高炉本体耐材

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高炉耐材砌筑施工方案

XXXXXXXXXX3高炉工程高炉耐材砌筑方案XSXXX高炉工程项目经理部二○○九年十一月目录1.编制依据 (2)2.工程概况 (3)2.1工程简介 (3)2.2高炉本体耐材设计用量 (3)2.3高炉炉缸耐材内衬如下图： (3)3.施工部署 (3)4.项目管理机构 (4)5.施工上场条件及施工平面布置、材料运输 (5)5.1高炉炉体砌筑前应具备的条件： (5)5.2施工平面布置图 (5)5.3垂直运输 (6)6.工程进度计划及劳动力配置 (6)6.1工程进度计划 (6)6.2资源配置 (8)7.主要施工方法 (9)7.1炉体耐材施工流程 (9)7.2炉底水冷管不定形耐材施工 (10)7.3炉底找平层的施工 (11)7.4满铺炉底炭砖砌筑 (13)7.5炉底环形炭砖砌筑 (16)7.6炉底陶瓷垫砌筑 (18)7.7陶瓷杯壁、铁口组合砖、风口组合砖砌筑 (19)7.8炉腹、炉腰及炉身下部保护砖砌筑 (22)7.9炉体喷涂施工 (22)8.工程质量保证措施 (24)8.1保证体系 (24)8.2措施 (25)9.安全、文明施工保证措施： (26)9.1组织保证体系: (26)9.2安全技术保证措施 (27)9.3安全重点监控点： (27)9.4文明施工管理 (28)1.编制依据(1)XXXXX公司1250m3高炉工程HG200906铁3-1高炉炉体砌筑图。

(2)高炉砌筑技术手册2007版(3)《工业炉砌筑工程施工及质量验收规范》（GB50211-2004）标准。

(4)筑炉工程手册2007版。

(5)国家和相关部分颁发的安全及环保标准与规定。

(6)本公司质量管理体系的文件及规定。

2.工程概况2.1工程简介本工程位于江XX特钢铁厂厂区内。

由浙江XX究院设计。

高炉容积为1250m3。

炉底和炉缸采用“石墨质炭块、半石墨质炭块、微孔炭块、微孔模压小炭块以及刚玉陶瓷砌体”砌筑；高炉铁口区域采用微孔炭块砌筑；风口区域采用刚玉组合砖砌筑；炉腹、炉腰和炉身中、下部采用烧成微孔铝碳砖和高铝砖混合砌筑；炉身上部采用磷酸盐浸渍粘土砖砌筑。

高炉用耐火材料

高炉用耐火材料高炉用耐火材料12．2．3．1对耐火材料的要求：根据高炉炉衬的工作条件和破损机理，炉衬材料的质量对炉衬寿命有重要影响，故对高炉用耐火材料提出如下要求：(1)高耐火度和高荷重软化点，以抵抗高温和高温压力下的破坏作用；(2)低气孔率并没有裂纹，以抵抗煤气的渗入和熔渣的侵蚀作用；(3)低Fe203，以防止CO在炉衬内的分解； (4)高机械强度，以抵抗机械磨损和冲击破坏；(5)良好的化学稳定性，以提高抵抗炉渣化学侵蚀的能力； (6)体积稳定性好，以适应炉内温度波动时能抵抗急冷急热破坏的需要；(7)外形尺寸准确，以保证施工质量。

12．2．3．2高炉常用耐火材料高炉常用的耐火材料主要有陶瓷质材料和炭质材料两大类。

陶瓷质材料包括黏土砖、高铝砖、刚玉砖和不定形耐火材料等；炭质材料包括炭砖、石墨炭砖、石墨碳化硅砖、氮结合碳化硅砖等。

A黏土砖和高铝砖黏土砖是高炉上应用最广泛的耐火砖，它具有良好的物理机械性能，化学成分与炉渣相近，不易和渣起化学反应，有较好的机械性能，成本较低。

高铝砖是A1203含量大于48％的耐火制品，它比黏土砖有更高的耐火度和荷重软化点，由于A1：0，为中性，故抗渣性较好，但是加工困难，成本较高。

高炉用黏土砖和高铝砖的理化指标见黏土砖和高铝砖的外形质量也非常重要，特别是精细砌筑部位更为严格，有时还需再磨制加工才能合乎质量要求，所以在贮运过程中要注意保护边缘棱角，否则会降低级别甚至报废。

