高炉热风炉用耐火材料课件

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高炉热风炉用耐火材料分析共25页文档

39、没有不老的誓言，没有不变的承诺，踏上旅途，义无反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识的人，决不会坚韧勤勉。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
高炉热风炉用耐火材料分析
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只在愚人的字典中找得到。--拿破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突破，不要嫉妒要欣赏，不要托延要积极，不要心动要行动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要素。(注意：传统观念认为勤奋和机会是成功的要素，但是经过统计学和成功人士的分析得出，乐观是成功的第三

耐火材料的生产过程概述课件

原料处理
对选定的原料进行破碎、筛分、干燥等预处理，以满足后续工艺的需求。
配料与混合
配料
根据产品配方，将各种原料按比例称重，准备混合。
混合
采用球磨、搅拌等工艺将各种原料充分混合均匀，确保产品的一致性。
成型
选择成型工艺
根据产品规格和形状要求，选择合适的成型工艺，如挤压、振动、压延等。
成型操作
将混合好的原料放入成型模具中，按照规定的工艺参数进行成型。
2
智能化耐火材料制备技术主要通过引入传感器、控制器和执行器等智能元件，实现生产过程中的自动化控制和智能化管理。
3
通过智能化制备技术，可以精确控制材料的成分、结构和性能，提高产品的质量和稳定性，同时降低能耗和减少环境污染。
06 案例分析
高炉用耐火材料的生产与应用
生产过程
选用优质原料，如高岭土、焦宝石等，经过破碎、混合、成型、烧成等工序制成。
耐火材料分类
根据化学性质可分为酸性、中性、碱性耐火材料；根据矿物组成可分为硅质、粘土质、高铝质、刚玉质和莫来石质等。
耐火材料的主要应用领域
01
02
03
04
钢铁工业
用于高炉、热风炉、加热炉、连铸机等设备。
有色金属工业
用于铜、铝、锌等冶炼炉和熔炼炉。
陶瓷和玻璃工业
用于烧成窑、熔融玻璃炉等设备。
物理性能测试
对耐火材料的抗压强度、抗折强度、热导率等物理性能进行测试。
化学性能测试
对耐火材料的化学成分、耐腐蚀性能等进行测试。
05 新型耐火材料的发展趋势
高性能复合耐火材料
高性能复合耐火材料是指通过在传统的耐火材料中添加高性能的复合材料，以提高其高温强度、耐磨性、耐腐蚀性和抗热震性等性能。

加热炉用耐火材料ppt课件

没有化学侵蚀。温度波动大，易产生热震。
多垛罩式退火炉
以宝钢罩式退火炉为例：退火时间为66~106h，随品种、规格及数量而定，最高退火温度750℃。
退火炉炉衬耐火材料种类
退火炉主要使用粘土砖、轻质粘土砖、高铝砖、硅藻土砖、烧嘴砖、泥浆、玻璃纤维板及陶瓷纤维等材料；
在某些温度急变的部位，如炉门口，用堇青石砖、碳化硅砖和刚玉砖等。
★炉衬一般用氧化铝含量为36~75%的铝硅系耐火材料。
本章主要知识点
轧钢用耐火材料
初轧厂的均热炉热轧厂的加热炉冷轧厂的罩式退火炉
基本要求:了解耐火材料在加热炉中的使用，掌握加热炉用耐火材料损坏的原因；
难点和重点: 加热炉用耐火材料的要求和性能.
思考题：1. 轧钢用加热炉主要有几种类型？ 2. 加热炉用耐火材料的主要材质有哪些，有些什么类型，分别用于什么部位？ 3. 加热炉用耐火材料的损坏原因是什么？
2、加热炉
加热炉是用来把初轧坯、连铸坯、小钢锭等进行加热到热轧所需的温度的热工设备。主要包括推钢式加热炉、步进式加热炉等。
步进式加热炉是连续式加热炉的一种形式。它的主要特征在于用步进式炉底（或步进梁）带动炉料在炉内向前运行，代替推钢机把炉料由后向前运行。
各部位的炉温基本恒定，可分为低温、中温、高温三个段带，分别为预热带、加热带和均热带，其温度分别为 800~900ºC、1150~1200ºC、1200~1300ºC。
了解轧钢及其工艺流程
1、均热炉soaking pit(furnace)
均热炉是轧钢厂用加热炉之一。由炉盖、炉墙、炉底和换热装置等部分组成。
均热炉的结构
均热炉作用
脱模后的热钢锭或冷钢锭垂直放在炉坑中，上加炉盖，将钢锭加热至轧制温度的工业炉。

