钢铁冶炼会用到哪些耐火材料？

 

钢铁业耐火材料的主要种类及用途

转炉用的耐火材料

就转炉炼钢而言，采用水冷工艺和悬吊系统分别在转炉炉壳上锥体部分和下筒体两个部分，减少了炉体变形，延长了炉衬寿命，提高了转炉生产效率。这几种新工艺的应用对耐火材料的使用有一定的影响。使转炉炉龄提高到平均4000多炉，加上喷补、高石灰和白云石的应用，以及溅渣护炉技术的应用。它应该成为耐火材料生产商关注的发展方向。

鼓风炉耐火材料。

目前，随着高炉瓷杯技术的普及，但需要高耐腐蚀耐火材料的应用来保证其使用寿命。除设计上的改变外，还对耐火材料进行了很大改变，比如用碳素砖取代了以往使用的碳素砖来减少铁水的渗透性。使用过的粘土砖为原料，可以更好地满足使用铁口炮泥的需要。高炉底板补料采用注浆方法，能有效地防止反衬里热流的冲刷，从而提高高炉炉衬的使用寿命。

用于连续铸造的水口。

随着连续铸造技术的发展，中间包已经从以往的中间站转变为目前影响铸钢质量、提高生产率的冶金容器。于是，越来越多的功能材料应用于中间包，如挡渣堰、冲板、过滤器、吹氩透气塞等。

浸水作为连铸用一种重要的功能性耐火材料，对其进行了深入的研究，主要集中在两个方面，一是提高渣线部位抗侵蚀性，二是降低内壁Al2O3附着。把ZrO2含量提高至88%，加佳化粒径分布的措施可降低制品热膨胀率和气孔率，提高致密度改善抗渣侵蚀性。

此外，要密切关注用电行业的技术发展，比如近年来兴起的直接还原铁，以及直流电弧炉炼钢等新工艺对耐火材料提出的新要求。

 

耐火材料可作为高炉、BOF、EAF等基本材料，也可作为钢包和流槽存储、转移金属和炉渣。所以，耐火材料通常要能承受1700℃(3090F)以上的温度。在炼钢过程中，耐火材料对产品质量和能源消耗有影响。根据使用寿命和成本来选择耐火材料。

 

碱式耐火材料碱法炼钢的主要方法是镁基材料，包括天然镁砂、水镁石、自云石等。由海水制成的高密度人造氧化镁，纯度(质量分数)可达95%到99%。自然镁砂是以氢氧化物或碳酸盐的形式存在。二重碳酸盐(CaCO3·MgCO3)在自然界广泛存在。任何含夹杂程度低的高密度材料均需经过高温锻烧(窑内燃烧使碳酸盐融化)。铬镁尖晶石一般与氧化镁混合使用，不燃。

酸碱耐火硅耐火材料分为酸类材料，选自石英砂，砂石或凯英石等原料。电熔化可以得到特殊的熔化硅或者稳定的二氧化锆耐火材料。此外，还常用一些耐火粘土，水合硅酸铝和高岭土耐火砖等。抗火粘土具有塑性，可以用作密封剂和灰浆。

其它耐火材料高铝质耐火砖经常作为高温耐火材料使用，如高铝硅或纯烧结氧化铝。炉壁广泛使用以石油焦、铸焦、无烟煤为原料的碳砖及坯料。SiO2和SiO2是通过混合焦炭和硅粉的高温烘焙而成，通常与其它耐火材料分开使用。

 

铝硅材料例如粘土砖、高铝砖、半硅砖、刚玉砖等。这类物质包括氧化铝和氧化硅，通常根据产品中氧化铝和氧化硅的含量来分类：氧化铝是非常低的，硅氧烷大于93%时，是硅砖等硅产品，当氧化铝含量超过90%时为刚玉材料，普通热电偶保护管就是这类材料产品。

一般而言，作为一种耐火材料，它需要能承受大范围的温度和温度突变，以适应急热和急冷性。同时也需要耐熔化金属、炉渣、工艺以及烟气废气产生的微小压力，冲刷力和腐蚀。另外，根据需要，耐火材料还需要有绝缘、吸热或热传导的功能。介绍耐火材料的化学、物理性能及各种反应炉衬材料的选用。

 

耐火材料与熔化钢之间的相互作用大致包括以下几个方面：

(1)耐火砖腐蚀后结构松弛，在熔融钢冲刷作用下卷入熔融钢，形成非金属夹杂。这个夹杂尺寸较大，属外来夹杂。

(2)耐火砖的组分直接溶于钢液中，增加了钢液中的非铁元素，如氧。钢液中的非铁元素在一定条件下会发生反应，形成夹杂。这类夹杂是熔融钢中产生的，属于自生夹杂。这类夹杂通常都是小号。

(3)耐火砖可用于高温。温度高时，砖内部或多或少有液相。所形成的液体由耐火砖粒子包围。与此同时，液相会与钢液中产生的氧化物(如氧化铁)发生反应，在耐火砖与熔钢之间形成液相隔离层，使熔化金属与耐火材料隔开，阻止耐火砖直接溶入熔化金属。这一反应层应用于耐火砖和气孔内气体与熔化金属间的反应。不同于液体层的熔化金属结构。前一种为金属结构，后一种离子型结构，无法溶解。离子电荷的变化须伴有相互影响。

 

炼钢耐火砖

耐火材料的主要成分和技术指标(或特性)命名。用拼音文字命名的首字母作为商标标识。例如Al2O3含量超过75%的炼钢电炉顶部采用高铝质耐火砖，命名为(铝)175。商标书写(DL)175；命名为(SiO2含量超过95%的炼钢平炉)的硅砖(LiO2)-95商标标书(PG)195;Al2O3含量超过40%的粘土耐火泥命名为(粘粉)140，标牌(NF)140;Al2O3含量超过42%的高炉所用粘土砖命名为(高粘度)-42。该牌号为GN-42、Al2O3含量超过38%的热风炉用粘土耐火砖。