B炭质耐火材料近代高炉逐渐大型化，冶炼强度也有所提高，炉衬热负荷加重，炭质耐火材料具有独特的性能，因此逐渐应用到高炉上来，尤其是炉缸炉底部位几乎普遍采用炭质材料，其他部位炉衬的使用量也日趋增加。

炭质耐火材料主要特性如下：(1)耐火度高，炭是不熔化物质，在3500~C升华，在高炉冶炼温度下炭质耐火材料不熔化也不软化；(2)炭质耐火材料具有很好的抗渣性，对酸性与碱性炉渣都有很好的抗蚀能力；(3)具有高导热性，抗热振性强，可以很好地发挥冷却器的作用，有利于延长炉衬寿命；(4)线膨胀系数小，热稳定性好；，(5)致命弱点是易氧化，对氧化性气氛抵抗能力差。

列出高炉各部位用的耐火材料

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。

高炉耐材

≥6.0
/
YJ-THC-4
≤12
≤12.0
≥1.50
≥20.0
≥2.0
/
YJ-THX-1
F.C≥45
灰份≤15
挥发份≤45
粘结抗折强度(200℃×16h)≥4.0
/
≤1
YJ-THX-2
F.C≥50
灰份≤10
挥发份≤38
粘结抗折强度(200℃×16h)≥4.0
/
≤1
使用部位：粗缝糊YJ-THC用于石墨化碳砖、半石墨化碳－碳化砖与冷却壁之间宽缝间隙的填充；细缝糊YJ-THX用于半石墨化碳砖、半石墨化碳－碳化砖、微孔碳砖的砌筑。
5.压入填充泥浆
指标
牌号
化学成份（％）
体积密度
(g/cm3)
抗折\耐压强度(MPa)
线变化率(%)
导热系数
(W/m﹒k)
110℃×24h
烧后
YJ-SSR-2
C≥90
≥1.30
≥15
(C.C.R)
/
/
≥3.5
(500℃)
YJ-CB-SP
SiC≥80
≥1.90
≥1.0(1.5)
≥1.0(300℃)
0～-1.0(300℃)
(1000℃)
≥15
YJ-FHCN -SiC
Al2O3≤20
SiC≥50
≥1.0
≥0.25
(1000℃)
≤1.0
(1000℃)
≥30
使用部位：YJ-HCN-G1砖托等金属体与硅砖砌体之间膨胀缝及温度计孔、压入计孔；YJ-HCN-177L砖托等金属体与高铝砖砌体之间膨胀缝及温度计孔、压入计孔；YJ-FHCN -SiC砖托等金属体与硅砖砌体之间膨胀缝及温度计孔、压入计孔。

高炉本体

冶金高炉本体高炉本体是高炉炼铁的核心设备，@代大型和超大型高炉一代炉龄在不中修的情况下可达到15 -20年•，单位炉容产铁量可达到d000t以上。

高炉本体主要由钢结构（炉体支承框架、炉壳）、炉衬（耐火材料）、冷却设备（冷却壁、冷却板等）、送风装置（热风围管、支管、直吹管、风口）和检测仪器设备等组成。

图5-4为钢3号高炉（4360m3)炉体结构图。

1 钢结构高炉钢结构包括炉体支承结构和炉壳。

炉体支承结构采用如图5-5所示的大框架自立式结构。

其特点是大料斗、小料4*和旋转布料器的重量由炉壳支承，上升管、大小钟和受料漏斗等重量通过炉顶框架支承在炉顶平台上（第7层平台）。

对无料钟炉顶，旋转溜槽、中心喉管等重量由炉壳支承。

料罐、受料漏斗、密封阀、上升管等设备重童通过炉顶框架支承在炉顶平台上，炉顶平台的所有重量再由大框架传递给基础。

大框架自立式结构的优点是风口平台宽敞，炉前操作方便，利于风口平台机械化作业。

新建的大、中型和超大型高炉都采用这种结构。

高炉炉壳用高强度钢板焊接而成，起承重、密封煤气和固定冷却器的作用，图5-6所示为正在安装中的5500m3高炉炉壳。

2 炉衬高炉炉衬由耐火砖砌筑而成，由于各部分内衬工作条件不同，采用的耐火砖材质和性能也不同。

如炉身中上部炉衬主要考虑耐磨，炉身下部和炉腰主要考虑抗热震破坏和碱金属的侵蚀，炉腹主要考虑高FeO的初渣侵蚀，炉缸、炉底主要考虑抗铁水机械冲刷和耐火砖的差热膨胀。

