1、炼 铁 用 耐 火 材 料1RH真空处理真空处理三脱三脱转炉炼钢转炉炼钢烧结烧结炼焦炼焦炼铁炼铁采采矿矿选矿选矿LF精炼炉精炼炉炉外精炼炉外精炼ANS-OB喂丝喂丝VD真空脱气真空脱气连铸连铸轧钢轧钢钢铁制造工艺流程概要钢铁制造工艺流程概要炼 铁 用 耐 火 材 料2题目：题目：炼炼 铁铁 用用 耐耐 火火 材材 料料炼 铁 用 耐 火 材 料3炼 铁 用 耐 火 材 料4 目前，世界钢铁工业发达国家相继完成了高炉的大型化，据不目前，世界钢铁工业发达国家相继完成了高炉的大型化，据不完全统计，炉容大于完全统计，炉容大于2000m2000m3 3的高炉已有的高炉已有100100多座，大于多座，大于
2、4000m4000m3 3的大的大型高炉有型高炉有3030多座，其中多座，其中5000m5000m3 3以上的超大型高炉有以上的超大型高炉有4 4座。其中我国座。其中我国上海宝山钢铁有限公司也分别于上海宝山钢铁有限公司也分别于19851985年和年和19911991年建成投产了炉容年建成投产了炉容为为4063m4063m3 3的的1 1号和号和2 2号大型高炉。号大型高炉。 为了适应现代化大型高炉日益苛刻的操作条件，必须选用合为了适应现代化大型高炉日益苛刻的操作条件，必须选用合适的耐火材料，才能达到高产长寿之目的。适的耐火材料，才能达到高产长寿之目的。一、炼铁用耐火材料一、炼铁用耐火材料炼 铁
3、 用 耐 火 材 料5炼 铁 用 耐 火 材 料61. 高炉炉衬用耐火材料1.1 高炉高炉炉体由上而下依次为：高炉炉体由上而下依次为：炉喉炉喉 400炉身炉身 4001100 炉腰炉腰 11001200 炉腹炉腹 12001450 炉缸炉缸炉底炉底 14501600 炼 铁 用 耐 火 材 料71.2 1.2 炉料在炉内分布炉料在炉内分布区区 域域相对运动相对运动热交换热交换反反 应应固相区固相区（块状带）（块状带）固体炉料下降煤气固体炉料下降煤气上升上升上升煤气对固体炉上升煤气对固体炉料进行加热和干燥料进行加热和干燥间接还原、气化反间接还原、气化反应，碳酸盐分解、应，碳酸盐分解、部分直接还原
4、部分直接还原软融区软融区（软融带）（软融带）煤气通过焦炭夹层煤气通过焦炭夹层矿石软化、半熔、矿石软化、半熔、煤气对半熔层进行煤气对半熔层进行传热传热直接还原、渗碳直接还原、渗碳滴落区滴落区（滴下带）（滴下带）固体焦炭下降，向固体焦炭下降，向回旋区供给焦炭，回旋区供给焦炭，熔铁下流熔铁下流上升的煤气与滴下上升的煤气与滴下的溶渣、铁水及焦的溶渣、铁水及焦炭进行交换炭进行交换合金元素还原、脱合金元素还原、脱硫、渗碳、直接还硫、渗碳、直接还原原回旋区回旋区（燃烧带）（燃烧带）鼓风使焦炭回旋运鼓风使焦炭回旋运动动焦炭燃烧放热，产焦炭燃烧放热，产生高温煤气生高温煤气燃烧反应、部分再燃烧反应、部分再氧化氧化
