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、高炉炉衬用耐火材料的使用条件：

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CO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。

侵蚀原因及对耐材的基本性能要求

使用材料：碳化硅砖、铝碳砖等

6、炉腹用耐火材料

侵蚀原因及对耐材的基本性能要求

炉腹处砌砖在冷却壁的冷却作用下，可以形成渣皮，起保护作用。选用耐火材料：

铝碳砖、半石墨碳-碳化硅砖、热压小块碳砖、Si3N4结合SiC砖等。

7、炉缸、炉底用耐火材料

侵蚀原因及对耐材的基本性能要求

炉缸侧壁砌体出铁口以上受到铁渣的侵蚀作用，出铁口以下为“死铁层”，长期受铁水浸泡，在炉缸侧壁与炉底的交界处受到铁水环流的冲刷作用。因此要求砌体具有良好的抗铁渣、铁水侵蚀能力和抗机械冲刷能力。

目前国内大、中型高炉炉缸、炉底大多采用碳砖和碳砖-陶瓷杯负荷炉缸两种。

陶瓷杯是指在炉底碳砖的基础上铺砌一层莫来石砖后再铺一层粘土砖，或铺砌两层莫来石砖，炉缸内砌筑刚玉质大型预制块（全杯）；或只在炉缸交接处拐角砌一段粘土砖（小杯）。

陶瓷杯对炉缸的作用：

（1）减少了铁水渗入；因为1150℃的等温线非常接近工作热面，因而材料性能受渗入铁水的影响较小；

（2）因为陶瓷材料里的等温线分布非常紧密，因而由于热面的各种磨损（机械磨蚀、化学侵蚀、碱侵蚀等）所导致的1150℃等温线的位移距离收到了制约。

8、高炉本体耐材配置

9、材料用量及性能表（1780m³高炉）

（1）镶磷酸盐浸渍粘土砖（第13段冷却壁）

（2）嵌氧化硅结合碳化硅砖（10-12段冷却壁）

（3）微孔铝碳砖性能要求（6-9段同冷却壁）

（4）碳化硅捣打料指标（冷却壁之间缝隙）

（5）粘土质浇注料指标（炉喉钢砖内部空心区和倒扣冷却壁与炉壳之间）

（6）非水系压入泥浆指标（冷却壁与炉壳之间缝隙）

（7）炉体喷涂料性能（炉身喷涂）

（8）炉顶喷涂料（炉顶封头）

（9）高铝砖（铜冷却壁镶砖）

（10）碳素捣料（BFD-S10）（炉底碳砖找平层，碳砖与陶瓷杯之间缝隙）

（11）刚玉浇注料理化指标（风口组合砖之间缝隙）

（12）低水泥刚玉质捣打料（碳砖缝隙，碳砖与铁口组合砖、冷却壁之间缝隙）

（13）刚玉磷酸盐泥浆理化指标

（14）刚玉莫来石陶瓷垫理化指标

（15）小块陶瓷材料指标

（16）耐火缓冲泥浆（HCN-177L）理化性能指标

（17）碳素捣料（BFD-S9）（风口组合砖与冷却壁之间缝隙）

（18）超微孔碳砖（炉底第5层）

（19）微孔碳砖（炉底第3、4层）

（20）石墨炭块（炉底第1层）

（21）半石墨炭块（炉底第2层）