目前，冶金备件大型高炉上部以碳化硅和优质硅酸盐耐火材料为主，中部以抗碱金属能力强的碳化硅砖或高导热的炭砖为主，高炉下部以高导热的石墨质炭砖为主，冷却壁基体可用高韧性球墨铸铁、铸钢或纯铜浇铸而成，内部水冷管夫低碳钢管。

镶砖冷却壁在基体的砖槽内再砌人耐火砖，镶砖也可用散状耐火材料捣打成型。

图5-9为不同结构的镲砖冷却壁，结构^和^;带凸台，用在炉腰和炉身，对炉衬耐火砖起意图。

3 冷却设备冷却设备的作用是降低炉衬温度，提髙炉衬材料抗机械、化学和热产生的侵蚀能力，使炉衬材料处于良好的服役状态。

高炉出铁口和出铁沟常用的耐火材料和要求

高炉出铁口和出铁沟常用的耐火材料和要求
出铁口是高炉排出铁水的咽喉，由于高炉的大型化和强化冶炼技术的采用，出铁次数增加，因而其工作条件也变得更加苛刻。

炮泥就是用来封堵出铁口的耐火泥料，因采用泥炮打入而得名。

目前的炮泥大多为树脂或沥青结合的AL2O3-SiC-C质材料。

对炮泥有一些特殊的要求：(1)可塑性相粘结性要好：(2)高温体积收缩要小；(3)气孔率适中，以便于排出水分；(4)烧结性能要好，强度要高(5)出铁时容易打开。

出铁沟是引出铁水或熔渣的通道，常用的内衬材料有捣打料、浇注料和振动料，材质主要是A12O3-SIC-C质。

出铁沟内衬应具备以下性能：(1)耐铁水和熔渣的侵蚀和冲刷；(2)热震稳定性要好，重烧体积变化小；(3)很强的抗氧化能力(4）不粘渣铁，不产生有害气体，而且容易施工。

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。

炼铁用耐火材料

我国有多座大型高炉应用了法国的陶瓷杯，使用效果普遍较好，炉底炉缸寿命大幅提高，在高冶炼强度的条件下，炉底炉缸能确保安全生产。
国产陶瓷杯砖如刚玉－莫来石砖，刚玉－碳化硅砖等在大、中型高炉上广泛应用。由于陶瓷杯砖的导热系数较小，对炉缸的铁水有保温作用，因而能提高铁水温度，降低能源消耗，炉缸热量充足又利于高炉操作，提高铁水质量，因而陶瓷杯炉底炉缸结构得到迅速发展。
小型高炉现在多使用炭素料捣固或炭块砖砌筑。这部分砖衬同炉缸的砖衬砌成整体，为防止风口周围氧化的侵蚀,需要用高铝砖、粘土砖或耐火混凝土的砌筑保护层以便防止烘炉和开炉过程中炭素材料的氧化。
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炼铁用耐火材料
1.4.5 铁口部位用耐火材料
铁口部位用耐火材料要承受铁水和炉渣的侵蚀和冲刷，以及在开、堵铁口时受开口机和泥炮的外力影响。因此铁口部位用耐火材料要求抗炉渣、铁水侵蚀性好、抗机械应力的能力好.同时砌筑结构上要稳定.采用大块异型组合砖，砌筑时砖缝上下错开，每个单体相互咬合，使来自炉内外的压力向四周传递，从而使整个砌体受力保持平衡，达到砌体密封性和稳定性的目的。
2.2 热风炉耐火材料的性能要求
荷重软化点高耐冲击性好气孔率低体积密度大抗蠕变性能好主要用耐火材料有：粘土砖、高铝砖、低蠕变高铝砖、硅砖等。
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炼铁用耐火材料
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3. 高炉出铁场用耐火材料
炼铁用耐火材料
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炼铁用耐火材料
渣铁分离
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炼铁用耐火材料
3.1 高炉出铁口炮泥
炮泥是用来封堵出铁口的耐火材料，目前多采用Al2O3－SiC －C质材料，可分为有水炮泥和无水炮泥两大类。其中有水炮泥一般用于顶压较低、强化冶炼程度不高的中小型高炉；无水炮泥则应用于顶压较高、强化冶炼程度较高的大中型高炉。

