高炉耐火材料
耐火材料分类方式
耐火材料分类方式目录一、耐火材料分类方式 (3)二、全球耐火材料市场规模 (5)三、企业竞争力评估 (8)四、市场需求增长驱动因素 (10)五、中国耐火材料市场规模 (12)声明：本文内容来源于公开渠道或根据行业大模型生成，对文中内容的准确性不作任何保证。
本文内容仅供参考，不构成相关领域的建议和依据。
耐火材料是指能够在高温环境下保持其物理性质和化学性质稳定的材料。
这一行业的起源与人类的火的应用息息相关，具体可以追溯到多个领域的发展。
耐火材料种类繁多，主要包括耐火砖、耐火水泥、耐火骨料、耐火粘合剂等。
其中，耐火砖是市场需求最大的耐火材料之一，广泛应用于钢铁、有色金属等高温行业的冶炼设备。
随着环保意识的提高和技术的不断进步，新型耐火材料如环保型耐火砖、轻质隔热耐火材料等也逐渐受到市场的青睐。
国内市场竞争激烈，企业数量众多，但规模较大的企业较少。
随着环保政策的加强和市场需求的不断变化，国内耐火材料企业正面临转型升级的压力。
早在数千年前，陶瓷作为一种重要的耐火材料就已经出现。
陶器作为古代社会的主要盛器，它的制作原料如黏土在高温烧制下产生的坚硬的材质成为耐火材料的基础。
陶瓷不仅是古人生活的一部分，其生产过程中积累的材料选择、制备技术和烧成经验对后续的耐火材料行业发展产生了深远的影响。
工业革命的到来推动了制造业的飞速发展，进而促进了耐火材料的进一步应用和发展。
随着钢铁、玻璃、陶瓷等产业的兴起和扩大，对耐火材料的需求迅速增长。
新的工艺技术和材料研发也推动了耐火材料的创新和应用领域的拓展。
例如，新型的高炉用耐火砖、高温陶瓷纤维等新型耐火材料的出现和应用为行业发展注入了新的活力。
工业革命带来的科学研究方法的进步也为耐火材料的性能研究提供了科学基础。
一、耐火材料分类方式（一）按应用领域分类1、冶金工业用耐火材料冶金工业是耐火材料的主要应用领域之一。
这类耐火材料主要用于高炉、转炉、电炉等冶炼设备的内衬，以及支撑结构等。
耐火材料简介
耐火材料一、基本概念耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。
根据耐火度，有阻火级(1000～158 0℃)、普通级(1580～1770℃)、高级(1770～2000℃)、特级(2000℃以上)四个等级之分。
大部分耐火材料是以多种天然矿石粉料及粒料的混合物为原料生产的，某些耐火材料各种组分的结合要借助外加的结合剂(即大多数工业部门所称的黏结剂)。
结合剂的种类很多，高性能酚醛树脂就是一种性能优良、应用广泛的新型结合剂。
耐火材料是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料，也可用作高温容器和部件的材料。
所以在冶金、硅酸盐、化工、石油、动力、机械制造等工业部门都离不开耐火材料，其中冶金工业消耗耐火材料的比例最高，约占总消耗量的60%～70%，每吨产品消耗耐火材料量约18～25kg。
钢铁工业是冶金工业的主要部门，所以也就自然是耐火材料应用的主要领域。
在钢铁工业的各个工序的设备中都离不开耐火材料，从炼铁的高炉、炼钢的转炉到转运钢水的钢包、中间包等整体设备的内衬砖到各局部结构，如钢包、中间包的出口滑板、各种水口等都离不开耐火材料。
耐火材料的分类方法有许多，按化学矿物组成和按外观的分类概况分别参见表9-1及表9-2。
这些分类应遵从ISO1109。
表9-1 耐火材料的化学矿物组成分类不定形耐火材料是由合理级配的粒状和粉状与结合剂共同混合组成的一类混合料，它无规定的外形和状态，通常根据使用需要而分别制成浆状、泥膏状或松散状，故称作散状耐火材料，其不经成型和烧成而直接使用，主要用于构筑成无接缝的整体构筑物、耐火砖成设备内衬的填缝及修补、高温炉出口堵塞用的泥料(炮泥)等。
