高炉用耐火材料及筑炉耐火砖规格要求

 

高炉用耐火材料的磨损对高炉炉龄有决定性作用。高炉炉役期间，可以在生产时，对炉衬材料进行几次维修。然而，炉膛区的修理工作需要停止生产。因此，高炉炉膛是非常关 键的部分。

高炉炉龄不仅取决于耐火材料及其性能，还取决于设计标准(冷却设备设计，电气机械设计)和操作标准。所以，规定了碳块的要求。

高炉用耐火材料的磨损决定高炉炉龄。由于在高炉上部区已制定了现代修补技术，只有风口以下接触炉渣和铁水的下炉膛和炉底区在中间不能进行修补。因此，这个区的炉衬需要高质量炉衬材料。重要的磨 损参数之一是铁水阻力，本文解释了标准和微气孔碳的测量。另外，比较了微气孔族中的不同材料。

一、热化学磨损

所有磨损机理都是联合起作 用的。为更好地理解，下面分别说明不同的磨损机理——

(1)铁水中碳溶解造成的磨损

这是难熔碳的溶解，在高炉下部不同温度和流动条件下碳块中的碳溶解在铁水 中，类似于炉料中焦炭溶解。

(2)铁水渗透造成的磨损

这个渗透过程更适宜在高炉下部铁水池的高铁水静压力下进行。由于碳块的多孔性，初溶解后开始渗透，同 时材料性能开始变化。在铁渗透后，织构破裂，线裂纹形成。连同铁水的侵蚀和温度变化，导致碳块碎裂。在有碱金属和锌的情况下，它促使脆层形成。

(3)碱金属循环 造成的磨损

碱金属以氧化物和硫酸盐形式与炉料、焦炭一起进入高炉，并发生反应。它们在三个可能的反应中产生碳料：

渗透的碱金属氧化;

把碱金属蒸汽添 入碳结构，导致局部容积增加;

碱金属与添加剂或杂质在炉衬中产生反应。

(4)氧化造成的磨损

立式冷却壁漏水或有缺陷的风口会出现碳衬氧化。来自冷却系 统的热鼓风或水蒸汽能导致多孔粘结基体加速磨损。因此，碳的耐磨组分将溶解，并受到铁水冲洗。

(5)CO分解造成的磨损

按照布氏反应，另一个磨损因素与CO分解 有关。在一定的温度条件下，将出现碳沉积，并由此造成裂纹。

二、热机械磨损

(1)热应力造成的磨损

热面处的炉衬暴露于高温之下，温 度达到1150℃。这个区的磨损受到温度分布和合成压缩应力控制，它取决于炉衬的机械物理性能。要是达到临界压缩应力值，可能出现裂纹和漏出。

(2)侵蚀造成的磨损

循环铁水侵蚀炉膛侧壁。此时，出铁方法对循环有很大影响。不同的磨损外形是从“死铁”的不同状态中生成的。

由热应力和侵蚀造成的磨损是借助数学摸型使用计 算机进行研究的领域。这些模型按铁水温度和流动，确定在不同条件下炉衬厚度的实际状况。

三、对高炉炉膛炉衬的要求

如果考虑高炉下部所有 的影响和相互作用，那么铁水阻力是重要的条件。

按照试验结果，导热性，>15W/mK时，适合于减少碱侵蚀，并改善耐热冲击性。通过对炉膛的充分冷却，绝热“结壳 ”可以冻结在一般有低导热性的侧壁炉衬上。碳块生产者的挑战是平衡与石墨含量紧密有关的导热性和铁水阻力之间的矛盾。自然界的石墨在铁水中容易溶解。根据试验标准 12987可以对导热性进行测量，生产结束时，碳块生产者可以直接测量导热性、相应的性能，还可以测试铁水阻力，但试验方法不是标准化的。

筑炉耐火砖规格

筑炉耐火砖规格、耐火砖形状的选择及其尺寸的设计，主要决定于所砌筑的工业炉窑等热工设备内衬的设计。耐火砖形状与尺寸须尽可能地满足炉窑耐火砌 砖的需要，既保证砌筑操作方便，又保证砌筑热工设备的使用性能（如密封性、隔热性、砌砖等级及使用寿命等）。