【案例】湘钢2580m?高炉本体耐火材料砌筑施工方案

【案例】湘钢2580m³高炉本体耐火材料砌筑施工方案湘钢2580m³高炉耐材砌筑施工含高炉本体，出铁场系统及粗煤气净化系统三大块，高炉本体基础标高1.0m，炉底封板面标高4.50m 炉底水冷管中心标高4.70m，铁口中心标高10.0m，风口中心标高14.00m，炉顶钢圈面标高43.10m，炉缸内径Φ11.30m，炉腰内径Φ12.60m，炉喉内径Φ8.10m，高炉设3个铁口，30个风口。

炉内采用砖壁合一全冷却技术。

炉底下部平砌五层碳砖，其中下两层为国产半石墨碳砖，上三层为国产超微孔碳砖，全高2.005m，陶瓷杯底为两层，全高为0.802m，杯底与杯壁内侧均采用微孔刚玉砖，陶瓷杯外侧则采用进口UCAR小块碳砖，炉内保护砖采用高铝砖，风口组合砖采用微孔刚玉砖砌筑。

筑炉工程实物量高炉本体2302t(炉内钢平台制安约5t)，出铁场1553t(351m3)，粗煤气系统830t。

1、中冶南方在设计中采用了易操作矮胖强化炉型，砖壁合一薄内衬结构，全冷却壁(铸铁+铜)，推荐联合全软水密封闭循环冷却技术，一代炉役寿命≥15年。

2、高炉内衬根据炉内各层区域不同的侵蚀原因，选用不同的内衬材质，以适应长寿的要求。

3、该炉在内衬砌筑施工中的主要难点是复合型炉底，炉缸及风口带，所以在砌筑施工中必须精心组织、精心施工，确保内衬砌筑质量。

湘钢2580m³高炉系统，耐材砌筑施工含高炉本体，出铁场系统及粗煤气净化系统三大块，高炉本体基础标高1.0m，炉底封板面标高4.50m炉底水冷管中心标高4.70m，铁口中心标高10.0m，风口中心标高14.00m，炉顶钢圈面标高43.10m，炉缸内径Φ11.30m，炉腰内径Φ12.60m，炉喉内径Φ8.10m，高炉设3个铁口，30个风口。

炉内采用砖壁合一全冷却技术。

高炉用耐火材料的选择与使用

2.3 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。过去我国高炉在炉腰部位选用黏土砖和高铝砖，但随着高炉大型化及高强化冶炼的发展，已远远不能适应。有使用半石墨砖、石墨砖、自结合SiC砖、刚玉砖等，有使用半石墨砖、石墨砖、自结合SiC砖、刚玉砖等，均有一定的效果，而近几年采用Si 结合SiC砖则取得均有一定的效果，而近几年采用Si3N4结合SiC砖则取得了比较明显的效果。因此一般来说，如有条件可在1000m 因此一般来说，如有条件可在1000m3以上的高炉炉腰部位采用Si 结合SiC砖。在1000m 部位采用Si3N4结合SiC砖。在1000m3以下的高炉上，也可考虑用SiC砖，但必须同时改进冷却器结构和材质，也可考虑用SiC砖，但必须同时改进冷却器结构和材质，采用软水密闭循环冷却等进行必要的技术配套，才能充分发挥SiC砖的作用。充分发挥SiC砖的作用。
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。
各类砖下部使用使用后侵蚀速度对比（速度对比生产试验试验后各类砖种在炉身下部使用后的侵蚀速度对比（1.5 年生产试验后测） Si3N4 结合 SiC 砖 SiC 石墨砖黏土砖高铝砖黏土结合石墨砖砖种黏土砖高铝砖黏土结合 SiC 砖侵蚀速度 0.51 0.36 0.50 0.1 0.24 侵蚀速度 mm/d）（）
有代表性的三种炉缸设计方案
以微孔碳砖为衬的炭质炉缸方案碳砖在生产时加入添加剂形成微孔，这些微孔的孔径在1µm以下，孔，这些微孔的孔径在1µm以下，这样小的微孔可以有效的防止铁水的渗透，从而减轻了铁水对炉缸内衬结构组织的破坏和冲蚀，抗碱性能也得到提高，导热性也大幅度提高。但由于800等温线大幅度提高。但由于800等温线仍落在碳砖中，不能解决碱侵蚀带来的环形脆化层问题因此这种方案的炉缸的长寿问题仍没有解决。

