行业应用

• 1

  炉喉和炉顶
  炉喉主要起保护炉衬、合理分配物料的作用。正常运行时，此区域温度在400-500℃左右。主要受炉料的直接冲击和摩擦影响，受气流影响较小。因此，炉喉一般采用水冷或不水冷钢砖（铸钢件）。水冷钢砖与炉壳之间填充浇注料，不水冷钢砖安装浇注料。炉顶即煤气包容罩，一般采用涂有耐磨耐火涂层的金属锚固件。

• 2

  炉体
  炉体是高炉的重要组成部分，起着加热、还原、排渣炉料的作用，自始至终承受着煤气流和物料冲击，但炉体上中部温度较低（400-800℃），无炉渣形成或炉渣侵蚀隐患，主要承受炉料冲击、扬尘磨损、热震（最高可达50℃/min）或碱、锌等元素侵入、碳沉积等损伤，因此主要采用低气孔率优质粘土砖、高铝砖。特别是随着耐火材料品种的增多和质量的提高，高炉炉衬使用寿命已明显延长。
  但随着中、大型高炉恶劣操作条件的建立和高炉寿命制度的大幅度延长，这部分要求耐火材料具有优良的抗剥落和耐磨性能。因此，炉体上部也采用磷酸盐结合粘土砖，上、中部则采用抗剥落性能优良的硅质耐火砖和高铝耐火砖。
  炉体下部温度高，此区域热交换较多，生成大量低熔点物质，又有炽热炉料下降时的摩擦，还有上升的粉尘和碱金属蒸气的侵蚀，因此，此部分易被侵蚀，严重时整个冷却器都被侵蚀，只剩下钢壳维持。因此要求采用抗渣性、抗碱性、高温强度高、耐磨性好的优质粘土砖、高铝砖、刚玉砖、铝碳砖或碳化硅砖，冷却板结构内衬也采用石墨砖。

• 3

  炉腰
  炉腰对上升气流起缓冲作用，此处炉料已局部还原结渣，料层透气性变差，炉渣侵蚀严重。另外，炉腰温度较高（1400～1600℃），高温辐射侵蚀严重，碱侵蚀也比较严重。上升的带有粉尘的热炉气对炉衬产生强烈的冲刷作用，焦炭等物质产生摩擦，热风通过时产生温度变化，这些因素的综合作用对该部位耐火材料的破坏十分严重。因此，炉腰一般选用抗炉渣侵蚀和冲刷能力强的耐火材料。冷却板结构内衬也采用石墨砖。

• 4

  炉腹
  炉腹连接炉缸与炉身，该区域温度较高，炉料下部温度可达1600-1650℃左右，气流温度也较高，形成大量中间渣并开始滴落，该区域耐火材料受到严重的热辐射和炉渣侵蚀，加之碱金属的侵入和积碳的化学作用，再加上上部下降的高温熔料和下部上升的热气流的冲刷作用，使该区域的情况更加恶劣。因此，炉腹历来是高炉寿命的最关键部位，因此该区域的耐火材料应具有较高的抗侵蚀和冲刷能力，同时还应具有一定的抗热震性，因此，该类耐火材料在现代大中型高炉中得到广泛应用。
  烧结铝碳砖和烧结微孔铝碳砖同样具有良好的抗压、抗弯、抗侵蚀、抗冲刷性能，导热性好，易粘结炉渣，最重要的是抗热震性强，价格比较便宜，是我国中、小型高炉常用的材料。对于有冷却板结构的高炉内衬，也有使用石墨砖的。

• 5

  炉膛及炉底
  炉缸是高炉内铁水和炉渣的存放场所，焦炭在此燃烧产生大量煤气，为高炉铁水的还原创造了初始条件。炉缸特别是风口区域是高炉内温度最高的区域，温度在1700-2000℃之间，炉底温度一般在1450-1500℃左右。该区域炉衬除承受高温外，主要受到铁水的化学侵蚀和铁渣的冲刷。炉底主要受到铁水的渗透，碱和锌也随铁水渗透，使炉衬耐火材料膨胀，化学侵蚀使耐火材料脱碳层膨胀，最终导致炉底耐火材料严重损坏。因此，这些部位的耐火材料应具有抗铁水侵蚀、抗铁水渗透、抗碱性、体积稳定性和适当的导热性。
  该部位炉衬的损坏是化学、热和机械作用等多种因素共同作用的结果，因此，炉底耐火材料应满足以下要求：
  耐高温，铁水温度在1500℃左右，渣温更高。
  耐侵蚀，如耐高温渣，特别是耐更强的渣碱金属及其氧化物的侵蚀，其次是铁水的侵蚀，以及CO、CO2、H2O的侵蚀。
  耐冲刷、耐磨。
  抗渗透性。
  导热性好。
  炉腹风口带可采用刚玉莫来石砖或棕刚玉砖、硅质耐火砖。在与铁水、炉渣接触的热面，可选用刚玉-莫来石砖或棕刚玉砖等陶瓷耐火材料。冷面可选用致密碳砖或石墨化、半石墨化碳砖，也可采用小尺寸微孔碳砖、压制碳砖。炉底，在整平层顶层可选用半石墨化碳砖、微孔碳砖、石墨化碳砖。
  综上所述，在选择炉腹耐火材料时，应考虑操作条件、温度范围和潜在的侵蚀因素，以确保最佳的材料性能和寿命。