高炉热风炉用耐火材料

一、耐火材料的起源古代、中世纪、文艺复兴时代的耐火材料，工业革命前后高炉、焦炉、热风炉用耐火材料，近代后期新型耐火材料及其制造工艺，现代耐火材料制造技术及主要技术进步，以及对未来耐火材料发展的展望，耐火材料与高温技术相伴出现，大致起源于青铜器时代中期。

耐火材料的三大发展阶段东汉时期（公元25～220）已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。

20世纪初，耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展，同时发展了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和高耐火纤维（用于1600℃以上的工业窑炉）。

前者如氧化铝质耐火混凝土，常用于大型化工厂合成氨生产装置的二段转化炉内壁,效果良好。

50年代以来,原子能技术、空间技术、新能源开发技术等的迅速发展，要求使用耐高温、抗腐蚀、耐热震、耐冲刷等具有综合优良性能的特种耐火材料二、耐火材料在中国的发展20世纪初，耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展，同时出现了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纤维。

现代，随着原子能技术、空间技术、新能源技术的发展，具有耐高温、抗腐蚀、抗热振、耐耐火材料冲刷等综合优良性能的耐火材料得到了应用。

在中国有许多工厂生产耐火材料产品。

中国有丰富的资源，也正因为这方面的原因，各大外国投资商也来到国内一展身手，展露头角。

在中国的东北部，是耐火材料供应商极其丰茂的地区，导致其他国外投资商对其的出口低价格产生了质疑，从而在2003年由欧盟提出对中国耐火材料新产品的反倾销，限制了产品对欧盟的出口。

2006年中国为保护原材料资源的大量流失，对部分行业进行了减免出品退税，以此极大地限制产品的出口。

但这并不能在很大程度上限制一些国外的品牌销售，因为它们拥有几十甚至上百年的销售生产经验，并极大地占有了市场，也创立了它们在各大洲的品牌效应。

三、发展具有综合技术水平的耐火材料产业综合技术水平的耐火材料产业，不仅指生产出的耐火材料产品具备质量好、环保、轻质等优质特点，同时也指生产耐火材料的匹配设备具有寿命长、性能好、产量高等优质特点。

硅砖的应用：是焦炉、玻璃熔窑、高炉热风炉、硅砖倒焰窑和隧道窑、有色冶炼和酸性炼钢炉及其它一些热工设备的良好筑炉材料。

粘土质耐火材料的原料软质粘土生产过程中通常以细粉的形式加入，起到结合剂和烧结剂的作用。

苏州土和广西泥是我国优质软质粘土的代表。

硬质粘土通常以颗粒和细粉的形式加入，前者起到配料骨架的作用，后者参与基体中高温反应，形成莫来石等高温形矿物。

结合剂水和纸浆废液粘土质耐火材料制品原料来源丰富，制造工艺简单，产量很大，广泛用于各种工业窑炉和工业锅炉上。

如隧道窑，加热炉和热处理炉等的全部或大部分炉体，排烟系统内衬用耐火材料，其中钢铁冶金系统是粘土质耐火材料制品的大用户，用于盛钢桶，热风炉、高炉、焦炉等使用温度在1350℃以下的高温部位。

铝矾土的加热变化a. 分解阶段（400~1200℃）b 二次莫来石化阶段（1200~1400℃或1500℃）二次莫来石化时发生约10%的体积膨胀c. 重结晶烧结阶段（1400~1500℃）。

• 高铝质耐材的应用• 由于高铝质耐火材料制品的优良性能，因而被广泛应用于高温窑炉一些受炉气、炉渣侵蚀，温度高承受载荷的部位。

例如高铝风口、热风炉炉顶、电炉炉顶等部位。

• 硅线石族制品具有较高的荷重软化温度、热震稳定性好、耐磨性和抗侵蚀性优良，因此适用于钢铁、化工、玻璃、陶瓷等行业，如用作烟道、燃烧室、炉门、炉柱、炉墙及滑板等。

在高炉上，为确保内衬结构的稳定性、密封性，避免碱性物的侵入和析出，或风口漏风，在出铁口、风口部位，选择内衬大块型组合砖结构的硅线石族耐火材料，延长了使用寿命。

• 莫来石制品的抗高温蠕变、抗热震性能力远远优于包括特等高铝砖在内的其它普通高铝砖 ，广泛应用于冶金工业的热风炉、加热炉、钢包，建材工业的玻璃窑焰顶、玻璃液流槽盖、蓄热室，机械工业的加热炉，石化工业的炭黑反应炉，耐火材料和陶瓷工业的高温烧成窑及其推板、承烧板等窑具。