高炉耐材砌筑施工方案

2#高炉本体大修砌筑施工方案一、编制依据1．高炉砌筑施工图纸。

2. 工业炉砌筑施工及验收规范《GB50211-2004》3. 工业炉砌筑工程质量检验评定标准《GB50309-2007》4. 冶金工业出版社《筑炉工手册》二、工程概况1.高炉的有效容积为1080立方米，包括一座高炉內衬砌筑、上升管、下降管、重力除尘喷涂等工程。

2.高炉：主要耐火材料为半石墨烧成炭砖、烧成微孔炭砖、复合棕刚玉砖、刚玉莫来石砖、烧成微孔铝碳砖、粘土砖、高铝砖等，各种耐火材料合计约1720吨。

计划工期预计为45天。

2.1.炉底、炉缸采用“碳砖＋陶瓷杯”结构。

水冷管中心以下至工字钢底部设计为粘土高强浇注料，水冷管中心线以上至炉底板下表面为碳素捣打料。

2.2炉底板封焊结束后用无水压入泥浆CB-SP2压力灌浆，底板上部用碳素捣打料找平，找平层表面标高4.794m。

炉底共4层，第1-2层采用半石墨质烧成炭砖，第3-4层采用烧成微孔炭块防漂砌筑；炉底炭砖砌筑总高度为1704mm,表面标高6.498m；炉底炭砖砌体周围80mm宽缝隙用碳素捣打料捣实。

2.3炉缸环砌烧成微孔炭砖第5-13层，砌体总高度3814mm。

2.4陶瓷杯杯底为2层刚玉莫来石砖防漂炉底，砌筑高度401×2=802mm。

砌体表面标高7.300m。

杯壁由刚玉莫来石砖和复合棕刚玉砖组成：铁口组合砖、风口组合砖以及风口组合砖下部4层为复合棕刚玉砖，陶瓷杯壁为刚玉莫来石砖。

2.5杯壁从标高7.300开始至风口下部标高10.654m。

铁口、风口设计均采用组合砖；铁口、风口系复合棕刚玉砖，陶瓷杯壁系刚玉莫来石砖。

2.6风口区域内的所有缝隙、铁口砌体周围的缝隙均采用低水泥刚玉捣打料捣实。

2.7炉腹风口组合砖上部标高 12.515 至炉腰标高16.057砌筑高铝砖。

炉身标高 16.057至炉身标高20.985砌筑烧成微孔铝碳砖。

炉身上部标高20.985 至标高 28.608砌筑高铝砖。

高炉(本体)内衬用耐火材料的选择与高炉长寿

高炉 (本体 )内衬用耐火材料的选择与高炉长寿摘要：高炉长寿是系统工程，高炉本体耐火材料在其中发挥重要作用，因此，高炉内衬必须按部位选择合适的耐火材料。

基于此，本文探讨了高炉(本体)内衬用耐火材料的选择与高炉长寿的措施，以供相关的工作人员参考借鉴。

关键词：耐火材料；高炉；选择；长寿1高炉(本体)内衬各部位耐火材料的选择1.1炉缸、炉底用耐火材料高炉中炉缸部位特别是风口区为高炉内温度最高的区域，在l700-2000℃，炉底一般在l450-l500℃。