不定形耐火材料多根据施工工艺类别而分类，由于施工工艺的差异，他们在组成、物料特性(状态、流动性、可塑性等)、应用领域等方面有所不同。
表9-4列出不定形耐火材料按施工工艺特点的分类及主要特征。
表9-4 不定形耐火材料的类别及主要特征。
耐火材料概论知识点总结
硅砖的应用：是焦炉、玻璃熔窑、高炉热风炉、硅砖倒焰窑和隧道窑、有色冶炼和酸性炼钢炉及其它一些热工设备的良好筑炉材料。
粘土质耐火材料的原料软质粘土生产过程中通常以细粉的形式加入，起到结合剂和烧结剂的作用。
苏州土和广西泥是我国优质软质粘土的代表。
硬质粘土通常以颗粒和细粉的形式加入，前者起到配料骨架的作用，后者参与基体中高温反应，形成莫来石等高温形矿物。
结合剂水和纸浆废液粘土质耐火材料制品原料来源丰富，制造工艺简单，产量很大，广泛用于各种工业窑炉和工业锅炉上。
如隧道窑，加热炉和热处理炉等的全部或大部分炉体，排烟系统内衬用耐火材料，其中钢铁冶金系统是粘土质耐火材料制品的大用户，用于盛钢桶，热风炉、高炉、焦炉等使用温度在1350℃以下的高温部位。
铝矾土的加热变化a. 分解阶段（400~1200℃）b 二次莫来石化阶段（1200~1400℃或1500℃）二次莫来石化时发生约10%的体积膨胀c. 重结晶烧结阶段（1400~1500℃）。
• 高铝质耐材的应用• 由于高铝质耐火材料制品的优良性能，因而被广泛应用于高温窑炉一些受炉气、炉渣侵蚀，温度高承受载荷的部位。
例如高铝风口、热风炉炉顶、电炉炉顶等部位。
• 硅线石族制品具有较高的荷重软化温度、热震稳定性好、耐磨性和抗侵蚀性优良，因此适用于钢铁、化工、玻璃、陶瓷等行业，如用作烟道、燃烧室、炉门、炉柱、炉墙及滑板等。
在高炉上，为确保内衬结构的稳定性、密封性，避免碱性物的侵入和析出，或风口漏风，在出铁口、风口部位，选择内衬大块型组合砖结构的硅线石族耐火材料，延长了使用寿命。
• 莫来石制品的抗高温蠕变、抗热震性能力远远优于包括特等高铝砖在内的其它普通高铝砖 ，广泛应用于冶金工业的热风炉、加热炉、钢包，建材工业的玻璃窑焰顶、玻璃液流槽盖、蓄热室，机械工业的加热炉，石化工业的炭黑反应炉，耐火材料和陶瓷工业的高温烧成窑及其推板、承烧板等窑具。
刚玉耐材的原料氧化铝所有熔点在2000℃以上的氧化物中，氧化铝是一种最普通、最容易获得且较为便宜的氧化物。
迁钢公司1号高炉新建热风炉耐火材料的选择与应用
Ｈｏ ｔ Ｂ ｌ ａ ｓ ｔ Ｓ ｔ ｏ ｖ ｅ ｉ ｎ Ｑｉ ａ ｎ ｇ ａ ｎ ｇ Ｎｏ ． １ Ｂｌ ａ ｓ ｔ Ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ
ＹＩ Ｚ ｉ ｑ ｉ ａ ｎ ｇ Ｚ ＨＥＮＧ Ｊ ｉ ｎ ｇ ｘ ｉ ａ ｎ Ｚ ＨＡＮＧ Ｓ ｈ ａ ｏ ｈ ｕ ａ ＣＨＡＮＧ Ｘｉ ｎ ｇ ｍｉ ｎ Ｌ Ｕ Ｗｅ ｎ ｋ ａ ｉ
（ Ｓ ｈ ｏ ｕ ｇ ａ ｎ ｇ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ） （ Ｈ ｅ ｉ ｂ ｅ ｉ Ｓ ｈ ｏ ｕ ｇ ａ ｎ ｇ Ｑ ｉ ａ ｎ ａ ｎ Ｉ ｒ ｏ ｎ ＆ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ）