5、炉缸区（渣炉缸区（渣铁带）铁带）铁水和溶渣的储存铁水和溶渣的储存上部的热辐射、渣上部的热辐射、渣铁与焦炭的换热铁与焦炭的换热最终的精炼、渣铁最终的精炼、渣铁间的还原、脱硫、间的还原、脱硫、渗碳渗碳炼 铁 用 耐 火 材 料81.3 高炉炉衬用耐火材料的使用条件：（1 1）在高温下，不熔化、不软化、不挥发；）在高温下，不熔化、不软化、不挥发；（2 2）应具有能在高温、高压条件下保持炉体结构完整的强度；）应具有能在高温、高压条件下保持炉体结构完整的强度；（3 3）耐热冲击，耐磨损；）耐热冲击，耐磨损；（4 4）具有对铁水、炉渣和炉内煤气等的化学稳定性；）具有对铁水、炉渣和炉内煤气等的化学稳定性；（
6、5 5）具有适当的导热率，同时又不影响冷却效果。）具有适当的导热率，同时又不影响冷却效果。 高炉用耐火材料，必须对炉内的反应保持物理和化学上的高炉用耐火材料，必须对炉内的反应保持物理和化学上的稳定，应达到以下要求：稳定，应达到以下要求：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，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。种类、不同材质的耐火材料。炼 铁 用 耐 火 材 料9部位 材质炉喉 高铝砖炉身上部 粘土砖炉腰
7、 刚玉砖粘土砖 炉身下部 刚玉砖粘土砖 炉腹 刚玉砖粘土砖炉缸 碳砖及其保护层(高铝砖)炉底 周边下部为碳砖；上部为粘土砖；最底层为碳化硅砖炼 铁 用 耐 火 材 料101.4.1 炉身上部和中部用耐火材料 在炉身上部，其破损机理主要是由于布料和炉料下降带来的在炉身上部，其破损机理主要是由于布料和炉料下降带来的机械冲刷和随上升气流而在此聚集的碱金属所产生的化学侵蚀。机械冲刷和随上升气流而在此聚集的碱金属所产生的化学侵蚀。 在炉身中部，主要是热震破坏，其次是机械冲刷。在炉身中部，主要是热震破坏，其次是机械冲刷。炉身上部和中部侵蚀原因及对耐材的基本性能要求：炉身上部和中部侵蚀原因及对耐材的基本性能
8、要求：侵蚀原因对耐火材料的性能要求1.炉料下降过程的磨损2.上升煤气流的冲刷磨损3.碱金属侵蚀破坏4.CO的破坏作用1.耐压强度高2.抗碱金属侵蚀性好3.气孔率低4.氧化铁含量低选用耐火材料选用耐火材料：粘土砖、硅线石砖、致密粘土砖、高铝砖等。：粘土砖、硅线石砖、致密粘土砖、高铝砖等。炼 铁 用 耐 火 材 料11 高炉炉身过去一直使用高级粘土砖、高铝砖、莫来石砖、刚玉砖、高炉炉身过去一直使用高级粘土砖、高铝砖、莫来石砖、刚玉砖、硅线石砖、碳砖、石墨砖和半石墨砖等，但是从硅线石砖、碳砖、石墨砖和半石墨砖等，但是从7070年代开始使用碳化硅年代开始使用碳化硅砖，到砖，到19901990年为止，世
9、界上已有年为止，世界上已有6565的高炉使用了碳化硅砖，在炉缸直的高炉使用了碳化硅砖，在炉缸直径大于径大于12m12m的大型高炉中，有的大型高炉中，有6868的高炉使用了碳化硅砖。的高炉使用了碳化硅砖。 按照结合方式，碳化硅砖分别为按照结合方式，碳化硅砖分别为SiCSiC结合、结合、 SiSi3 3N N4 4结合、结合、SialonSialon结合和结合和SialonSialon- - SiSi3 3N N4 4结合的碳化硅砖。结合的碳化硅砖。7070年代末期和年代末期和8080年代初年代初期，主要使用期，主要使用SiCSiC结合的碳化硅砖，在结合的碳化硅砖，在8080年代末期，除日本之外，