热风炉耐火材料甘PPT资料全面版

2006年建成的首秦钢铁公司卡卢金热风炉
卡卢金热风炉用高铝、粘土质主要耐火材
料热风炉炉衬在高温区采用硅砖，中温及低温区采用低蠕变高铝及粘土砖；
但由于燃烧室与蓄热室处于不同一的温度环境，炉墙，尤其是燃烧室与蓄热室之间的隔墙产生不均匀膨胀，易造成扭曲变形损坏等事
故。
热风炉在使用过程中不断交错并联送风，加热时燃烧室温度很高，温度可达1500℃以上，从拱顶沿炉墙和格子砖向下，温度逐渐降低
挤压后耐火砖变形或迸裂，因此要求耐火砖高温体积温度，同时设计合理的膨胀缝非常重要。
带环形预燃室的热风炉是卡卢金设计的第一代顶燃式热风炉。第一座这种结构的热风炉（硅砖拱顶）建成于1982年（下塔吉尔钢铁厂1500 m³高炉）。热风炉在最高 1350 ºC条件下成功地进行了运行试验，在热风温度最高1220 ºC条件下运行更加可靠。该座顶燃式热风炉的大修期为30年，运行了27年状况依然良好。
顶燃式：燃烧室置于蓄热室的顶部，它兼有上述两种热风炉的优点。以往主要应用于中小型高炉，近期大型高炉应用也较多。
三种不同形式的热风炉
热风炉损毁原因主要有：高温蠕变变形，热冲击作用，烟气的侵蚀作用，砌筑体膨胀引起的结构破坏等。 1) 高温蠕变变形
早期我国高炉热风炉的送风温度为900℃左右，热风炉主要使用粘土砖和高铝砖。随着送风温度的提高，耐火材料发生高温蠕变变形，砌体发生变形和不均匀下沉，乃至开裂，造成整个砌体的损坏和脱落。因此耐火材料的高温蠕变性能倍受关注。 2）热冲击作用
热风炉在使用过程中不断交错并联送风，加热时燃烧室温度很高，温度可达1500℃以上，从拱顶沿炉墙和格子砖向下，温度逐渐降低；送风时，高速冷风从蓄热室吹进，并逐渐加热。蓄热与送风过程交替作业使耐火砖承受频繁的温度波动，同时材料温度梯度较大，热应力分布不均匀，易使材料出现裂纹、开裂和剥落，使整个砌体损毁。这种损毁在陶瓷燃烧器、混风室、燃烧室及球顶和连桥部位较为明显。