炉缸除受高温作用外，主要是受到渣铁的化学侵蚀与冲刷，炉底主要以铁水的渗入侵蚀为主，同时也有碱和锌的侵入。

炉缸风口带采用刚玉莫来石砖或棕刚玉砖、硅线石砖，在渣铁接触的热面即采用前两种砖，而在冷面选用致密炭砖或石墨化、半石墨化炭砖，也可选用小块微孔炭砖、模压炭砖。

炉底选用半石墨化炭砖、微孔炭砖。

铁口区工作条件恶劣，采用与炉缸用耐火材料材质相匹配的铁口组合砖砌筑，有炭质、半石墨碳一碳化硅质、莫来石质、碳化硅质等。

1.2炉腹用耐火材料炉腹是高炉寿命最短的部位之一。

容易受热辐射，熔渣侵蚀，还有碱金属侵入、碳的沉积而引起化学作用。

以前多用高铝砖和刚玉砖，现在大中高炉采用烧成铝炭砖及烧成微孔铝炭砖，大型高炉多用氮化硅结合碳化硅砖或Sialon结合碳化硅砖。

1.3炉腰用耐火材料炉料在此部位已部分还原造渣，渣侵蚀比较严重，而且温度也比较高在1400-1600℃左右。

以前用黏土砖、高铝砖，现在中、小型高炉大多数用铝炭砖，甚至微孔铝炭砖。

大型高炉多选用氮化硅结合碳化硅砖、反应结合碳化硅砖。

也有用Sialon结合刚玉砖。

对于冷却板结构内衬也有用石墨砖。

1.4炉身用耐火材料高炉中炉身上部和中部温度较低，普遍采用低气孔率黏土砖，高密度高铝砖，磷酸浸渍黏土砖，硅线石砖及抗剥落高铝砖等。

也有在炉身上部采用2-3段代衬镶砖冷却壁，即取消内衬耐火砖：代衬冷却壁使用范围甚至扩大到高炉整个上部砌体，包括炉腹、炉腰和炉身。

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。

高炉本体耐火材料选择探析

复合炉底炉缸结构。虽然这种结构成本相对
相差很大，碳砖在２００ ℃时的导热系数为８— ２ｗ（Ｋ）陶瓷砖的导热系数 ≤０２／１／ｍ．，．Ｗ（Ｋ，ｍ．）是碳砖导热系数的１４／０—１１５因／０，而陶瓷杯复合炉衬具有良好的保温性能。ａ全炭质材料炉底炉缸结构采用高导热．
冷却板
４炉腹、炉腰及炉身下部耐火材料的
选择
炉腹、炉腰及炉身下部区域的热负荷最大，学侵蚀严重，应力破损作用敢大，化热工作条件最差，影响高炉寿命的最重要部是
位，因此，一区域耐火材料选择应兼顾抗这碱金属侵蚀性、氧化性、热震性、剥抗抗耐
要高，但国产耐火材料的质量已完全能满足要求，选择国产耐火材料，成本基本持平。
３风口区域耐火材料的选择
风口区域是整个高炉工况条件最为恶劣
设计的薄壁结构，它强调通过高导热系数的半石墨质炭块将热量传递给冷却系统，从而实现热平衡。同时利用良好的导热性在炉缸内侧壁部位降低了工作面（热面）温度，并形成渣皮状附着物，１５＂等温线推至炭砖将０２１１以外，保护炉缸内壁，实现炉缸系统的安全长寿。如宝钢３高炉、＃首钢ｌ高炉等，＃就是采用美国ＵＡＣＲ公司全炭材料炉底炉缸结构。ｂ炭质材料一陶瓷材料复合炉底炉缸结．
沙钢１高炉就是采用法国ＳＶＩ＃ＡＯＥ公司和日本电极公司炭质材料一陶瓷材料复合炉底

