高炉耐材配置及刚玉耐火砖介绍

高炉分大、中、小，所用的耐火材料会有一些差别，根据不同部位所用的材料也会有所不同。如高炉的炉喉是当炉料下降时，直接受到冲击和摩擦的部位。通常使用高密度的高铝砖。但不耐用，因此还采用了抗磨铸钢护板保护。

高炉是一种用耐火材料制成的立式圆筒炉。外板用来加强和密封炉壳，并用冷却器进行保护。火炉由上至下分为五个部分：炉喉、炉体、炉腰、炉腹、炉缸。汽缸部分有风口.铁口和渣口，以上为进料装置.气体封盖及导渣管。

目的：炼铁一般是在高炉中连续生产。铁矿石.焦炭和石灰石从炉顶加入，从炉底加有压力的空气。烧焦时，矿石和石灰石与焦炭发生反应，最终形成铁水和炉渣。

上、中温度仅为400-800℃，无渣形成，无渣蚀现象。这部分主要承受炉料冲击。炉内粉尘增多，碱锌气体侵入。碳积积造成的破坏随着高炉使用寿命的不断提高，该部分采用高级耐火砖，如高铝砖、硅线石砖等。

由于下炉温过高，造成大量渣量，降低了炉料的摩擦。炉内气体上升，粉尘冲刷，碱金属蒸气侵蚀。所以，要求有良好的抗渣性.耐碱性.高温强度和耐磨性的优质粘土砖.高铝砖，甚至近年来氮化硅结合的碳化硅砖或玉砖。而且随着高炉容量的增加，耐火材料等级也随之提高。比如，小高炉可以使用廉价的粘土砖或高铝砖，而大的高炉使用碳化硅产品甚至是Sialon结合的刚玉砖。

在1400~1600℃时，高炉腰部温度上升至1400~1600℃，这一部位产生大量的渣渣，严重侵蚀渣，钾钠蒸汽侵蚀严重，含尘热气上升对炉衬有很大的冲刷和腐蚀，焦炭与其它材料摩擦。以上因素综合作用，使该部分耐火砖损坏更为严重。过去经常使用粘土砖和高铝砖，特别是小高炉。

在大型高炉中，氮化硅结合使用较多。刚玉砖也有采用Sialon的趋势。使用铝炭砖的中小型高炉比例不断增加，即中小型高炉采用铝碳砖甚至微孔铝碳砖，值得关注。

高炉材料

高炉基础由埋于地下的钢筋混凝土基础和其他耐火材料如暴露地面的耐火混凝土构成。其作用是将受力均匀地传给地层。1.1炉基负荷要求1.1炉基负荷1.1对高炉基础强度的影响往往包括静态负荷.动负荷和热应力，其中：(1)静态负荷对炉基的影响最大。炉基的静载能力是高炉有效容积的13~15倍。含炉料.渣铁.耐火砌块.炉基.金属结构.冷却水和冷却设备.辅助设备(炉顶加料设备.煤气排出管.热空气围管.各层平台.梯子)等。及炉前建筑.斜桥.料车提升机等。另外，还有来自风雪的活动荷载。以上荷重有的对称，有的不对称。载荷不对称是引起力矩的因素，并会引起沉陷不均。(2)动载荷。高炉生产中，易发生崩料.人工顶料.煤气爆炸等动负荷。热载(3)。热应力是由高温引起的。另外，由于炉内存放的高温铁水，炉基温度高.高.低，产生热应力；此外，炉基材料本身受热也会损坏。1.2对炉基的要求(1)高炉基础应能把全部荷载传给地基而又不会过度沉降。(2)高炉基础本身应有足够的强度和耐热性能。3)结构简单，费用低廉。高炉基础结构由耐热混凝土基础和钢筋混凝土基础组成。在高炉炉底与炉底之间为耐热混凝土墩，起到保温传力的作用。外形为圆筒形，直径与炉底相同，包裹在炉壳内，高度不小于直径的四分之一。底材一般采用硅酸盐水泥耐火混凝土，以硅酸盐水泥作粘结材料.粘土熟料.废耐火砖粉作掺和料.粘土熟料.废耐火粘土砖为骨料，整体浇筑。最大的使用温度是1000~1200℃。用345mm厚的耐火砖围成一圈，然后外层是炉壳，在炉壳与耐火砖之间，用铬碳填充料填充的空隙。为了防止基墩开裂，并保证其足够的强度，整个基墩应配置环形钢筋。基座为炉基的承重部，水平截面为最佳圆形，能使温度分布均匀，减少热应力。为便于施工，经常用多边形(如八角.十六边形)来代替下底墩和柱子，置于底座上表面的圆周面积上，底部的底面应保证基础承载力不超过地层的容许耐压值。由表底至底面，断面逐渐增大，一般为25℃左右。因上下温度条件不同，下温度条件不同，为了避免热应力的影响，二者之间有膨胀缝，填充特殊填料。例如纯石英砂、白色耐火粘土(高岭土)等硬塑性砂浆，抹平后洒上10mm厚的石墨粉。该炉壳气封结构设置于基墩下端与底座的连接处，避免了炉内气逸出及炉外冷却水流入。气密板与炉壳之间的间隙为100~150mn。填充碳素填充物。用砂浆抹在基座上表面，便于排水。对高炉基础进行处理的基础，最好是建在天然地面或承受0.2-0.5MPa冲击土壤上。在土体承载压力低于设计要求时，应进行基础处理。基础处理方法有垫层、打桩、沉箱等。基础埋设深度不能超过冰冻线，0.1~0.25m。基底入地深度20~40m左右，到达支撑层。

高炉用刚玉砖

随着高炉规模的不断扩大，其材料和结构类型各异，但综合炉底较多。中国.俄罗斯.日本.美国等国家应用广泛。

高炉衬里合理选用耐火材料是关键。30年来，炉底各部位耐火材料的研究与开发取得了多项成果。碳素材料，如日本NDK公司的BC-7S微孔炭砖.BC-SSR超微孔炭砖.美国的NMA.NMD热压炭块.法国的AM.AM-102.国产半石墨炭砖.微孔炭砖.高导热半石墨炭砖.超微孔炭砖等；刚玉莫来石.复合棕刚玉.灰玉.高铝砖等。这是一种优良的材料，已在国内外大型高炉上取得初步成果。

高炉是盛装铁水、渣铁的场所，燃烧焦炭产生大量的气体，为高炉还原创造初始条件。炉内，特别是风口区，是高炉内温度最高的区域，温度在1700-2000℃以上，炉底温度一般在1450-1500℃之间。炉内衬里除受铁液的化学侵蚀和冲刷作用外，炉底主要受铁水渗透所侵蚀。

接近风口区的炉缸上部温度为1700~2000℃，一般为1450~1500℃。现今炉底多采用致密度高.导热性好.耐腐蚀石墨砖、微孔碳砖。需要指出的是，近几年来出现了这部分陶瓷杯，即无炭耐火砖，即在炉底接触铁水的工作衬里中使用无炭耐火砖，如刚玉砖、合成莫来石砖等。