ｂｅ ｇ ｉ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ． Ｋｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ｈｏ ｔ ｂ ｌ ａ ｓ ｔ ｓ ｔ ｏ ｖ ｅ， ｒ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｏ ｙ ｒ ｍａ ｔ ｅ ｉａ ｒ ｌ，ｏ ｐｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ， ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｌ ａ ｌ ｙ ．Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｑ ｉ ａ ｎ ｇ ａ ｎ ｇ Ｎ ｏ ． １ ｂ ｌ ａ ｓ ｔ ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ ｈ ｏ ｔ ａ ｉ ｒ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｅ ｍａ ｎ ｄ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｉ ｍ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ
热技术及 高炉风温使用技术 等多方 面限制。 目 前 ，我国高炉炼铁的风温水平与国际先进水平相 比还 有一 定差 距 。热风 炉 的炉 型结构 主要 有 内燃
式 、外燃 式 和顶燃 式 ３种 ，其 技术 特点 见表 １ 。
克服了筑炉施工过程中场地狭小和生产衔接等难 点 问题 。４号 热风 炉 于 ２ ０ １ ２年 １ １月 ２ １ 日竣工
红柱石
高炉热风炉应用红柱石基定形耐材效果耐火材料在为实现高能效和低成本目标方面具有十分重要的作用，冶金界一直把耐火材料消耗大户——高炉和热风炉使用的耐火材料的试验研究作为重点。
本文就红柱石基耐火材料在高炉和热风炉的使用情况和损坏机理的试验研究进行简要介绍。
1 高炉和热风炉耐材损坏机理1.1 高炉为探索高炉耐火材料损坏机理，在停产期间，通过对高炉进行的大量现场观察分析和取样检测，将耐材损坏机理归纳如下：a）碱金属（主要是钾）盐的化学反应腐蚀；b）炉渣冲击导致的热面腐蚀；c）熔剂（主要是生石灰）反应腐蚀；d）CO冲击腐蚀；e）机械磨损和侵蚀；f）热力学应力；g）铁、锌穿透；h）铁、锌穿透氧化物及其与耐材的化学反应。
由碱金属，CO冲击形成的热面腐蚀会因炉渣或与熔剂的直接反应而扩大并在平行于工作面形成裂纹，从而降低耐火材料的强度。
此外，表面裂纹会因铁、锌与耐火材料的化学反应出现浸渍并顺势扩大。
加之铁、铝氧化物的形成以及机械侵蚀和磨损等综合作用，最终导致耐材出现大块的快速崩裂。
1.2 热风炉测试得知，热风炉采用硅酸铝砖，其主要损坏原因是热力学应力。
由于不适当的流动条件引起的局部过热导致蓄热室格子砖体收缩和变形（甚至熔化），长期作用产生很高压应力。
2 红柱石定形耐火材料的配方和特征包括在硅酸铝二元系内的红柱石定形砖的优势和特性与其配方有着极为密切的关系。
其基本配方是：C＝熟料（耐火土：Al2O3 > 45％）；A＝红柱石（Purusite：Al2O3 > 58.5％）；B＝铁钒土（竖窑铁钒土：Al2O3 > 86％）；F＝褐色熔融氧化铝（电熔刚玉：Al2O3>95％）。
3 红柱焙烧定形耐火材料分析指出，焙烧定形耐火材料的氧化铝含量在53％～80％之间较为理想。
除A62和A66是纯净红柱石型，其余均为混合型（AC53，AF73，AB74，AF80）。
必须明确指出，红柱石作为第二成分只能使用精细和中等粒度才有助于焙烧过程中转变成莫来石。
高炉用耐火材料的发展概况
型的设计如武钢 １ 高炉的铜冷却壁薄炉： 结构。这 衬
一
区域选 用 耐火 砖 的原 则 是 ， 炉 渣 侵 蚀 性 能好 ， 抗
２ １年 ｌＪ ０ １ Ｏｑ
山 东
冶
金
第 ３ 卷 ３
表 ５ 炉腹 、 炉身和炉腰用砖 指标