髙炉常用的耐火材料分类及耐材基础知识

髙炉常用的耐火材料陶瓷质耐火材料：黏土砖、高铝砖、刚玉砖和刚玉莫来石砖碳质耐火材料：炭砖、石墨炭砖、半石墨炭砖、微孔炭砖、氮结合碳化硅砖等。

A黏土砖：高铝砖B碳质耐火材料碳质耐火材料主要包括炭砖、石墨砖和碳化硅砖。

a炭砖半石墨炭砖。

微孔炭砖。

b石墨砖c碳化硅砖C不定形耐火材料不定形耐火材料主要有捣打料、喷涂料、浇注料、泥浆和填料等。

按成分可分碳质不定形耐火材料和陶瓷质不定形耐火材料。

耐火泥浆的作用是填充砖缝，将砖黏结成整体。

填料是两层炉衬之间的隔热物质或是黏结物质。

1、炉喉:钢砖或水冷钢砖。

主要承受人炉料的冲击和磨损，（一种圆弧形的低合金类钢铸件）2、炉身上部。

高致密度粘土砖、高致密度的三等高铝砖或磷酸浸渍的粘土砖。

吸碳反应2CO2→CO+C易发生的地区，而且碱金属、锌蒸汽的侵蚀也在这个地区发生，再加上下降炉料和上升煤气流的冲刷和磨损。

因此应选用抗化学侵蚀和耐磨性好的耐火材料，.3、炉身中下部和炉腰。

大高炉选用性能良好但价格昂贵的碳化硅砖（氮化硅结合、自结合、塞隆结合），1000m3及其以下高炉都采用铝碳砖等。

破损的主要机理是热震剥落，高温煤气冲刷，碱金属、锌和析碳的作用，以及初渣的化学侵蚀。

砖衬应选用抗热震、耐初渣侵蚀和防冲刷的耐火材料。

｛热震：材料在温度急剧变化下抵抗损伤｝.4、炉腹。

例如高铝砖、铝碳砖等。

高温煤气的冲刷和渣铁的冲刷，这部位的热流强度很大，任何耐火材料都不能长时间的抵御，在生产中主要靠渣皮工作，所以这部分不必选用太昂贵的耐火材料。

5、炉底、炉缸结构A大块炭砖砌筑，炉底设陶瓷垫｛陶瓷垫：一般采用合成莫来石、刚玉砖等耐火材料，均在耐火材料生产厂进行预组装。

陶瓷底垫有两层竖砌砖层（层高有345mm、 400mm、和500mm等多种），每层既有与粘土（高铝）砖炉底一样，砌成十字形.也有砌成环形同心圆的，陶瓷底垫耐火砖单体重量一般在30~45kg之间，B热压小块炭砖，炉底设陶瓷垫一一散热型C大块或小块炭砖砌筑，炉底和炉缸设陶瓷杯——隔热保温型炉底炉缸砌筑A满铺炭砖炉底砌筑B环砌炭砖砌筑C综合炉底砌筑综合炉底砌筑集合了满铺炭砖砌筑，环砌炭砖砌筑和中心部位高铝砖砌筑6、铁口区工作条件恶劣，现在采用与炉缸耐火材质相匹配的铁口组合砖砌筑，生产中使用的有碳质、半石墨C-SiC质、莫来石、SiC质等。

髙炉常用的耐火材料分类及耐材基础知识

A黏土砖：高铝砖B碳质耐火材料碳质耐火材料主要包括炭砖、石墨砖和碳化硅砖。

a炭砖半石墨炭砖。

微孔炭砖。

b石墨砖c碳化硅砖C不定形耐火材料不定形耐火材料主要有捣打料、喷涂料、浇注料、泥浆和填料等。

按成分可分碳质不定形耐火材料和陶瓷质不定形耐火材料。

耐火泥浆的作用是填充砖缝，将砖黏结成整体。

填料是两层炉衬之间的隔热物质或是黏结物质。

1、炉喉:钢砖或水冷钢砖。

主要承受人炉料的冲击和磨损，（一种圆弧形的低合金类钢铸件）2、炉身上部。

高致密度粘土砖、高致密度的三等高铝砖或磷酸浸渍的粘土砖。

吸碳反应2CO2→CO+C易发生的地区，而且碱金属、锌蒸汽的侵蚀也在这个地区发生，再加上下降炉料和上升煤气流的冲刷和磨损。

因此应选用抗化学侵蚀和耐磨性好的耐火材料，.3、炉身中下部和炉腰。

大高炉选用性能良好但价格昂贵的碳化硅砖（氮化硅结合、自结合、塞隆结合），1000m3及其以下高炉都采用铝碳砖等。

破损的主要机理是热震剥落，高温煤气冲刷，碱金属、锌和析碳的作用，以及初渣的化学侵蚀。

砖衬应选用抗热震、耐初渣侵蚀和防冲刷的耐火材料。

｛热震：材料在温度急剧变化下抵抗损伤｝.4、炉腹。

例如高铝砖、铝碳砖等。

5、炉底、炉缸结构A大块炭砖砌筑，炉底设陶瓷垫｛陶瓷垫：一般采用合成莫来石、刚玉砖等耐火材料，均在耐火材料生产厂进行预组装。

天津高炉本体耐火材料拆除方案

天管高炉本体炉衬拆除施工方案一冶工业炉2009年5月29日目录1、编制依据2、工程概况3、拆除前的准备工作4、拆除要点5、劳动组织6、施工进度计划7、主要施工机具8、保证安全、环保及职业健康措施1．编制依据1.1该高炉原施工图纸。