10、年代末期，除日本之外， SiSi3 3N N4 4结合、结合、SialonSialon结合和结合和SialonSialon- Si- Si3 3N N4 4结合的碳化硅砖用量已占结合的碳化硅砖用量已占67.567.5。自。自19861986年以来，世界各国已有数十座高炉使用了年以来，世界各国已有数十座高炉使用了SialonSialon- Si- Si3 3N N4 4结结合的碳化硅砖。合的碳化硅砖。 由于碳化硅砖具有良好的导热性、高温强度、耐磨损性、抗碱性由于碳化硅砖具有良好的导热性、高温强度、耐磨损性、抗碱性和抗化学侵蚀性等，因此包括日本、美国、德国、英国等国家的高炉和抗化学侵蚀性等，因此包
11、括日本、美国、德国、英国等国家的高炉采用碳化硅砖都取得了很好的使用效果。例如，美国高炉寿命从原来采用碳化硅砖都取得了很好的使用效果。例如，美国高炉寿命从原来的的3 34 4年提高到年提高到8 81010年，日本大型高炉炉龄由过去的年，日本大型高炉炉龄由过去的5 56 6年提高到年提高到10101515年以上。年以上。炼 铁 用 耐 火 材 料121.4.2炉身下部、炉腰炉身下部、炉腰侵蚀原因及对耐材的基本性能要求：炉身下部、炉腰侵蚀原因及对耐材的基本性能要求：侵蚀原因对耐火材料的性能要求1.初成渣的化学侵蚀2.下降炉料的磨损3.金属铁的侵蚀破坏4.煤气流冲刷磨损5.热震引起的剥落1.抗渣侵蚀性
12、好2.抗碱金属侵蚀性好3.高温强度高4.导热性好5.气孔率低6.热震稳定性好 从炉身下部到炉腰的砖衬，既受下降炉料和上升高温高压煤气的磨损从炉身下部到炉腰的砖衬，既受下降炉料和上升高温高压煤气的磨损以及温度变化引起的热冲击，又受高以及温度变化引起的热冲击，又受高FeOFeO高碱度初渣的化学侵蚀，更为严高碱度初渣的化学侵蚀，更为严重的是碱金属和锌蒸气造成的碳素沉积和化学反应，使耐火砖组织脆化重的是碱金属和锌蒸气造成的碳素沉积和化学反应，使耐火砖组织脆化，失去强度。，失去强度。选用耐火材料：选用耐火材料：铝炭砖、碳化硅砖、热压小块炭砖及半石墨化炭铝炭砖、碳化硅砖、热压小块炭砖及半石墨化炭- -碳化
13、硅砖等。碳化硅砖等。炼 铁 用 耐 火 材 料131.4.3 炉腹用耐火材料炉腹带侵蚀原因及对耐材的基本性能要求：炉腹带侵蚀原因及对耐材的基本性能要求：侵蚀原因对耐火材料的性能要求1.高温煤气流的冲刷磨损2.热态渣铁的冲刷侵蚀3.高温破坏作用1.高温耐磨性好2.抗渣铁侵蚀性好3.导热性好炉腹处砌砖在冷却壁的冷却作用下，可以形成渣皮，起保护作用。炉腹处砌砖在冷却壁的冷却作用下，可以形成渣皮，起保护作用。选用耐火材料：选用耐火材料：高铝砖、铝碳砖、半石墨化碳高铝砖、铝碳砖、半石墨化碳- -碳化硅砖、热压小块碳砖、碳化硅砖、热压小块碳砖、SiCSiC结合结合SiSi3 3N N4 4砖等砖等。 炼