高炉热风炉用耐火材料

我国热风炉结构形式除采用传统内燃式外，还采用新日铁外燃式、顶燃式等，选用的耐火材料也从一般的高铝砖和黏土砖，到采用高温特性较好的优质高铝砖和硅砖，特别是在热风炉高温区必须采用低蠕变耐火材料这一观点已为广大设计及生产厂家所接受。随着宝钢1号高炉耐火材料的全套引进以及2、3号高炉热风炉耐材的国产化，使我国冶金耐火材料的质量上了一个大的台阶。
%
2h
热震稳定性（水冷，次）
（炉顶、炉壁砖）提供数据
注：体积密度为设计用砖量的参考指标、不做考核
D R L -130 60 22
2.30-2.50 55
1300℃ ≤ 0.8
0.1-0.4
D R L -127 50 23
2.30-2.50 50
1270℃ ≤ 0.8
0.1-0.4
b、荷兰型：使用红柱石砖有特色，对红柱石砖要求蠕变率的温度并不高，但对化学成分要求苛刻、严格控制是荷兰型技术方案的特色。
常温耐压强
度 M Pa≥
60
60
60
55
55
蠕变率
% 0.2M P a×
50h ≤
1550℃ ≤ 0.8
1550℃ ≤ 0.8
1450℃ ≤ 0.8
1400℃ ≤ 0.8
1350℃ ≤ 0.8
重 1550
烧 ℃×
线
2h
0.1-0.2
0.1-0.2
0.1-0.2
变 1450 化 ℃×
0.1-0.2
0.1-0.4
所以选择耐火材料时的总体要求是：蠕变率小，热容量大，高温强度及热稳定性好，具有良好的抗热震性。
2、耐火材料的选择
热风炉用耐火材料的选择主要是由热风温度决定的，当热风温度低于900 ℃时，一般选择黏土砖砌筑，有的使用寿命可达20年；当风温高于900 ℃时，高温部位的炉衬和格子砖则采用高铝砖、莫来石砖、硅线石砖和硅砖等。当然，还要考虑材料的价格等经济因素。

《耐火材料基础知识》课件

有色金属工业
在铜、铝等有色金属的冶炼和加工过程中，耐火材料也扮演着重要的角色，对于保护炉衬和提高产品质量具有重要作用。
核能领域
核能领域对于耐火材料的要求极高，需要具备优良的高温性能、化学稳定性和抗辐照性能，为核能技术的发展提供支撑。
耐火材料的发展趋势
高性能化
提高耐火材料的性能指标，以满足高温、高速、高负荷等苛刻工况的需求。
复合耐火材料
通过将不同材质的耐火材料进行复合，形成具有多重性能的复合耐火材料，以满足复杂工况的需求。
绿色耐火材料
研发低污染、低能耗的绿色耐火材料，减少对环境的负面影响，推动耐火材料行业的可持续发展。
耐火材料的应用前景
1 2 3
钢铁工业
随着钢铁工业的发展，对耐火材料的需求量不断增加，尤其在高炉、连铸和轧钢等关键部位，需要高性能的耐火材料。
维护保养
为了延长耐火材料的使用寿命，需要定期进行维护保养，如检查、修复、更换等。
环境友好
耐火材料在使用过程中应尽量减少对环境的污染，符合可持续发展的要求。
05
耐火材料的发展趋势与展望
新型耐火材料的研发
纳米级耐火材料
利用纳米技术，开发出具有高性能的纳米级耐火材料，具有更佳的抗热震性能和高温强度。
环保化
加强环保意识，研发低污染、低能耗的耐火材料，推动行业的可持续发展。
智能化
利用传感器、物联网等先进技术，实现耐火材料的智能化监控和管理，提高生产效率和安全性。
晶体结构
指耐火材料中的晶体颗粒的大小、形状、取向及分布情况，对耐火材料的力学性能和高温性能有
重要影响。
玻璃质结构
指耐火材料中的玻璃质成分的粘度、流动性及稳定性等，对耐火材料的抗热震性能和高温性能有一定影响。

硅质耐火材料培训课件

汇报人：日期:contents •硅质耐火材料概述•硅质耐火材料的生产工艺•硅质耐火材料的性能检测与评价•硅质耐火材料的市场与发展趋势•硅质耐火材料的环保与安全问题•案例分析：硅质耐火材料的应用实例目录01硅质耐火材料概述根据制造工艺和性能特点，硅质耐火材料可分为硅砖、硅板、熔融石英陶瓷等。

