炼铁高炉常用的耐火材料

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：

粘土耐火砖

高铝砖

B碳质耐火材料

碳砖

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

d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。

浇注料

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}

高铝砖

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,

刚玉莫来石砖

B热压小块炭砖，炉底设陶瓷垫——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。

{莫来石：指的是一系列由铝硅酸盐组成的矿物统称，值得一提的是SiO2-Al2O3系是陶瓷中最重要的二元系)

(1)高铝砖(铜冷却壁镶砖)

(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)刚玉莫来石陶瓷垫理化指标

耐火材料的气孔与气孔率

气孔率是耐火制品所含气孔体积与制品总体枳的百分比。若气孔体积中包含各种气孔时，则此种气孔体积与材料欲体积之比称为总气孔率或称真气孔率;封闭气孔体积与地体积之比称为封闭气孔率;开口气孔(包括贯通气孔)体积与总体积之比称为显气孔率,也称开口气孔率。通常气孔率以百分率表示。

耐火材料的密度

是指材料的质量与其体积之比,当计量的体积包含的气孔类型不同时,则可分为体积密度、视密度和真密度。

格子砖

(1)体积密度。体积密度是单位体积(包括全部气孔体积)耐火制品的质量。它表征耐火材料的致密程度,体积密度高的制品.其气孔率小，强度、抗渣性、高温荷重软化温度等一系列性能好。

(2)视密度。又称表观密度，指材料的质量与其含材料的实体积和封闭气孔体积之和的体积之比，

(3)真密度。其密度是指不包括气孔在内的单位体积耐火材料的质量。当材料的化学组成一定时，由真密度可判断其中的主要矿物组成。

耐火材料的热膨胀性

耐火材料的热膨胀性是指其体积或长度随着温度升高而增大的物理性质，主要取决于其化学矿物组成和所受的温度。

耐火制品的热膨胀性可用线膨胀率或体积膨胀率表示，也可用线膨胀系数或体膨胀系数来表示。

耐火球

吸水率

是耐火材料全部开口气孔吸满水的质量与干燥试样的质量之比。

透气度

是耐火材料允许气体在压差下通过的性能。透气度还随着气体温度的升高而降低。

耐火材料的热膨胀性

是指其体积或长度随着温度升高而增大的物理性质,主要取决于其化学矿物组成和所受的温度。热膨胀性是耐火材料使用时应考虑的重要性能之一。炉窑在常温下砌筑，而在高温下使用时炉体要膨胀,为抵消热膨胀造成的应力，需预留膨胀缝

耐火材料的热导率

热导率(又称导热系数)是表征耐火材料导热特性的一个物理指标，是指单位温度梯度下(每米长度温度升高1T),单位时间内通过单位面积的热量,

耐火材料的比热容

是指1kg材料温度升高1摄氏度勾所吸收的热量，常温耐压强度是指常温下材料单位面积所能承受的最大压力

高温耐压强度是指材料在高于1000℃-1200℃的高温热态下单位面积所能承受的最大压力

耐火材料的弹性模量

耐火材料受外力作用产生变形，在弹性极限内应力与应变成比例，此比值称为弹性模量。它表示材料发生单位应变时所产生的应力，也可认为是材料抵抗变形的能力。

耐火度

耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性能叫耐火度。

抗热震性

耐火材料抵抗温度急剧变化而不破裂或剥轄的能力称为抗热震性，也称热震稳定性或温度急变抵抗性。

高温荷重变形温度

耐火材料在常温下的耐压强度很高，但在高温下发生软化变形，耐压强度也就显著降低。般用高温荷重变形温度来评定耐火材料的高温结构强度。所谓高温荷重变形温度就是耐火材料受压发生一定变形量和坍塌时的温度。

抗渣性

耐火材料在高温下抵抗熔渣侵蚀的能力。熔渣侵蚀破坏耐火材料的机理十分复杂，一般包括有浸透、溶解和熔体冲刷等物理化学作用。抗渣性的表示方法可用熔渣侵蚀量mm或%表示。

硅砖

硅砖系指SiO 2含量在93%以上、用以SiO2为主要成分的硅石作原料、加少量矿化剂,高温烧成的一种耐火材料。

硅酸铝质耐火材料是由 ALzo:和SiO,为基本化学组成的耐火材料。根据制品的AL-o:含量不同可分为三大类：

(1)半硅质耐火材料：ALz0:含量为15%~30%;

(2)黏土质耐火材料：Alz0:含量为30%-46%;

(3)高铝质耐火材料:AL,O3,含量为大于46%,根据我国原料组成待点,一般大于48%。对Al2O3含量大于90%的高铝质制品又称为刚玉质耐火材料。

硅莫砖

半硅质耐火材料

半硅质耐火材料是指SiO,含量大于65%,Al2O3,含量为15%~30%的半酸性耐火材料,也称为半硅砖。

制造半硅砖用的原料是含有天然石英的A1203含量低的硅质黏土或原生高岭土,以及高岭土选矿时所得到的尾矿。

高铝质耐火材料

高铝砖是以矾土熟料配一定数量结合黏土制成的Al,0;含量大于48%的硅酸铝质耐火材料。通常按照ALz0:含量将高铝质制品分为三类：I等(A1O:含量>75%)、II等(A1/O:含量65%~75%)和IⅢI等(A1,0:含量48%~65%)。也可根据其矿物组成分为低莫来石质(包括硅线石质)、莫来石质、莫来石·刚玉质、刚玉-莫来石质和刚玉质五类。

铝碳质制品

铝碳质制品是用高铝质熟料掺加一定数量的炭素材料制成的。

含碳质耐火材料

轻质保温砖

是指由碳或碳化物为主要组成的耐火材料。

高炉用炭砖

超微孔炭砖

超微孔炭砖是以高温电煅无烟煤为主要原料,加入多种添加剂,以沥青为粘结剂,成型后经高温焙烧,精加工而成。它的主要性能具有较高的导热系数,有较高的微孔指标和透气性指标,可降低高炉炉体侵蚀速度,有效的防止铁水渗透侵蚀。超微孔炭砖可以满足在大型高炉炉缸使用的需求

流钢砖

微孔炭砖

微孔炭砖是以高温电煅无烟煤为主要原料,加入少量添加剂,以中温沥青为粘结剂,成型后经高温焙烧,精加工而成。它的主要性能具有较好的微孔性和透气性,抗铁水侵蚀性能好，适用于高炉炉缸部位

半石墨质炭砖

半石墨质炭砖是以高温电煅无烟煤为主要原料,以中温沥青为粘结剂,成型后经高温焙烧,精加工而成。主要是具有一定的导热系数,抗碱性优良。经济实用,满足高炉的基本需求,主要适用于高炉炉底部位

超高导石墨砖

超高导石墨砖是以低灰分的优质石油焦为主要原料,以沥青为粘结剂,成型后经焙烧、浸渍、石墨化,精加工而成。超高导石墨砖具有很高的导热系数,热传导性能好,对加强炉底冷却,降低炉底温度,减缓炉底侵蚀,更加有效,适用于高炉炉底及炉腹部位

高导热炭砖

高导热炭砖是以高导热性石墨材料作为主要原料,加入半石墨质材料,以沥青为粘结剂,成型后经高温焙烧,精加工而成。它的主要性能是具有较高的导热系数,热传导性能好,主要适用于高炉炉底部位