刚玉耐材的原料氧化铝所有熔点在2000℃以上的氧化物中，氧化铝是一种最普通、最容易获得且较为便宜的氧化物。

耐火材料原料
耐火材料是一种能在高温环境下保持结构完整性和稳定性的材料，通常用于炉子、炉窑、烟囱等高温设备的内部构建。

耐火材料的性能取决于其原料的选择和配比，下面我们来详细介绍一些常见的耐火材料原料。

1. 氧化铝。

氧化铝是制备耐火材料的重要原料之一，其具有高熔点、耐高温、耐腐蚀等优良性能。

氧化铝可用于制备各种耐火制品，如高铝砖、高铝水泥等，能够有效抵抗高温下的侵蚀和磨损。

2. 矾土。

矾土是一种含铝硅酸盐矿石，常用于制备耐火砖、耐火浇注料等耐火制品。

矾土具有良好的耐火性能和耐磨性能，能够在高温下保持结构稳定，因此被广泛应用于冶金、玻璃等行业的高温设备中。

3. 硅砂。

硅砂是一种常见的耐火材料原料，其主要成分为二氧化硅，具有优异的耐高温性能和化学稳定性。

硅砂可用于制备硅砂砖、硅砂浇注料等耐火制品，广泛应用于玻璃窑、水泥窑等高温设备中。

4. 莫来石。

莫来石是一种含铝硅酸盐矿石，具有良好的耐火性能和热膨胀性能，常用于制备耐火浇注料、耐火涂料等耐火制品。

莫来石能够在高温下保持结构稳定，是制备耐火材料的重要原料之一。

5. 膨胀剂。

膨胀剂是一种能够在高温下产生气体的物质，常用于制备轻质耐火制品。

膨胀
剂能够有效降低耐火制品的密度，提高其隔热性能，常用于制备保温砖、保温浇注料等耐火制品。

总结。

耐火材料的原料种类繁多，不同的原料具有不同的性能和适用范围，合理选择
和配比原料对于制备高性能的耐火制品至关重要。

希望以上介绍能够对您有所帮助，谢谢阅读！。

关于炉衬耐火材料的选择现代技术的发展，大大地促进了我国高炉技术的进步，高炉一代寿命大大提高。

这除了应归于高炉炉体结构参数趋于合理、操作参数的进一步优化外，还应归功于高炉炉衬耐火材料与施工技术的进步。

我们就国内目前高炉炉衬耐火材料的应用情况，优选了三套比较有代表性的方案。

其中，方案一选择了高导热石墨炭和半石墨化烧成炭砖砌筑炉底：炉缸采用高导热的微孔炭砖；并采用陶瓷杯技术；炉腹、炉腰、炉身下部选用si3N4结合sic砖。

这种结构选择的材料等级较高，造价较贵。

方案二以国产烧炭块代替方案一中的烧成炭砖，并以国内自行研制的与si3N4结合sic砖性能接近，而价格便宜得多铝碳砖部分代替si3N4结合sic砖，以达到降低造价的目的。

方案三采用了与方案二相同的炉底结构，但在炉腹、炉腰、炉身下部直至中部大量采用烧成铝碳砖代替si3N4结合sic砖，进一步降低高炉造价。

下面就有关高炉炉衬耐火材料的选择分别预以说明。

一、炉缸、炉底的耐火材料的选择高炉炉底、炉缸是高炉的重要部位，炉龄的长短，主要取决于这两部位的使用寿命。

因此，近代高炉在此部位均采用炭砖加陶瓷杯的混合结构。

炉底下部全部使用炭砖，上部靠周边冷却壁砌筑环形炭砖，炉缸部位也采用炭砖砌筑，在炉底中央和炭砖内侧砌筑陶瓷质材料的陶瓷标。

采用这种结构形式，其目的是利用炭砖热传导性能好的特点，加强炉底冷却散热，将铁水凝固等温线（1500℃）向上部推移，并把800℃左右的化学反应等温线推至保护层内，从而减缓炉底侵蚀速度，防止环形断层的发生，延长炉底使用寿命，另外，炭砖的最大弱点是抗氧化能力差。