硅质耐火材料的定义与分类硅质耐火材料的分类硅质耐火材料的定义01020304高温稳定性抗腐蚀性高导热性抗热冲击性其他领域硅质耐火材料还广泛应用于水泥窑、化工窑炉等领域。

建材工业硅质耐火材料用于玻璃熔窑、高温管道等。

陶瓷工业硅质耐火材料用于陶瓷烧成窑、隧道窑等。

钢铁工业硅质耐火材料广泛应用于高炉、热风炉、加热炉、退火炉等炉有色金属工业硅质耐火材料用于有色金属冶炼炉、电解槽、熔炼炉等。

02硅质耐火材料的生产工艺原料选取原则原料处理工艺硅质耐火材料的原料原材料的选取与处理根据产品需求和原料性质进行配料，配料将干燥后的生坯进行烧成处理，使硅质耐火材料获得所需的物理和化学性烧成通过搅拌设备将原料混合均匀，确保各原料充分分散。

搅拌成型将生坯进行干燥处理，去除生坯中的水分，防止烧成过程中出现裂纹。

干燥0201030405生产工艺流程常压烧成技术加压烧成技术热压烧成技术030201硅质耐火材料的制备技术03硅质耐火材料的性能检测与评价体积密度硅质耐火材料的体积密度对其强度、导热性等性能有着重要影响，一般来说，体积密度越高，材料的强度和导热性越好。

气孔率硅质耐火材料气孔率的高低直接影响到材料的体积密度、导热性等性能，气孔率越高，材料的致密度越低，强度也越低。

粒度与颗粒级配硅质耐火材料的粒度和颗粒级配对材料的可塑性、强度等性能有着重要影响，合理的粒度和颗粒级配可以提高材料的成型性和强度。

氧化性抗腐蚀性热膨胀性硅质耐火材料的抗压强度是评估其质量和使用性能的重要指标，一般来说，抗压强度越高，材料的耐磨性、耐冲击性等性能也越好。

抗折强度硅质耐火材料的抗折强度也是评估其质量和使用性能的重要指标，抗折强度越高，材料的抗断裂能力越强。

炼铁用耐火材料PPT课件

70年代后期以来，随着Al2O3-SiC-C质浇注料的研制成功和投入使用，出铁沟用耐火材料得到广泛研究，开发出了品质各异、适应性不同的多种不定形耐火材料。
29
炼铁用耐火材料
高炉出铁沟用耐火材料的性能和高施炉工出铁要沟求用耐火材料的性能和施工要求
出铁主沟由于要经受周期性熔渣的化学侵蚀，炉前沟衬耐火材料必须满足如下性能要求：
1.4 高炉炉衬各部位用耐火材料
高炉在运行其间，炉体内部发生着复杂的物理化学变化，这种复杂的物理化学变化，要求高炉炉内不同的部位使用不同种类、不同材质的耐火材料。
7
炼铁用耐火材料
部位
炉喉炉身上部炉身下部炉腰炉腹炉缸
炉底
材质
高铝砖粘土砖刚玉砖＋粘土砖刚玉砖＋粘土砖刚玉砖＋粘土砖碳砖及其保护层(高铝砖)
按照结合方式，碳化硅砖分别为β－SiC结合、 Si3N4结合、Sialon 结合和Sialon- Si3N4结合的碳化硅砖。70年代末期和80年代初期，主要使用β－SiC结合的碳化硅砖，在80年代末期，除日本之外， Si3N4 结合、Sialon结合和Sialon- Si3N4结合的碳化硅砖用量已占67.5％。自1986年以来，世界各国已有数十座高炉使用了Sialon- Si3N4结合的碳化硅砖。
小型高炉现在多使用炭素料捣固或炭块砖砌筑。这部分砖衬同炉缸的砖衬砌成整体，为防止风口周围氧化的侵蚀,需要用高铝砖、粘土砖或耐火混凝土的砌筑保护层以便防止烘炉和开炉过程中炭素材料的氧化。
14
炼铁用耐火材料
1.4.5 铁口部位用耐火材料
铁口部位用耐火材料要承受铁水和炉渣的侵蚀和冲刷，以及在开、堵铁口时受开口机和泥炮的外力影响。因此铁口部位用耐火材料要求抗炉渣、铁水侵蚀性好、抗机械应力的能力好.同时砌筑结构上要稳定.采用大块异型组合砖，砌筑时砖缝上下错开，每个单体相互咬合，使来自炉内外的压力向四周传递，从而使整个砌体受力保持平衡，达到砌体密封性和稳定性的目的。

