在2021年4月1日星期四保温材料生产厂家对高炉炉缸耐火材料的使用现状
随着中国高炉向大型化、高效化的方向开展，高炉短命已成为炼铁工序的重要技术特征。但目前中国高炉寿命普遍低于国外高炉寿命，国外高炉寿命普遍在15 年以上，而中国高炉寿命普遍在10年左右。近几年来，高炉短命成为炼铁工作者的研讨重点之一。
高炉短命技术是一项触及炉型设计、操作制度、冷却制度、耐火材料质量等方面的综合技术。近年来，随着炼铁技术的开展，高炉的利用系数不时进步，对高炉的耐火材料和冷却系统就提出了更高的要求。铜冷却壁的使用保证了炉腹以上部位的安全性，限制高炉短命的环节转移至炉缸炉底的寿命。近几年高炉炉缸烧穿事故时有发生，形成了严重的经济损失，不合理的炉缸炉底构造是形成短命和烧穿事故的缘由之一。因而，高炉炉缸选用适宜的耐火材料十分重要。
目前，高炉炉缸部位采用的耐火材料次要包括3种：轻质保温砖以碳素为基质的炭砖;以氧化铝为基质的刚玉质砖;碳素和氧化铝适当比例复合的碳复合材料。
1 炭砖
炭砖的品种很多，按石墨化水平、焙烧制度、添加剂品种等可分为高密度炭砖、微孔炭砖、超微孔炭砖、半石墨质块、石墨质块、低温模压炭块、自焙炭砖等。炭砖的优势在于其高导热性，热导率普通在10 W/(m·K)以上。炭砖炉缸构造表现了“传热学” 在高炉冷却系统中的使用，应用炭砖的高热导率将热量传递给冷却系统，从而完成降低炭砖热面温度，并在炭砖和铁水间构成保护层，到达维护炉缸内壁的目的。
实践消费中，高炉开炉初期无法迅速构成保护层，炭砖直接接触低温铁水，腐蚀猛烈。高炉运转中，也常常由于操作、原料发生变化，保护层不能波动存在。一旦保护层消逝，便减速炭砖腐蚀。
国外局部炭砖的性能指标见表1[7]。从国外高炉使用状况来看，萨尔茨吉特、内陆钢、HKM、劳塔鲁基、希德马、塔塔克鲁斯和ROGESA等高炉炉缸侧壁都运用了微孔炭砖。塔塔克鲁斯艾莫伊登倾向运用石墨和半石墨块，缘由在于其拥有丰厚的炉皮喷水冷却经历，借助石墨良好的导热才能使铁水凝结。萨尔茨吉特B高炉新一炉役炉缸采用高导热薄壁构造，炉底石墨层上部运用大块炭砖，大块炭砖的优势在于可以增加接缝处置，弹性模量较低。中国武钢5 号高炉、宝钢1 号和2 号高炉采用过日本的BC-7S和法国的AM-102炭砖，寿命都到达了10年以上。
表1 国外几种炭砖的理化性能
2 刚玉质砖
刚玉质砖以氧化铝为基质，添加大批添加剂，应用氧化铝的抗铁水溶蚀性，进步了砖衬抵挡低温铁水的才能。目前，刚玉质砖的使用次要是以陶瓷杯的方式与炭砖搭配运用。陶瓷杯构造是指在高炉炉缸炭砖内侧砌筑陶瓷材料，应用陶瓷材料的抗铁水溶蚀才能将炭砖和铁水隔开，减缓铁水对炉缸侧壁的腐蚀，将800 ℃等温线腐蚀线留在了陶瓷杯内，降低了碱金属对炭砖的腐蚀水平。
实践消费中，陶瓷杯构造也呈现了不足之处：(1)陶瓷杯仅在开炉之后起维护作用，待刚玉质砖被腐蚀殆尽之后，剩余的炭砖直接接触铁水，陶瓷实质上是延缓了腐蚀进度;(2)由于陶瓷杯的热导率较低、热阻大，使得炉缸部位的冷却系统难以发挥作用。
国内外局部陶瓷杯用刚玉质砖的性能指标见表2。从国外使用状况来看，山东耐火砖包括蒂森·克虏伯在内的不少国外厂家都选择了陶瓷杯。蒂森·克虏伯钢铁公司施韦尔根2号高炉大修时炉缸采用了陶瓷杯构造。侧壁陶瓷杯正常使用寿命为5～6年，要进一步延伸炉缸使用寿命，就要发扬冷却系统的作用。中国首钢1 号高炉是国际第1 座采用SAVOIE 公司陶瓷杯炉缸的高炉，效果较为分明。
表2 传统陶瓷杯耐火材料的理化性能
3 碳复合材料
碳复合材料是一种新型的炉缸耐火材料，以河南五耐集团研发的碳复合砖为例。碳复合砖合理地将碳组分引入到氧化铝中，停止陶瓷材料与碳素资料的复合。碳复合砖结合了炭砖和陶瓷杯的优点，应用炭组分在其外部构成了相似“导线”的构造，进步了热导率，同时具有了陶瓷材料的抗腐蚀功能。实践消费中，碳复合砖应用其高热导率在铁水与砖面接触面构成保护层，又应用其高抗侵蚀性保证了保护层不能波动存在时炉缸部位的平安。碳复合砖的性能指标见表3。
日本新日铁不断致力于此类复合材料的研发，1975 年所研发的CBD-1 就是在炭砖中引入了氧化铝，并在新日铁Ohita 厂2 号高炉使用，炉役到达了14 年。尔后，新日铁在此基础上，经过引入硅、钛等元素或改动黏结剂和碳素资料品种，研发了一系列高炉炉缸用耐火材料，其目的都是同时进步耐火材料的热导率和抗腐蚀功能。
综上所述，炭砖构造应用其高导热性能充分发挥了冷却系统的作用，但难抵挡低温铁水的溶蚀;陶瓷杯构造充分发挥其较高的抗侵蚀性，将炭砖与铁水隔离开来，却难以发扬冷却系统的作用;碳复合砖统筹了炭砖和陶瓷杯的优势，完成“自维护”和“他维护”结合，是新一代炉缸炉底耐火材料的开展方向。
表3 碳复合砖的理化性能
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