尽管高炉冶炼性属于还原性气氛，但是暴露无遗在与炉气接触的炭砖，仍然非常容易氧化。

因此，采用在炭砖内侧镶砌一层高温理化性能特好的中性陶瓷材料以保护炭砖在烘炉期间和炉役前期不被氧化的陶瓷杯技术，能够有效地阻止液体炉渣和铁水过早地向炭砖渗透接触，间接地延长高炉的使用寿命。

在方案一中，我们推荐了炉底为半石墨化炭砖加高导热石墨炭砖，炉缸侧壁为国产微孔炭砖，整个炭砖内侧为莫来石砖砌筑的陶瓷标的方案。

高炉热风炉应用红柱石基定形耐材效果耐火材料在为实现高能效和低成本目标方面具有十分重要的作用，冶金界一直把耐火材料消耗大户——高炉和热风炉使用的耐火材料的试验研究作为重点。

本文就红柱石基耐火材料在高炉和热风炉的使用情况和损坏机理的试验研究进行简要介绍。

1 高炉和热风炉耐材损坏机理1.1 高炉为探索高炉耐火材料损坏机理，在停产期间，通过对高炉进行的大量现场观察分析和取样检测，将耐材损坏机理归纳如下：a）碱金属（主要是钾）盐的化学反应腐蚀；b）炉渣冲击导致的热面腐蚀；c）熔剂（主要是生石灰）反应腐蚀；d）CO冲击腐蚀；e）机械磨损和侵蚀；f）热力学应力；g）铁、锌穿透；h）铁、锌穿透氧化物及其与耐材的化学反应。

由碱金属，CO冲击形成的热面腐蚀会因炉渣或与熔剂的直接反应而扩大并在平行于工作面形成裂纹，从而降低耐火材料的强度。

此外，表面裂纹会因铁、锌与耐火材料的化学反应出现浸渍并顺势扩大。

加之铁、铝氧化物的形成以及机械侵蚀和磨损等综合作用，最终导致耐材出现大块的快速崩裂。

1.2 热风炉测试得知，热风炉采用硅酸铝砖，其主要损坏原因是热力学应力。

由于不适当的流动条件引起的局部过热导致蓄热室格子砖体收缩和变形（甚至熔化），长期作用产生很高压应力。

2 红柱石定形耐火材料的配方和特征包括在硅酸铝二元系内的红柱石定形砖的优势和特性与其配方有着极为密切的关系。

其基本配方是：C＝熟料（耐火土：Al2O3 > 45％）；A＝红柱石（Purusite：Al2O3 > 58.5％）；B＝铁钒土（竖窑铁钒土：Al2O3 > 86％）；F＝褐色熔融氧化铝（电熔刚玉：Al2O3>95％）。

3 红柱焙烧定形耐火材料分析指出，焙烧定形耐火材料的氧化铝含量在53％～80％之间较为理想。

除A62和A66是纯净红柱石型，其余均为混合型（AC53，AF73，AB74，AF80）。

必须明确指出，红柱石作为第二成分只能使用精细和中等粒度才有助于焙烧过程中转变成莫来石。

高炉用高铝砖YB/T5015—93高铝质耐火制品是AL203含量在48％以上的硅酸铝质耐火材料。

通常分为三类，I等：AL2O3含量大于75％；Ⅱ等：AL23含量60％～75％；Ⅲ等：AL2O3量48％～60％。

也可根据其矿物组成进行分类，一般分为：低莫来石质、奠来石质、莫来石一刚玉质、刚玉一莫来石质和刚玉质五类。

其矿物组成主要为刚玉、莫来石和玻璃相。

各矿物相所占比例取决于制品的AL203/SiO2和所含杂质的种类、数量，也取决于其生产工艺条件。

本标准适用于砌筑高炉炉腹以下部位砌体体的高铝砖。

1.1砖按理化指标分为GL-65、GL-55、GL-48三种牌号。

1.2砖的性化妆及尺寸应符合YB/T5015—93《高炉及热风炉咏砖形状及尺寸》的规定。

2 技术要求2.1砖的理化指标应符合表1的规定。

项目指标 AL2O3不小于 Fe2O3不小于耐火度，锥号CN 02.0MPa荷重软化开始温度，℃GL-65 65 180 不低于1500GL-55 55 2.0 178 1480GL-48 48 176 1450重烧线变化，% 显气率，％不大于常温耐压强度，MPa不小于1500℃，2h0-0.2 19 58.81450℃，2h0-0.2 18 49.0必须进行此项检验，将实测数据在质量证明书中注明2.2砖的尺寸允许偏差和外观应符合表2的规定。