14、铁 用 耐 火 材 料141.4.4 风口区用耐火材料 风口区是高炉中温度最高的区域，由于高炉的大型化和强化冶风口区是高炉中温度最高的区域，由于高炉的大型化和强化冶炼技术的应用，致使大型高炉热风口顶部的热风动能很高；风口前炼技术的应用，致使大型高炉热风口顶部的热风动能很高；风口前的燃烧区域处于气流和焦炭的强烈扰动之中，因此，炉衬不仅受高的燃烧区域处于气流和焦炭的强烈扰动之中，因此，炉衬不仅受高温气流的冲刷，而且还受炽热焦炭和尘埃的磨蚀，以及含温气流的冲刷，而且还受炽热焦炭和尘埃的磨蚀，以及含FeOFeO很高的很高的初渣的化学侵蚀。另外现代的喷吹煤粉操作也无疑增加了对风口区初渣的化学侵蚀。另外现
15、代的喷吹煤粉操作也无疑增加了对风口区砖衬耐火材料的侵害。砖衬耐火材料的侵害。风口区侵蚀原因及对耐材的基本性能要求：风口区侵蚀原因及对耐材的基本性能要求：侵蚀原因对耐火材料的性能要求1.液态渣铁的冲刷侵蚀2.碱金属的侵蚀破坏3.煤气流的冲刷磨损4.氧化破坏作用1.抗渣铁侵蚀性好2.抗碱金属侵蚀性好3.抗O2、H2O氧化性好4.导热性好炼 铁 用 耐 火 材 料15风口区耐火材料：风口区耐火材料： 以前高炉风口区使用粘土砖、高铝砖、硅线石砖等。近年以前高炉风口区使用粘土砖、高铝砖、硅线石砖等。近年来来, ,在大、中型高炉的风口带普遍使用大的机压碳块砌筑，把在大、中型高炉的风口带普遍使用大的机压碳块
16、砌筑，把风口周围砌筑成对称的扇形体。但考虑到由于碱性物质作用风口周围砌筑成对称的扇形体。但考虑到由于碱性物质作用引起的变形，以改用抗碱性更好的碳化硅砖，如引起的变形，以改用抗碱性更好的碳化硅砖，如SiCSiC结合结合、SiSi3 3N N4 4结合和结合和SialonSialon结合结合SiCSiC砖。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衬同炉缸的砖衬砌成整体，为防止风口周围氧化的侵蚀, ,需需要用高铝砖、粘土砖或耐火混凝土的砌筑保护层以便防止烘要用高铝砖、粘土砖或耐火混凝土的
17、砌筑保护层以便防止烘炉和开炉过程中炭素材料的氧化。炉和开炉过程中炭素材料的氧化。炼 铁 用 耐 火 材 料161.4.5 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. .同时砌同时砌筑结构上要稳定筑结构上要稳定. .采用大块异型组合砖，砌筑时砖缝上下错开，每采用大块异型组合砖，砌筑时砖缝上下错开，每个单体
18、相互咬合，使来自炉内外的压力向四周传递，从而使整个个单体相互咬合，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。砌体受力保持平衡，达到砌体密封性和稳定性的目的。铁口区耐火材料：铁口区耐火材料： 过去高炉铁口区主要使用粘土砖、高铝砖、硅线石砖和大型过去高炉铁口区主要使用粘土砖、高铝砖、硅线石砖和大型碳砖，但这两种砖的抗碱性、耐剥落性和抗渣性不好，大型碳砖碳砖，但这两种砖的抗碱性、耐剥落性和抗渣性不好，大型碳砖抗氧化性不好。而近期开发出抗氧化性不好。而近期开发出ASCASC砖，使用结果表明其性能较好砖，使用结果表明其性能较好。 炼 铁 用 耐 火 材 料1