力、 抗碱侵蚀能力 、 耐铁水渗透能力 ， 还具有很高的 导热能力 。本结构能够适应高炉长寿要求 ， 但存在
仅 留有很 薄 的镶砖 ， 耐火 材料 的用 量很 小 。比较典
３ 我 国大 型高炉耐火 材料应 用发展情况
３１ 宝钢 高炉 内衬 耐火材料 的配置发 展情况 ． 宝 钢炉 底 、 缸 结构 主要 考 虑 了 以下 ３ 典 型 炉 种 形 式 ：） 块炭 砖 结 构 。 ｌ ２高 炉第 一代 均 采 用 １大 和 了大 块 炭 砖 结 构 ， 砖 具 有 优 良的抗 渣铁 侵蚀 能 炭
隆结合 ＳＣ砖 。炉身 中部无 渣 区可选 用烧成 微孔 铝 ｉ
相 当 于绝 热 层 ， 因而 散 热仍 然 不 畅 ， 缸 炉 底 温度 炉 必然很 高 ， 响强化 冷却 的效果 。 影
２２ 炉 腹 、 身和炉 腰用砖 ＿ 炉
炭砖 。炉 身 上部 可 用 磷酸 浸 渍粘 土砖 。这 几 种砖 的强 度很 高 ， 碱侵 蚀 性 和抗 炉 渣 侵蚀 性很 好 ， 抗 导
效果较 好 。其 主要 优点 抗碱 性优 良 ， 抗炉 渣侵 蚀性
蔡 国庆 等
高炉用 耐火材料的发展概况
２ １年第 ５ ０ １ 期
较好 ， 抗铁水熔蚀性很好 ， 是微气孔砖 ， 适用于炉缸 砖 衬 。近 年 国 内相 继 开发 出多 种 陶瓷 杯用 砖 ， 都 则
是 高温烧 成 的。 国产 微孔 刚 玉砖 的各 项 性 能 均 已达 到或 优 于 法 国 陶 瓷 杯砖 ， 中抗 炉 渣 侵 蚀 性 和 耐 压 强 度更 其
昆钢高炉炉前耐火材料的开发应用
（ ）耐 熔 渣 的 化 学 侵 蚀 性 好 。 ２
（ ） 氧化性 好 。 ３ 抗 （ ）具 有 良 好 的 抗 热 震 稳 定 性 ４
（ ）高 温 体 积 热 稳 定 性 好 。 ５
（ ）抗 爆 裂 性 好 。 ６
１９ ９ ０年 以 前 ， 钢 炉 前 所 用 的 耐 火 材 料 昆
铁 口 的 侵 蚀 机 理 相 当 复 杂 ， 般 要 经 受 一 机 械 冲 击 、 震 、 应 力 作 用 、 渣 和 铁 的 冲 热 热 熔 刷 、 学 侵 蚀 等 每 次 出 铁 要 经受 ｌ５ ０ 化 ０ Ｃ到
（ ）高 温 力 学 强 度 高 ， 有 优 良 的 高 温 １ 具 耐 磨性 。
修 时 发 现 铁 口 区 域 被 严 重 侵 蚀 ， 火 材 料 已 耐 不 复存 在 ． 自产 捣 打 料 临 时 修 补 ， 口极 难 用 铁 维 护 。 据 国 内外 炼 铁 耐 火 材 料 的发 展 趋 势 ， 根 借 鉴 国 内 外 有 关 厂 家 的经 验 ， 合 昆 钢 炉 前 结 工 作 的实 际 情 况 ， 发 和 应 用 了 一 些 新 型 耐 开 火 材 料 ． 进 施 工 方 法 ， 得 了 明显 的 效 果 。 改 取 为 炼 铁 厂 近 年 来 各 项 技 术 经 济 指 标 的大 幅 度
Ｓｕ ｐ ｐ ］
Ｍ ａｃ ｒｈ
２ ０ ０１
摘
要
为 满 足 高 炉 不 断 强 化 的 要 求 ， 善 炉 前 工 作 环 境 ， 高 炉 缸 和 出 铁 主 沟 的 工 作 寿 命 － 钢 改 提 昆
炼 铁 厂开 发 和使 用 了一 些新 型的 炉前 耐 火 材 料 ． 无水 炮 泥 、 沟 浇 注 料 、 水保 温 剂 等 。 如 铁 铁
高炉用耐火材料的损毁
２ １ 炉 身 上 部 ． 炉 身 上 部 一 边 承 受 装 人 物 料 下 落 所 产 生 的 磨 损 和 冲击 ，一 边 进 行 Ｃ 引起 的 间 接 还 原 。 Ｏ 所 生 成 的 Ｃ ： 体 引 发 碳 质 耐 火 材 料 的 氧 Ｏ 气 化 ； 由
毁。
在 试 运 转 期 间 没 有 发 生 问 题 没 有 发 现 足 之 处 。 根 据 ☆ 同 也
