高炉耐火砖

　　高炉用耐火砖主要有黏土砖、高铝砖、刚玉砖等。

　　黏土砖和高铝砖具有较好的机械强度，耐磨性和抗渣性均好，成本较低，普遍用于高炉的各个部位。高炉用黏土砖和高铝砖要求具备如下性能：

　　(1) 化学成分中氧化铝含量高而氧化铁含量低。氧化铝含量高保证黏土质耐火材料具备较高耐火度;由于氧化铁与一氧化碳相互作用生成海绵铁和石墨碳沉积，劣化衬料组织而破坏炉衬，为此标准和行业标准中对这两项指标有严格要求。

　　(2) 耐火度和荷重软化要求高。

　　(3) 重烧收缩率要小。它是表征材料升到高温后产生裂纹可能性的大小。

　　(4) 气孔率要低，可抑制石墨和锌沉积砖衬中，延长其使用寿命。

　　炉冶炼是高温下复杂的物理化学过程，炉衬被破坏到一定程度，需要中修或大修，停炉大修是高炉一代寿命的终止。炉衬破坏机理归纳为如下几方面：

　　1、高温渣铁的渗透与侵蚀

　　在炉腰及炉腹部位形成熔融的铁渣，向下流动进入炉缸，渣中的FeO、 MnO、CaO与砖中的SiO2相互作用，形成低熔点的化合物，使得砖衬表面软熔。炉腹部位特别严重，开炉不久就被侵蚀完毕，仅靠冷却壁上渣皮在工作。

　　液态铁、重金属及碱金属的渗透，是炉缸炉底周围破损的主要原因，铁水沿砌体缝隙和气孔渗透到砌体内部凝固并析出石墨，体积膨胀，进而扩大裂缝使砖衬脱落或漂浮。

　　2、 高温和热震破损

　　冶炼过程中，炉内温度经常波动。当温度梯度产生的热应力超过砖衬的限，砖就开裂。实践表明，炉体中下部砖衬就有裂纹并产生脱落。一般热应力使得砖衬内平行于工作表面的50~ 100 mm深处产生裂纹，裂纹相互贯穿后出现大面积脱落。

　　3、炉料和煤气流的摩擦冲刷及煤气炭素沉积的破坏作用

　　高炉内煤气实际流速可达到15〜20 m/s，且携带大粉尘，上升煤气流对炉衬产生巨大冲刷磨损作用。炉腰部位折角处磨损尤为严重。炉身中上部炉料较为坚硬，具有棱角，下降炉料的摩擦是砖衬破坏的重要原因。上升的煤气中含有25%左右的CO，进人砖衬气孔和裂缝中的CO在400〜800℃分解产生炭素沉积，与耐火材料中的Fe2O3作用，使之还原为单质Fe，而单质Fe是CO分解的催化剂，加速炭素的沉积。随着沉积碳所发生的晶型转变而附带产生的体积变化，砖衬组织松弛，强度下降，以至龟裂破坏。该破坏作用在炉衬的炉腰和炉身中下部较为严重。

　　4、碱金属和其他有害元素的破坏作用

　　炉料中的碱金属和锌，在高温作用下沉积到炉料上再循环，部分沉积在炉衬上，其余随炉气被排出。这些氧化物与炉衬中氧化铝和氧化硅反应形成低熔点的铝硅酸盐，使得炉衬软熔并被冲刷损坏;碱金属与炽热的焦炭发生反应，生成氰化物并同水蒸气和CO2反应生成氰化氢。氰化氢渗入砖衬内分解产生碳沉积，对炉衬起破坏作用。

　　综上所述，高炉内任何部位的破坏，都适多种破坏机理的交替综合作用的结果。高炉寿命是炉型设计、炉衬结构及材质、高炉冷却设备与工艺制度、冶炼条件等因素的综合作用的结果。