19、71.4.6 炉缸、炉底用耐火材料内衬侵蚀原因及对耐材的基本性能要求：内衬侵蚀原因及对耐材的基本性能要求：侵蚀原因对耐火材料的性能要求1.铁水溶蚀及渗透2.铁水环流冲刷侵蚀3.碱金属侵蚀4.热应力的破坏作用1.抗铁水溶蚀、抗渗透性好2.导热性好3.抗碱金属侵蚀性好4.气孔率低、微孔性 炉缸侧壁砌体出铁口以上受到铁渣的侵蚀作用，出铁口以下为炉缸侧壁砌体出铁口以上受到铁渣的侵蚀作用，出铁口以下为”死死铁层铁层”,”,长期受铁水侵泡，在炉缸壁与炉底的交界处受到铁水环流的冲长期受铁水侵泡，在炉缸壁与炉底的交界处受到铁水环流的冲刷作用。因此要求砌体具有良好的抗铁渣、铁水侵蚀能力和抗机械冲刷刷作用。因此要
20、求砌体具有良好的抗铁渣、铁水侵蚀能力和抗机械冲刷能力。能力。 目前国内大、中型高炉炉缸、炉底大多采用碳砖和碳砖陶瓷杯复目前国内大、中型高炉炉缸、炉底大多采用碳砖和碳砖陶瓷杯复合炉缸两种。合炉缸两种。 炼 铁 用 耐 火 材 料18陶瓷杯结构示意图陶瓷杯结构示意图炼 铁 用 耐 火 材 料19 高炉用陶瓷杯： 最早的陶瓷杯结构是法国沙佛埃公司的炉缸结构。其特点最早的陶瓷杯结构是法国沙佛埃公司的炉缸结构。其特点如下：在大块碳砖的内侧砌筑刚玉如下：在大块碳砖的内侧砌筑刚玉- -莫来石质的陶瓷杯；陶瓷莫来石质的陶瓷杯；陶瓷杯与碳块之间留有一定的间隙，用特制的捣打料充填，防止因杯与碳块之间留有一定的间隙
21、，用特制的捣打料充填，防止因材质的热膨胀率不同而造成结构应力的破坏。材质的热膨胀率不同而造成结构应力的破坏。 我国有多座大型高炉应用了法国的陶瓷杯，使用效果普遍我国有多座大型高炉应用了法国的陶瓷杯，使用效果普遍较好，炉底炉缸寿命大幅提高，在高冶炼强度的条件下，炉底较好，炉底炉缸寿命大幅提高，在高冶炼强度的条件下，炉底炉缸能确保安全生产。炉缸能确保安全生产。 国产陶瓷杯砖如刚玉莫来石砖，刚玉碳化硅砖等在大国产陶瓷杯砖如刚玉莫来石砖，刚玉碳化硅砖等在大、中型高炉上广泛应用。由于陶瓷杯砖的导热系数较小，对炉、中型高炉上广泛应用。由于陶瓷杯砖的导热系数较小，对炉缸的铁水有保温作用，因而能提高铁水温度，
22、降低能源消耗，缸的铁水有保温作用，因而能提高铁水温度，降低能源消耗，炉缸热量充足又利于高炉操作，提高铁水质量，因而陶瓷杯炉炉缸热量充足又利于高炉操作，提高铁水质量，因而陶瓷杯炉底炉缸结构得到迅速发展。底炉缸结构得到迅速发展。炼 铁 用 耐 火 材 料202.热风炉用耐火材料 我国现有的热风炉有四种形式：内燃式、外燃式、顶我国现有的热风炉有四种形式：内燃式、外燃式、顶燃式和球式热风炉四种。燃式和球式热风炉四种。内燃式热风炉内燃式热风炉外燃式热风炉外燃式热风炉外燃式热风炉优点：蓄热室内温度场分布较均匀，燃烧室内燃烧完全，结构稳定。外燃式热风炉优点：蓄热室内温度场分布较均匀，燃烧室内燃烧完全，结构稳
23、定。缺点：投资高、结构复杂和占地面积大。缺点：投资高、结构复杂和占地面积大。炼 铁 用 耐 火 材 料21炼 铁 用 耐 火 材 料222.1 2.1 热风炉炉衬损毁机理热风炉炉衬损毁机理 因热风炉的结构形式不同，炉衬的损毁情况也有差异，内因热风炉的结构形式不同，炉衬的损毁情况也有差异，内燃式热风炉最易损毁的部位是隔墙；外燃式热风炉则是燃烧室燃式热风炉最易损毁的部位是隔墙；外燃式热风炉则是燃烧室和蓄热室的拱顶、两室的连接过桥等高温部位。综合损毁原因和蓄热室的拱顶、两室的连接过桥等高温部位。综合损毁原因主要有以下三点：主要有以下三点：1. 1.热应力作用：热应力作用：热风炉炉衬和格子砖总是处于冷