炉窑设计单位在进行炉 衬耐火砌砖设计时，首先要设计耐火砖尺寸或直接选用标准尺寸的耐火砖，这项工作由时有炉窑所在单位承担，有时直接由筑炉施工单位或炉窑检修单位承担。不论炉窑设计单位或 是炉窑修建单位所设计的具有一定尺寸的耐火砖，除要满足筑炉操作及使用寿命外，还须考虑到耐火材料厂制造这种耐火砖时是否方便，以及这种砖在成型、装砖及烧成等主要生 产工序上的合格率及终成品率是否高。

既方便操作筑炉操作，又方便耐火材料厂制造的耐火砖的型号是很多的，如果每个拥有炉窑及其热 工设备的单位都各自的定制并设计合乎自己要求的耐火砖，那么不用说全国，就是一个耐火材料厂所接受并生产的同一用途的砖的型号将多到惊人的程度。耐火砖型号过多并不方便 ，不耐火材料厂多余的准备了大量的制砖模具。而且给耐火砖厂际间的互调、管理及计算都带来了很大的困难。因此在设计耐火砖尺寸时，要考虑到它的通用化系列化及标准化。

炉窑设计、耐火砖的订货及筑炉单位的施工准备，都要进行所用各自耐火砖数量的计算。这种计算的方便性及准确性。直接取决于耐火砖尺 寸的合理性。

每种耐火砖的尺寸，从表面上看来似乎非常简单，但各有其内在规律性，它体现一个筑炉、耐火砖生产与设计的综合水平 。例如，砖成型压筑方向的尺寸（厚度），一般可体现压砖机的能力；耐火砖的尺寸系列与炉窑设计的关系是非常密切的，炉窑砌砖的高度应是砖厚度（包括砖缝）的整数倍，炉窑 砖墙厚度应有耐火砖尺寸系列（长或宽）决定；耐火砖本身的尺寸决定了它的参数。

为了建立耐火砖尺寸系列，制定耐火砖尺寸的标准及建 立耐火砖尺寸设计的一般规则，应从理论与实践上探索耐火砖尺寸设计与耐火砌砖计算方法的规律。

随着辐射形耐火砌砖的进一步发展，对 两种楔形砖配合砌筑的辐射形砌砖的“一块楔形砖半径变化量”的概念及计算进行了研究，已从理论及实践上证实了“一块楔形砖半径变化量为定值”、导出了计算公式，并在此基 础上找到了楔形砖间尺寸关系的规律。根据楔形砖间尺寸关系的变化规律，制订了并经审定已发布了我国【镁砖及镁硅砖形状及尺寸】、【平炉用铝镁砖形状及尺寸】、【高炉与热 风炉用砖形状及尺寸】和【通用耐火砖形状及尺寸】标准；导出了两种楔形砖配比的新的计算式，并编制了供查用的我国各种楔形砖相互配砌砖的计算表格。

国外耐火材料界非常重视筑炉，有的甚至将耐火材料与筑炉相结合。日本【耐火物】期刊经常报道“筑炉讨论会”的消息及内容。日本名著【耐火物与筑炉工学 】将两者写在一起，苏联的耐火材料书籍中，开辟章节论述辐射形耐火砌砖。我国同大多数一样，越来越重视耐火材料与筑炉业的结合。

绝大多数工业炉用耐火材料及隔热材料构筑而成。

A 耐火材料品种诜择

选用原则：

①所选耐火材料应能满足炉内技术条件(护温高低、炉温波动、炉渣侵蚀与机械冲击等)，保证有足够使用寿命。

②不同部位选用不同耐火材料，即宜设计混合炉射。例如熔铝反射炉，熔池液面以上选价廉的粘土砖可满足技术要求，液面以下因铝液对粘 土砖有侵蚀，宜使用高铝耐火砖。

③热损失小。加热炉与热处理炉尽可能选用轻质砖、超轻质砖及耐火纤维等轻质耐火材料，以降低蓄热与 导热损失。

④耐火材料价格适当。

炉内用哪种耐火砖

需综合考虑应满足炉温条件、陶瓷纤维材料的使用条件、炉子的操作气氛，炉内炉气正负压等各方面的因素。同种陶瓷纤维材料，由于使用条件（炉子热源种类、炉内气体成份及流速、炉子运行制度）不同，其使用温度亦不相同。

耐火材料出现开裂、脱落、易磨损怎么办？想要解决问题，需要从根源挖掘，分析出真正的原因，荣盛耐材从事耐材生产、研发服务多年，能解决高温窑炉内衬的各种疑难问题，欢迎广大新老朋友咨询及技术交流。