2.3砖的断面层裂阿列文数值考核。

2.4 YB/T5015—93标准中的G—11直形的技术要求，由供需方协定确认。

中华人民共和国冶金工业部1993-12-08批准 1994-01-01实施3试验方法3.1砖的检验制样按GB7321—81《致密定性耐火制品试验的制样规定》进行。

3.2化学分析按GB6900—86《粘土、高铝质耐火材料化学分析方法》进行。

3.3 耐火度的检验按GB7322—87《耐火材料耐火度试验方法》进行。

3.4荷重软化温度的检验按YB370—75《荷重软化温度检验方法》进行。

耐火材料概论耐火材料是指在高温环境下具有一定耐火性能的材料。

它们主要用于冶金、建材、化工和机械等行业中的高温设备和工艺中，起到保护和隔热的作用。

耐火材料的种类繁多，根据不同的应用场景和要求，可以选择不同类型的耐火材料。

一、耐火材料的分类根据耐火材料的化学成分和物理性质，可以将其分为无机非金属耐火材料和有机耐火材料两大类。

1. 无机非金属耐火材料无机非金属耐火材料是指由无机物质制成的耐火材料，包括氧化物、氮化物、碳化物等。

常见的无机非金属耐火材料有氧化铝、氧化镁、二氧化硅等。

这些材料具有高熔点、高耐火度、化学稳定性好等特点，适用于高温环境下的使用。

2. 有机耐火材料有机耐火材料是指由有机物质制成的耐火材料，主要包括有机树脂、有机纤维等。

这些材料具有良好的隔热性能和耐火性能，适用于一些特殊的高温环境。

二、耐火材料的应用耐火材料广泛应用于各个行业的高温设备和工艺中，主要包括以下几个方面：1. 冶金行业在冶金行业中，耐火材料主要用于高炉、转炉、电炉等冶炼设备中。

这些设备在高温条件下工作，需要具备耐火、耐磨、耐腐蚀等性能，以保证设备的正常运行和寿命。

2. 建材行业在建材行业中，耐火材料主要用于窑炉、窑炉衬里等设备中。

这些设备在生产过程中需要承受高温和化学腐蚀的作用，因此需要选择具有良好耐火性能和化学稳定性的材料。

3. 化工行业在化工行业中，耐火材料主要用于反应釜、管道、储罐等设备中。

这些设备在化学反应过程中需要承受高温和腐蚀的作用，因此需要选择具有耐火、耐腐蚀等性能的材料。

4. 机械行业在机械行业中，耐火材料主要用于燃烧室、炉膛、热风炉等设备中。

这些设备在燃烧过程中需要承受高温和热冲击的作用，因此需要选择具有耐火、耐热冲击等性能的材料。

三、耐火材料的性能要求耐火材料在高温环境下需要具备一定的性能要求，主要包括以下几个方面：1. 耐火度耐火度是指耐火材料在高温环境中能够保持稳定的性能和结构的能力。

耐火度越高，材料在高温环境下的使用寿命越长。

耐火材料按用途分类产品系列一、炼铁用耐材系列二、炼钢用耐材系列三、工业炉用耐材系列四、烟囱、烟道、内衬材料五、水泥窑用耐材系列六、有色冶金耐材系列七、石化系统耐材系列八、电力系统耐材系列九、常规产品系列一、炼铁用耐材系列1、产品名称：SPZ系列纤维绝热浇注料所属分类：炼铁用耐材系列【用途】各种高温气体管道内衬喷涂、浇注、涂抹；高温炉窑及设备保温隔热层：如加热炉、均热炉、热处理炉、退火炉，陶瓷、耐火制品烧成窑、蒸汽锅炉、石油工业管式加热炉、轻柴油、乙烷裂解炉、石油催化裂化装置、水泥窑炉、有色冶金炉窑复合保温结构的保温隔热层；钢包、连铸中间包保温衬；【特性】导热系数低——容重轻，导热系数极低，保温性能好；施工方便——可浇注、可涂抹、可喷涂，施工方便；【用法】按比例加水搅拌成砂浆，振捣浇注、机械喷涂、手工涂抹成型。