1.2通过项目现场勘探和了解现场周边环境条件情况后掌握的各项数据。

1.3我公司以往承建同类型工程的施工技术和施工经验。

2．工程概况：该高炉决定于2009年进行大修改造。

我公司的主要施工任务有：拆除高炉本体耐材内衬，拆除炉内炉料、残渣、残铁；拆除炉底、炉缸炭砖炭料。

各部位的主要实物量：炉内炉料、残渣、残铁：1500t炉底、炉缸炭砖炭料：1000t该工程工期短，拆除及安装施工仅3个月左右，涉及各专业较多，交叉作业环境复杂，施工技术要求高，所以施工组织必须严密科学，须合理调配人员、机具、材料、施工平面等，方能保证工程顺利进行。

3．拆除前的准备工作3.1停炉：炼铁厂在停炉时，将料线降低到最低限度，要求将残铁、残渣尽量放干净。

3.2凉炉：停炉后应充分打水，炉内温度不超过40℃，铁口出水湿度不超过50℃，炉内煤气含量不超过允许范围。

3.3各种介质的管道与该高炉连通处必须经过确认封堵死，不会向外窜气、漏水等。

3.4高炉拆除所需要各种工机具必须在开始上场拆除之前落实到位。

所需的施工用电源、水源需要落实到位。

各种所需用电设备试运转正常。

进出道路平整畅通，路面需压实，保证行车安全。

通道上的障碍物必须及时清除到位。

3.5汽车、火车运输废渣双方需要协商配合好，每班项目部有专人联系调度。

3.6各种安全措施检查经过确认认可，并达到相关安全规范要求。

3.7所需各种机械设备停炉前运至施工现场。

4、拆除要点4.1考虑到工期比较紧张，炉喉、炉身、炉腰部位的拆除，主要以结构专业为主，冷却壁上的镶砖及挂渣随冷却壁和炉壳一起吊走。

4.2炉内残余炉料、残渣及残铁的拆除炉腹矿石及煤粉等残余炉料，炉缸铁渣等散状物用人工铲至出铁场。

高炉本体耐材

高炉本体耐火材料1、高炉内型简介高炉炉体自上而下依次为：炉吼：<400 ℃炉身：400-1100 ℃炉腰：1100-1200 ℃炉腹：1200-1450 ℃炉缸、炉底：1450-1600℃2、炉料在炉内分布主要特征：焦与矿交替分布层状，皆为固体状态主要反应：矿石间接还原，硫酸盐分解。

主要特征：矿石呈软熔状，对煤气阻力大。

主要反应：矿石的直接还原、渗碳和交谈的气化反应主要特征：焦炭下降，其间夹杂渣铁液滴。

主要反应：非铁元素还原、脱硫、渗碳、焦炭的气化反应主要特征：焦炭作回旋运动。

主要反应：鼓风中的氧和蒸汽与焦炭及喷入的辅助燃料发生燃烧反应。

主要特征：渣铁相对静止，并暂存于此。

主要反应：最终的渣铁反应。

固相区（块状带）：固体料软熔前所分布的区域。

软融区（软融带）：炉料从开始软化到融化所占的区域。

滴落区（低落带）：渣铁全部融化低落，穿过焦炭层下到炉缸的区域。

回旋区（燃烧带）：风口前燃料燃烧的区域。

炉缸区（渣铁带）：形成最终渣、铁的区域。

3高炉用耐火材料，必须对炉内的反应保持物理和化学上的稳定，应达到以下要求：（1）在高温下不软化、不熔化、不挥发；（2）应具有能在高温、高压条件下保持炉体结构完整的强度；（3）耐热冲击，耐磨损；（4）具有对铁水、炉渣和炉内煤气等的化学稳定性；（5）具有适当的导热率，同时又不影响冷却效果。

砌筑的炉衬材料应该具有较低的气孔率，较高的机械强度，能够抵抗炉料和上升气流的磨损，同时还应具有良好的抗碱金属侵蚀性，并且要求材料中的氧化铁含量要低，避免与上升的C O发生氧化还原反应。

4、炉身上部和中部用耐火材料侵蚀原因及对耐材的基本性能要求选用耐火材料：粘土砖、硅线石砖、致密粘土砖、高铝砖等。

5、炉身下部、炉腰用耐火材料从炉身下部到炉腰的砖衬，既受下降炉料和上升高温高压煤气的磨损以及温度变化引起的热冲击，又受高 FeO 高碱度初渣的化学侵蚀，更为严重的是碱金属和锌蒸汽造成的碳素沉积和化学反应，使耐火砖组织脆化，失去强度。