24、热交变的状态热风炉炉衬和格子砖总是处于冷热交变的状态下，受热应力的作用，极易导致砌体产生裂纹、剥落、砌体下，受热应力的作用，极易导致砌体产生裂纹、剥落、砌体松动等破坏因素。松动等破坏因素。2. 2.化学侵蚀：化学侵蚀：由于燃烧用煤气和助燃空气中含有一定的碱性氧由于燃烧用煤气和助燃空气中含有一定的碱性氧化物（氧化铁、氧化锌等），这些物质附着于砌体表面，并向化物（氧化铁、氧化锌等），这些物质附着于砌体表面，并向内部渗透，逐渐与耐火材料发生化学反应，生成低熔物，降低内部渗透，逐渐与耐火材料发生化学反应，生成低熔物，降低了耐火材料的高温使用性能。了耐火材料的高温使用性能。炼 铁 用 耐 火 材 料23
25、3. 3.机械载荷作用：机械载荷作用：热风炉是一种较高的建筑物，蓄热室下热风炉是一种较高的建筑物，蓄热室下部格子砖承受的最大载荷高达部格子砖承受的最大载荷高达0.8MPa0.8MPa，燃烧室下部衬体承，燃烧室下部衬体承受的载荷也达受的载荷也达0.5MPa0.5MPa左右，在长期受热的状态下，砌体容左右，在长期受热的状态下，砌体容易产生较大的收缩变形，严重影响热风炉的使用寿命。易产生较大的收缩变形，严重影响热风炉的使用寿命。2.2 2.2 热风炉耐火材料的性能要求热风炉耐火材料的性能要求荷重软化点高荷重软化点高耐冲击性好耐冲击性好气孔率低气孔率低体积密度大体积密度大抗蠕变性能好抗蠕变性能好主要用
26、耐火材料有：粘土砖、高铝砖、低蠕变高铝砖、硅砖等。主要用耐火材料有：粘土砖、高铝砖、低蠕变高铝砖、硅砖等。炼 铁 用 耐 火 材 料24炼 铁 用 耐 火 材 料253. 高炉出铁场用耐火材料炼 铁 用 耐 火 材 料26渣铁分离渣铁分离炼 铁 用 耐 火 材 料273.1 3.1 高炉出铁口炮泥高炉出铁口炮泥 炮泥是用来封堵出铁口的耐火材料，目前多采用炮泥是用来封堵出铁口的耐火材料，目前多采用AlAl2 2O O3 3SiCSiCC C质材料，可分为有水炮泥和无水炮泥两大类。其中有水炮质材料，可分为有水炮泥和无水炮泥两大类。其中有水炮泥一般用于顶压较低、强化冶炼程度不高的中小型高炉；无水泥一
27、般用于顶压较低、强化冶炼程度不高的中小型高炉；无水炮泥则应用于顶压较高、强化冶炼程度较高的大中型高炉。炮泥则应用于顶压较高、强化冶炼程度较高的大中型高炉。 炼 铁 用 耐 火 材 料28出铁口炮泥：出铁口炮泥： 随着高炉尺寸和容积的增大，炮泥随着高炉尺寸和容积的增大，炮泥用耐火材料已由硅质变为高铝质；同样用耐火材料已由硅质变为高铝质；同样根据环境的要求，对传统的煤焦油成分根据环境的要求，对传统的煤焦油成分进行改进，以改善炉前作业环境；进行改进，以改善炉前作业环境； 为了延长出铁时间，研究者在炮泥中加入为了延长出铁时间，研究者在炮泥中加入SiCSiC、 Si Si3 3N N4 4和和含有特殊碳