电炉系统用耐火材料PPT课件

15
E 铁水兑入比例
铁水中含有较高的硅和硫，在氧化气氛下易形成氧化硅和少量的氧化硫等酸性物质，将加剧对小炉盖的损毁。铁水兑入比例越高，影响越大。
16
F 电极喷淋水
电极采用喷淋水措施不但降低了电极消耗，而且造成电极孔周围的温度降低，从而在一定程度上抑制了高温熔损。如果未采用该措施将加剧电极孔损毁（主要表现为扩孔）。
14
D 化学侵蚀
钢水和炉渣喷溅至炉盖工作面，其中某些化学成分与工作面发生化学反应，并渗透到工作面内部，形成变质层。当温度骤变时所产生的热应力促使变质层剥落，进而形成新的工作面又遭受到循环损毁。熔池液面与小炉盖工作面距离越高，喷溅作用愈小，化学侵蚀影响就越小。高度一般在1.5m以上。
14.4 2.14 1.31 0.15 >1790 19~22 1530~1550 70~105
烧成红柱 54.28 /
/
1.74 /
>1790 14.6 1620
石砖
烧成莫来 73.06 /
/
0.69 /
>1790 19.9 1710
石刚玉砖
108.5 81.7
7
濮耐电炉顶性能表
牌号PN－
DLD30
3
电炉用耐火材料示意图
4
电炉俯视图
55
第一节电炉炉顶用耐火材料
电炉炉顶最初采用硅砖砌筑，自60 年代末期开始试用高铝质材料以来，因其耐火度、高温抗侵蚀性能以及良好的热震稳定性比硅砖优益，因此，高铝质材料在电炉炉顶上被长期使用。到90年代后，全水冷炉顶技术的广泛采用，为降低停炉时间，降低工人劳动强度，在电极三角区位置普遍采用以高铝质或刚玉质并添加有钢纤维的耐火浇注料整体预制炉盖。在未采用水冷炉顶的钢厂其电极三角区仍然采用磷酸盐（主要是磷酸铝）结合烧成或不烧高铝砖砌筑。

高炉用耐火材料的选择与使用PPT34页

Nhomakorabea谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
高炉用耐火材料的选择与使用
21、没有人陪你走一辈子，所以你要适应孤独，没有人会帮你一辈子，所以你要奋斗一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该是坚强。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之首，因为这种德性保证了所有其余的德性。--温斯顿．丘吉尔。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的，它只是让人们的脚放上一段时间，以便让别一只脚能够再往上登。

