌环圈需要砖数
ns
2 3.14 230 150 3.14 345 ns 150 110 54
单独用上述四种楔形砖所砌环圈的内径依次 是4150mm、3450mm、1840mm、1897mm。
（1）比粘土砖有更高的耐火度和荷重软 化点；
（2）由于AL2O3为中性，故抗渣性较好； （3）耐磨性好，加工困难，成本较高。 （4）不足是热稳定性差。
粘土砖和高铝砖的外形质量也非常重 要，对于制品的尺寸允许偏差及外形分级 规定见下表。
粘土砖和高铝砖尺寸允许偏差及外形分级
允许偏差 长度
炉底砖长度 宽度 厚度 炉底砖，不大于
楔形砖和直形砖配合砖数计算：
总砖数：
n D
b
式中：n——总砖数； b——砖大头宽度，mm； D——环圈外径，mm。
楔形砖数：
式中：
D 2a
ns
b
b b1
ns——楔形砖数，砖型确定后，是一常数； a——砖长度，mm；
b——楔形砖大头宽度，mm；
b1——楔形砖小头宽度，mm；
每个环圈使用的楔形砖数ns只与楔形砖两头 宽度和砖长度有关，而与环圈直径无关。
烧成微孔铝炭砖。烧成微孔铝炭砖是指平均孔径不大于 1μm的孔容积占开口气孔总容积的比例(％)不小于70％ 的烧成铝炭砖。烧成微孔铝炭砖，按YB／T113—1997 理化指标分为WLT—1、WLT—2和WLT—3三个等级。
（5）国外炭砖
美国UCAR公司生产的热压小块炭砖，采用热压制砖法 BP工艺(即热模压)成型。把配好的料经过加热混炼，与定 量的糊料一起放到模具内进行模压，通电加热。脱模以后， 焙烧结束。这种热压小块炭砖具省下列特点：优良的高温 性能；热导率高，导电性好；良好的抗碱侵蚀性能：抗热 震性、热冲击性好；低渗透性，孔陈皮小，气孔封闭，吸 水性能极弱；炭砖尺寸小，单块炭砖的温差小。
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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。
为了保证高炉炉底的正常运行，需要安装冷却装置来降低炉底的温度。
常用的冷却装置包括炉底冷却管、炉底冷却壁等。
这些冷却装置能够有效地降低炉底的温度，保护炉底不受高温气体和炉渣的侵蚀。
高炉各部位使用的耐火材料主要包括炉缸耐火材料、炉壁耐火材料、炉喉耐火材料、炉底耐火材料、炉顶耐火材料以及各部位的冷却装置。
这些耐火材料和冷却装置能够保护高炉的各个部位不受侵蚀，确保高炉的正常运行和安全生产。
在高炉的生产过程中，需要定期检查和更换这些耐火材料和冷却装置，以保证高炉的长期稳定运行。