28、的矾土质、电熔氧化铝质原料，使炮泥的性含有特殊碳的矾土质、电熔氧化铝质原料，使炮泥的性能有了极大的提高，出铁条件稳定，出铁口不扩径，铁能有了极大的提高，出铁条件稳定，出铁口不扩径，铁水和渣稳定流出，但是由于强度高，需要特殊的钻孔机水和渣稳定流出，但是由于强度高，需要特殊的钻孔机才能打开铁孔。才能打开铁孔。炉缸炉缸出铁口出铁口炼 铁 用 耐 火 材 料293.2 3.2 高炉出铁沟用耐火材料高炉出铁沟用耐火材料炼 铁 用 耐 火 材 料30 50 50年代，一般中、小型高炉的出铁沟均采用焦炭、粘土熟料年代，一般中、小型高炉的出铁沟均采用焦炭、粘土熟料，以焦油作结合剂的廉价材料，人工捣打成型。，以
29、焦油作结合剂的廉价材料，人工捣打成型。 从从6060年代起，为适应高生产能力大容积高炉的生产条件，开年代起，为适应高生产能力大容积高炉的生产条件，开发出了发出了AlAl2 2O O3 3-SiC-C-SiC-C质耐火材料，因其优异的耐剥落和耐侵蚀质耐火材料，因其优异的耐剥落和耐侵蚀性，显著提高了出铁沟的使用寿命。性，显著提高了出铁沟的使用寿命。 70 70年代后期以来，随着年代后期以来，随着AlAl2 2O O3 3-SiC-C-SiC-C质浇注料的研制成功和投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
30、性不同的多种不定形耐火材料。异、适应性不同的多种不定形耐火材料。 炼 铁 用 耐 火 材 料31高炉出铁沟用耐火材料的性能高炉出铁沟用耐火材料的性能和施工要求和施工要求高炉出铁沟用耐火材料的性能和施工要求高炉出铁沟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：火材料必须满足如下性能要求：1 1、具有优良的高温耐磨性，耐铁水和熔渣的冲刷能力强；、具有优良的高温耐磨性，耐铁水和熔渣的冲刷能力强；2 2、耐熔渣的化学侵蚀性和渗透性好，抗氧化能力强；、耐熔渣的化学侵蚀性和渗透性好，抗氧化能力强
31、；3 3、具有良好的抗热震性，抗爆裂性好；、具有良好的抗热震性，抗爆裂性好；4 4、重烧体积变化小，具有致密均匀的结构。、重烧体积变化小，具有致密均匀的结构。 根据高炉炉前施工和使用要求，出铁沟耐火材料必须满足根据高炉炉前施工和使用要求，出铁沟耐火材料必须满足以下条件：以下条件：1 1、良好的施工性能，可进行快速施工；、良好的施工性能，可进行快速施工；2 2、能够快速烘烤而不炸裂；、能够快速烘烤而不炸裂；3 3、在施工和使用中不产生有害气体，不污染环境；、在施工和使用中不产生有害气体，不污染环境；4 4、不粘渣铁，便于解体和修补。、不粘渣铁，便于解体和修补。 炼 铁 用 耐 火 材 料32 耐
32、火材料的发展与应用技术紧密相关。早在耐火材料的发展与应用技术紧密相关。早在9090年代，泵年代，泵送浇注施工作业是最重大的改进。泵送浇注既可节省时间，送浇注施工作业是最重大的改进。泵送浇注既可节省时间，又便于施工。又便于施工。 在大型高炉出铁场，渣沟通常浇注两层耐火材料。永久衬在大型高炉出铁场，渣沟通常浇注两层耐火材料。永久衬用铝矾土基用铝矾土基AlAl2 2O O3 3-SiC-C-SiC-C质浇注料，工作衬用电熔质浇注料，工作衬用电熔AlAl2 2O O3 3-SiC-C-SiC-C质浇注料。为了便于维护出铁沟用耐火材料，近期开发的采质浇注料。为了便于维护出铁沟用耐火材料，近期开发的采用喷