耐火材料讲义PPT课件

对不合格的耐火砖进行返工或报废处理，防止不合格品流入市场。
04 耐火材料的应用领域
钢铁工业
熔炼与连铸
耐火材料用于制造钢包、中间包、滑动水口等，保护钢水不被氧化，提高产品质量。
轧钢与锻造
耐火材料用于制造加热炉炉衬，减少能源损失，提高加热效率。
有色金属工业
铝冶炼
耐火材料用于制造铝熔炼炉炉衬，保护铝液不被氧化，提高铝产品质量。
06 案例分析：某耐火材料公司的成功经验
公司概况与市场定位
公司成立时间
01
成立于XXXX年，是国内较早进入耐火材料行业的公司之一。
公司规模
02
拥有员工XXX余人，其中研发人员占比XX%。
市场定位
03
专注于高端耐火材料的研发、生产和销售，服务于国内外钢铁、
有色金属、玻璃等高温工业领域。
技术创新与产品开发
公司建立了专业的客户服务团队，为客户提供全方位的技术支持和售后服务，及时解决客户问题，提高客户满意度。
环境友好与可持续发展
环境友好
公司注重环境保护，采用环保材料和工艺，减少生产过程中的环境污染。
VS
可持续发展
公司积极履行社会责任，推动产业升级和绿色发展，实现可持续发展。
THANKS FOR WATCHING
铜冶炼
耐火材料用于制造铜熔炼炉炉衬，保护铜液不被氧化，提高铜产品质量。
陶瓷与玻璃工业
陶瓷烧成
耐火材料用于制造陶瓷烧成窑炉的炉衬，保护陶瓷制品不被氧化或污染。
玻璃熔炼与连铸
耐火材料用于制造玻璃熔窑的炉衬和玻璃液输送管道，确保玻璃液的纯度和质量。
能源与环保领域
煤化工
耐火材料用于制造煤气化炉炉衬，保护炉体免受高温和化学侵蚀。

高炉热风炉用耐火材料25页PPT

6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
高炉热风炉用耐火材料
1、纪律是管理关系的形式。——阿法纳西耶夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响，而是让儿童练习良好道德行为，克服懒惰、轻率、不守纪律、颓废等不良行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸美纽斯
5、教导儿童服从童道德教育最重要的部分。—— 陈鹤琴
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热风炉用耐火材料

5
热风炉陶瓷燃烧器
AL2O3%
Fe2O3%
耐火度℃
荷重软化点气孔率％ 0.2Mpa
常温耐压强度 Mpa
热震稳定性 1100℃ 水冷
红柱石
堇青石 6莫来石
≥ 65
≥ 55
≤ 1.2
≥ 1790
≥ 1790
≥ 1550
≥ 1450
≤ 24
≤ 22
≥ 55
≥ 50
≥ 21次
≥ 40次
热风炉拱顶
较好短维护易
解体性保温性
洁净性连浇时间
好好
好长易钻钢
优异一般
较好长、维护易
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
8
陶瓷杯利用陶瓷质材料的低导热性能，将 800℃～870℃化学侵蚀线尽可能压到陶瓷杯层内，以防止大块碳砖的环裂。此外由于陶瓷质材料热阻大，有利于降低铁水的热损失，对高炉正常生产十分有利。
1
酒钢1800立方高炉刚玉莫来石“陶
2
4、热风炉
根据热风炉各部分的温度条件和受力状况选用不同性能的耐火材料和结构。
综合评价耐火材料的质量指标
分部位使用：中低温区，高温区常用耐火材料：黏土砖，高铝砖，硅砖，堇青石砖，不定形耐火材料
3
蓄热
格子砖
200mm、180mm、120mm、100mm，五孔砖，块状砖，蜂窝砖
项目 AL2O3(%) 化学成分 Fe2O3(%) 耐火度 ( ℃ ) 常温耐压强度 (Mpa) 蠕变率 ( ℃ ) (0.2Mpa × 50h)( %) 荷重软化开始温度 (0.2 Mpa) 重烧线变化率(℃×h) (%) 粘土质 42 ± 5 ≤ 2.0 ≥ 1750 ≥ 40 1200 ≤ 0.8 ≥ 1400℃ 145 0×2 ＋ 0 － 0.4 ≥ 1480℃ 145 0×2 ＋ 0 － 0.2 高铝质 ≥ 65 ≤ 1.5 ≥ 1790 ≥ 55 低蠕变质 ≥ 75 ≤ 1.5 ≥ 1790 ≥ 60 1400 ≤ 0.8 ≥ 1500℃

