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-耐熱鋼材的品種和質(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-耐熱鋼材也不同，其材質(zhì)應(yīng)作相應(yīng)的變化。

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今天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）所使用到的耐火磚類型以及選擇的依據(jù)。

高爐爐襯的侵蝕線和損毀原因。
可以看出，侵蝕為嚴(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-耐熱鋼材的品種、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-耐熱鋼材的品種很多，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-耐熱鋼材（特別是近發(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-耐熱鋼材也得到了廣泛的應(yīng)用。

爐喉用耐火材料-耐熱鋼材

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。

爐身用耐火材料-耐熱鋼材

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-耐熱鋼材品種增加和質(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-耐熱鋼材砌筑；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。

高爐用粘土磚和高鋁磚的性能

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-耐熱鋼材。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。

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然而，在高爐爐身段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嚴(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-耐熱鋼材的研究和開發(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-耐熱鋼材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。

Si3N4-SiC磚理化性能

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-耐熱鋼材，很值得在高爐上推廣應(yīng)用。

爐腰用耐火材料-耐熱鋼材

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-耐熱鋼材。

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。

爐腹部位用耐火材料-耐熱鋼材

爐腹聯(lián)結(jié)著爐腰和爐缸，這一區(qū)域溫度更高，其下部爐料溫度約在1600-1650℃，氣流溫度更高。渣的侵蝕、堿金屬的作用、物料沖刷都加大。所以，爐腹部位歷來(lái)都是高爐壽命短壽的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，它要求耐火材料-耐熱鋼材不僅具有良好的抗堿抗渣性，而且要具有耐高溫性能。

過(guò)去以高鋁磚和剛玉磚砌筑者居多，但現(xiàn)在多選用碳化硅制品。日本在高爐爐腹和風(fēng)口區(qū)域部位試用了純度高、導(dǎo)熱性好和耐侵蝕性強(qiáng)的高級(jí)耐火材料-耐熱鋼材，如電熔高鋁磚、合成莫來(lái)石磚、剛玉磚等，使用效果比較顯著。德國(guó)在爐腹部位試用了各種耐火磚，如半石墨磚、電熔高鋁磚、莫來(lái)石磚、直接結(jié)合或氮化硅結(jié)合的碳化硅磚等。

總之，國(guó)內(nèi)外高爐的實(shí)踐表明，在爐腹部位包括風(fēng)口區(qū)多用粘土耐火磚或硅線石耐火磚，近年來(lái)取而代之的是耐堿性優(yōu)異的、強(qiáng)度較高的碳化硅耐火磚和碳化硅風(fēng)口組合磚。

爐缸爐底用耐火材料-耐熱鋼材

爐缸是盛裝鐵水和熔渣的地方，并燃燒焦炭產(chǎn)生大量煤氣，為高爐還原制造初始條件。爐缸部位特別是風(fēng)口區(qū)是高爐內(nèi)溫度高的區(qū)域，其溫度在1700-2000℃以上，爐底溫度一般在1450-1500℃范圍內(nèi)。爐缸內(nèi)襯除受高溫作用外，還主要受到渣鐵的化學(xué)侵蝕與沖刷，爐底主要以鐵水的滲入侵蝕為主。所以，爐缸爐底的侵蝕大多為“蒜頭狀”或平鍋底狀侵蝕。

基于上述原因，在選擇爐缸、爐底用耐火材料-耐熱鋼材時(shí)，應(yīng)采用抗渣鐵侵蝕性強(qiáng)、抗堿性能強(qiáng)、抗鐵水滲透性好的優(yōu)質(zhì)耐火材料-耐熱鋼材。特別是爐缸、爐底的碳質(zhì)材料必須具有很高的抗?jié)B透性、導(dǎo)熱性、抗化學(xué)侵蝕性等，借助冷卻壁的冷卻作用，將1150℃等溫線（鐵水凝固線）盡量推向中心，在碳磚熱面能夠形成一層保護(hù)性的“渣皮”或“鐵殼”，使碳磚免受滲化學(xué)、沖刷、熱應(yīng)力的破壞，以延長(zhǎng)其使用壽命。所以為關(guān)鍵的就是要求碳磚具有優(yōu)異的抗?jié)B透性和高導(dǎo)熱性。

我國(guó)于1970年在高爐上采用全碳磚爐底，隨后發(fā)展成為碳磚或高鋁磚滿鋪爐底，周圍采用大塊碳磚砌筑的形式，基本上達(dá)到了預(yù)期效果。但是隨著高爐冶煉的強(qiáng)化，我國(guó)大多數(shù)高爐爐缸爐底受到侵蝕，直接威脅著高爐的一代壽命。究其原因，爐缸碳磚的理化性能指標(biāo)欠佳，從而導(dǎo)致爐缸碳磚的環(huán)裂和斷裂加劇，為滲渣滲鐵創(chuàng)造了有利條件。