2、产品名称：高炉内衬维修RDGN、RDGA喷补料【用途】RDGN喷补料——用于高炉炉身上，中部热态喷涂维修RDGA喷补料——用于高炉炉身下部热态喷涂维修RM1X可塑料——用于高炉出铁口的维修【特性】喷补料强度高，有良好的抗CO和碱金属侵蚀性能；附着性好，回弹率小；可塑料中温强度高、抗剥落性好；粘结力强；【用法】高炉内衬热态或冷态喷补维修，可塑料涂抹、捣打。

3、产品名称：高炉造衬压入泥浆系列【用途】适用于炼铁高炉、热风炉、热力管道等大型冶炼设备的内衬灌浆造衬高铝质压入料RY―65——高炉冷却壁耐火衬剥落后的造衬维修碳化硅－碳质压入料RDT-55——用于高炉风口与冷却板部位的压入维护碳质压入料RYT-1、RYT-2——用于高炉炉缸、铁口等部位的压入维修硬质压入料RAP——用于高炉炉身、炉腰、炉腹等部位的压入造衬维修【特性】良好的施工流动性；良好的粘结性、扩展性；低温早强，从低温到高温强度高；施工体组织密实；具有一定的保存期；【用法】双组分按规定比例充分搅拌均匀后，通过压入机压入灌浆孔，受温度作用迅速硬化造衬。

列出高炉各部位用的耐火材料高炉是冶金工业中的重要设备之一，用于将铁矿石还原成纯铁的过程中，需要使用各种耐火材料来保护炉体和各个部位，以确保高炉的正常运行和安全生产。

下面将以高炉各部位用的耐火材料为标题，详细介绍每个部位所使用的耐火材料。

1. 高炉炉缸耐火材料炉缸是高炉的主要部位之一，承受着高温和高压的环境。

为了保护炉缸不受侵蚀，常用的耐火材料包括炉缸砖、炉缸衬砌等。

这些耐火材料具有高温抗热、耐侵蚀的特性，能够有效地抵御高温气体和炉渣的侵蚀。

2. 高炉炉壁耐火材料炉壁是高炉内部的主要组成部分，也是炉体的承重部位。

为了保证炉壁的强度和耐火性能，常用的耐火材料包括炉壁砖、炉壁衬砌等。

这些耐火材料具有良好的抗压强度和耐火性能，能够承受高温和高压的环境。

3. 高炉炉喉耐火材料炉喉是高炉出铁口的部位，也是高炉内部的热点区域。

为了保护炉喉不受侵蚀，常用的耐火材料包括炉喉砖、炉喉衬砌等。

这些耐火材料具有良好的耐热性能和抗侵蚀性能，能够有效地抵御高温气体和炉渣的侵蚀。

炉底是高炉的底部，承受着高炉内部的高温和高压。

为了保护炉底不受侵蚀，常用的耐火材料包括炉底砖、炉底衬砌等。

这些耐火材料具有高温抗热、耐侵蚀的特性，能够有效地抵御高温气体和炉渣的侵蚀。

5. 高炉炉顶耐火材料炉顶是高炉的顶部，也是高炉内部的重要部位之一。

为了保护炉顶不受侵蚀，常用的耐火材料包括炉顶砖、炉顶衬砌等。

这些耐火材料具有高温抗热、耐侵蚀的特性，能够有效地抵御高温气体和炉渣的侵蚀。

6. 高炉炉喉冷却装置为了保证高炉炉喉的正常运行，需要安装冷却装置来降低炉喉的温度。

常用的冷却装置包括炉喉冷却壁、炉喉冷却管等。

这些冷却装置能够有效地降低炉喉的温度，保护炉喉不受高温气体和炉渣的侵蚀。

7. 高炉炉顶冷却装置为了保证高炉炉顶的正常运行，需要安装冷却装置来降低炉顶的温度。

常用的冷却装置包括炉顶冷却管、炉顶冷却壁等。

这些冷却装置能够有效地降低炉顶的温度，保护炉顶不受高温气体和炉渣的侵蚀。