33、涂用喷涂/ /喷补技术施工的耐火材料性能良好，施工更加方便喷补技术施工的耐火材料性能良好，施工更加方便。该项技术既适用于低水泥浇注料，又适用于凝胶结合浇注。该项技术既适用于低水泥浇注料，又适用于凝胶结合浇注料，大大提高了出铁沟的使用性能。料，大大提高了出铁沟的使用性能。炼 铁 用 耐 火 材 料33四、铁水运输及预处理装置用耐火材料 铁水预处理是对炼钢用铁水进行脱硅、脱磷和脱硫处理，铁水预处理是对炼钢用铁水进行脱硅、脱磷和脱硫处理，主要在鱼雷式混铁车、铁水包和混铁炉中进行。主要在鱼雷式混铁车、铁水包和混铁炉中进行。 脱硅主要使用铁磷和石灰系处理剂；脱硅主要使用铁磷和石灰系处理剂； 脱磷主要使用
34、石灰系和苏打灰系处理剂；脱磷主要使用石灰系和苏打灰系处理剂； 脱硫主要使用石灰系处理剂。脱硫主要使用石灰系处理剂。 在三脱处理过程中，由于炉渣碱度增高，铁水冲刷，间歇作在三脱处理过程中，由于炉渣碱度增高，铁水冲刷，间歇作业造成温度波动等，加剧了耐火材料的蚀损，因此要求耐火材业造成温度波动等，加剧了耐火材料的蚀损，因此要求耐火材料应具有耐侵蚀、耐冲刷、抗热震和抗氧化等性能。料应具有耐侵蚀、耐冲刷、抗热震和抗氧化等性能。炼 铁 用 耐 火 材 料344.1 4.1 鱼雷式混铁车鱼雷式混铁车炼 铁 用 耐 火 材 料35炼 铁 用 耐 火 材 料36 鱼雷式混铁车具有运送铁水和进行铁水预处理两种用途
35、。鱼雷式混铁车具有运送铁水和进行铁水预处理两种用途。 早期鱼雷式混铁车所用耐火材料为致密粘土砖、高铝砖、早期鱼雷式混铁车所用耐火材料为致密粘土砖、高铝砖、莫来石砖、刚玉砖、白云石砖、红柱石砖、高铝碳化硅砖和莫来石砖、刚玉砖、白云石砖、红柱石砖、高铝碳化硅砖和镁碳砖等。镁碳砖等。 进入进入8080年代后改用年代后改用ASCASC不烧砖，随后日本在此基础之上在不烧砖，随后日本在此基础之上在ASCASC砖中加入砖中加入ZrOZrO2 2、石墨、石墨、AlAl等金属粉、硼硅酸盐玻璃、等金属粉、硼硅酸盐玻璃、 Si Si3 3N N4 4、 AlAl2 2O O3 3、AlONAlON、硅线石族矿物和叶
36、蜡石等，进一步、硅线石族矿物和叶蜡石等，进一步提高了提高了ASCASC砖的耐蚀性等性能。砖的耐蚀性等性能。炼 铁 用 耐 火 材 料374.2 4.2 铁水包用耐火材料铁水包用耐火材料 相对于鱼雷式混铁车而言，铁水包是一种适合于近距离运相对于鱼雷式混铁车而言，铁水包是一种适合于近距离运输的铁水预处理装置。输的铁水预处理装置。 大多数工厂，铁水包用耐火材料主要是大多数工厂，铁水包用耐火材料主要是AlAl2 2O O3 3含量在含量在60607070之间的高铝砖。最新开发的之间的高铝砖。最新开发的Al2O3-SiC浇注料使用寿命得到浇注料使用寿命得到提高。由于采用改种浇注料，其工作衬表面平滑不挂渣，耐提高。由于采用改种浇注料，其工作衬表面平滑不挂渣，耐热震性能好，而且包衬在使用过程中几乎不产生剥落。热震性能好，而且包衬在使用过程中几乎不产生剥落。