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我国热风炉结构形式除采用传统内燃式外，还采用新日铁外燃式、顶燃式等，选用的耐火材料也从一般的高铝砖和黏土砖，到采用高温特性较好的优质高铝砖和硅砖，特别是在热风炉高温区必须采用低蠕变耐火材料这一观点已为广大设计及生产厂家所接受。随着宝钢1号高炉耐火材料的全套引进以及2、3号高炉热风炉耐材的国产化，使我国冶金耐火材料的质量上了一个大的台阶。各地各厂高炉热风炉采用不同的耐火材料，但多数大同小异。但有一个共同点，即在选择耐火材料时必须注意： a、耐火材料的抗高温荷重蠕变性能； b、耐火材料的体积稳定性和热膨胀性能； c、热风炉的换热效率。
拱顶
区带 1

65
区带 2
65 75 65 60 45
区带 3
高级黏土砖区带 4、5 高级黏土砖

日本为了提高高炉的生产能力，降低燃料单耗，不断提高热风炉的送风温度和压力，使热风炉炉顶的操作温度已由1250 ℃升高到1400 ℃以上，外燃式热风炉炉顶温度已达到1550 ℃ ，因此耐火材料的使用条件越来越苛刻，对于炉顶砖脱落、隔壁墙砖变形损毁、格子砖蠕变变形损毁等采取了各种措施，尤其是对外燃式热风炉和高温操作的内燃式热风炉，通过改进和提高耐火材料的抗蠕变性，改变砖的材质，在高温部位使用各档次的高铝砖和硅砖，显著提高了热风炉的使用寿命，其炉龄已达到高炉2 个炉役以上。

热风炉的换热效率
在操作条件相同的情况下，热风炉的换热效率主要取决于耐火材料的蓄热能力，热导率和耐火砖的形状。蓄热能力见图：高铝类耐火材料的蓄热能力比黏土砖和硅砖高。耐火材料的导热性影响格子砖在加热和放热过程中的热量储存和释放的速度。 Al2O3-SiO2体系中Al2O3含量的增加，材料的热导率随之提高。材料的体积密度越高、气孔率越低，其热导率越高。热风炉的热效率还与格子砖的形状有密切关系，单位容积内的格子砖的总表面积越大，热交换效率越高
热风炉用耐火材料的选择与使用
1、简述
热风炉是高炉的重要附属设备之一，对热风炉的总要求是：实现高风温和长寿。热风炉各部位的工作环境 a、热风炉炉衬和格子砖经常受到急冷急热变化的作用； b、受到碱金属的侵蚀； c、热风炉本身受载荷作用；

综上所述，热风炉砌体受： 1200~1350℃的高温作用；热交换过程中温度的急剧变化的作用；高炉煤气带入灰尘的化学侵蚀作用；燃烧气体的冲刷作用；机械载荷作用等。所以选择耐火材料时的总体要求是：蠕变
黏土砖硅砖硅线石砖莫来石砖
1
0.85
1.14
1.2

耐火材料的体积稳定性和热膨胀性能
热风炉的温度发生周期性的频繁变化，因此耐火材料应具有良好的体积稳定性和均匀的热膨胀，以保证大型耐火砌体结构的整体稳定性。
各种热风炉砖的体积稳定性比较砖种重烧温度 ℃ 1500 1400 1500 1500 1500 1600 重烧2h后的体积变化% +0.4 -0.2 +0.2 +0.2 +0.2 +3.3 硅砖黏土砖，Al2O3 42% 红柱石砖，Al2O3 50% Al2O3 55% Al2O3 60% 高铝矾土砖，Al2O3 70%

率小，热容量大，高温强度及热稳定性好，具有良好的抗热震性。
2、耐火材料的选择

热风炉用耐火材料的选择主要是由热风温度决定的，当热风温度低于900 ℃时，一般选择黏土砖砌筑，有的使用寿命可达20年；当风温高于900 ℃时，高温部位的炉衬和格子砖则采用高铝砖、莫来石砖、硅线石砖和硅砖等。当然，还要考虑材料的价格等经济因素。
3、热风炉耐火材料的使用