采 用 ｌ ～ Ｏ ｍ 石 灰 百 。 所有 各 个方 面均 达到 了操 作 参数 ０ ４ ｍ 々 在
细 石灰 的质 量 比得 上 由普 通 Ｍａｒ 并 流蓄热式 ｅ ｚ 竖 窑 煅 烧 出 石 灰 的 质 量 ，而 热 耗 却 更 低 。 采用 不 同石 灰石块度 ，由第 一座细 石灰 窑 取 得 的操 作 数 据 的 比 较 可 以说 明 普 通 Ｍａｒ ｅｚ并 流 蓄 热 式 竖 窑 与 细石 灰 窑 之 间 的 质 量 差异 与 操 作 参数 （ ３ 。 表 ） 从 窑 的产 量 数 据 看 ，很 明 显 ， 当 在 窑 内保 持 相 同 的 操 作 压 力 而 采 用 小 块 度 石 灰 石 时 ，预
改 进 可 供 选 择 的窑 — — 回转 窑 的 热 效 率 相 当 低 。 就 这 一 点而 论 ，更 换 现 有 的 回 转 窑 ，建 新 竖 窨煅 烧 小 块 度 石 灰 石 和 白云 石 的 市 场 潜 力 相
当 可 观
曲宝 辉
王晓 阳
基 于 数 次 实 验 室 试 验 的 结 果 和 在 意 大 利 建 成 石 灰 窑 取 得 的 经 验 ，现 在 Ｍａ ｒ 公 司 可 以 ｅｚ
维普资讯
２０ ０ ２年 第 ２期
表 ２
Ⅱ产 量 ／ ｔ 热 耗 ／ ｃｌ（ ｇ石 艇 石 ｒ ｋａ ・ｋ 残糸 ｃ ／ ％ 活 性 度 耗 电 最 ／ ｗｈ ｒ ｋ ・ １ ０—２ ｒ 块 度 ／ ０帆 ％ 停 时 ／ …
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高炉耐火材料
高炉是冶炼铁水的重要设备，而高炉耐火材料则是保证高炉正常运行的关键。
高炉耐火材料是指在高炉内耐受高温、高压和化学侵蚀的材料，其性能直接影响到高炉的冶炼效率和安全稳定运行。
本文将从高炉耐火材料的分类、性能要求、应用领域和发展趋势等方面进行介绍。
首先，高炉耐火材料主要分为石墨、碳素、非氧化物、氧化物和无机非金属材
料等几大类。
其中，石墨和碳素材料具有良好的导热性和抗氧化性，适合用于高炉炉喉和炉身的内衬；非氧化物材料主要包括碳化硅、碳化硼等，具有耐高温、抗侵蚀的特性，适合用于高炉炉缸、炉身和炉底；氧化物材料主要包括铝酸盐、铬酸盐等，具有耐高温、耐侵蚀的特性，适合用于高炉炉缸和炉身的内衬；无机非金属材料主要包括陶瓷、耐火纤维等，具有良好的绝缘性能和抗热震稳定性，适合用于高炉炉墙和炉顶。
其次，高炉耐火材料的性能要求主要包括耐火度、抗渣性、抗热震稳定性、导
热性和机械强度等。
耐火度是指材料在高温下的稳定性，一般要求在1500℃以上；抗渣性是指材料在炉渣侵蚀下的稳定性，要求能够耐受炉渣的侵蚀；抗热震稳定性是指材料在温度变化下的稳定性，要求能够耐受温度变化引起的热震；导热性是指材料在高温下的导热性能，要求能够有效传递热量；机械强度是指材料在高温下的机械性能，要求能够承受高温和高压下的力学载荷。
再者，高炉耐火材料主要应用于高炉的炉缸、炉身、炉底、炉喉、炉墙和炉顶
等部位。
其中，炉缸和炉身内衬主要采用碳素和非氧化物材料，以耐高温、抗侵蚀为主要性能要求；炉底和炉墙内衬主要采用氧化物和无机非金属材料，以耐高温、耐热震稳定性为主要性能要求；炉喉和炉顶内衬主要采用石墨和碳素材料，以良好的导热性和抗氧化性为主要性能要求。
最后，随着高炉冶炼技术的不断发展，高炉耐火材料也在不断创新和改进。
未来，高炉耐火材料将更加注重环保、节能和耐久性，推动高炉冶炼技术的进步和发展。
综上所述，高炉耐火材料是高炉冶炼过程中不可或缺的重要组成部分，其性能
直接关系到高炉的冶炼效率和安全稳定运行。
因此，对高炉耐火材料的研究和应用具有重要意义，也需要不断进行技术创新和改进，以满足高炉冶炼技术的发展需求。