国外热风炉为了保证安全生产20~30年无需大修，根据各部位的温度及其温度变化速度、荷重和气氛等选择适合的耐火材料，一般采用黏土砖、高铝砖和硅砖，但在高温热风炉的燃烧室、炉顶和蓄热室上部使用了优质莫来石砖和优质硅砖。国外热风炉用耐火材料除了要求体积密度、抗热震性和高温强度等性能外，特别重视抗蠕变性。在高温部位一般使用优质硅砖和低蠕变高铝砖，同时推荐使用红柱石砖，在温度为1450 ℃时，使用Al2O3含量为65%的红柱石砖，温度为1350 ℃时，使用Al2O3含量为55%的红柱石砖。

耐火材料的抗高温蠕变性能
图中可以看出，硅砖具有最优越的抗高温蠕变性能，高温蠕变率极小；其次是高铝砖，包括用高铝矾土熟料和硅线石类矿物为原料制造的高铝砖，它们的抗高温蠕变性能也很好，且其组成越接近莫来石的组成，砖的抗蠕变性能越好。我国生产的低蠕变制品主要是加入膨胀剂，通过其莫来石化所产生的膨胀来抵抗蠕变压缩，即所谓“以胀抵缩”。
日本热风炉用耐火材料的性能硅砖 A 化学成分 % 耐火度体积密度显气孔率耐压强度抗折强度 M Pa Al2 O 3 SiO 2 ℃ g/cm 3 % M Pa 常温 1200 ℃ -96 ≥ 1710 2.32 20 49 13.7 8.8 1630 -0 (1550) 1.2 0.2 (1500) 抗蠕变性好炉顶上部墙壁砖格子隔热硅砖 B -93 ≥ 1690 1.08 55 5.4 3.3 1520 -0.2 (1450) 1.1 -抗蠕变性好，隔热性好硅砖背面 -1640 0 (1500) 0.58 0.5 (1500) 抗蠕变性好墙壁炉顶 -1550 0 (1500) 0.51 0.4 (1400) 抗蠕变性好墙壁格子砖 -1470 ± 0.2 (1500) 0.54 0.4 (1300) 抗蠕变性好墙壁格子砖 -1470 -0.15 (1400) 0.48 0.5 (1250) 抗蠕变性好墙壁格子砖 C 82 -≥ 1850 2.78 16.5 98.1 高铝砖 D 67 -≥ 1825 2.48 16.5 98.1 E 65 -≥ 1790 2.38 19 89.4 黏土砖 F 45 -≥ 1750 2.23 18 68.7
外燃式热风炉用耐火材料砖种 Al2O3 % 最高使用温度 ℃ 砖种硅砖红柱石砖刚玉砖红柱石砖硅砖红柱石砖红柱石砖红柱石砖高级黏土砖高级黏土砖高级黏土砖 65 55 65 45 42 40 40 35 1500 1450 1350 1450 1300 1200 1150 1150 1050 硅砖红柱石砖硅砖红柱石砖红柱石砖刚玉砖红柱石砖陶瓷烧嘴莫来石砖黏土砖 Al2O3 % 最高使用温度 ℃ 1500 75 65 1500 1450 1500 1450 1500 1450 1500 1450 上部下部
硅砖的缺点：体积密度小，蓄热能力差，在600 ℃以下时，易发生晶型转化，破坏整体性。因此各国均规定了硅砖的最低使用温度，一般应大于600 ℃ ，日本则规定要大于800 ℃ 。另外，在低温阶段烘炉时要慎重进行，以保证晶型的缓慢转化而不损伤砌体。莫来石砖：荷重软化温度和高温蠕变性能与硅砖相似，而且低温时体积稳定性好，开停炉较方便；单位体积蓄热能力大。但制造能耗高，成本比硅砖高得多。