髙炉常用的耐火材料分类及耐材基础知识

1、髙炉常用的耐火材料 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：高铝砖B 碳质耐火材料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C 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。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 咼铝砖或磷酸浸渍的粘土砖。吸碳反应2C02-C0+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

2、，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：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3045kg之间,B 热压小块炭砖，炉底设陶瓷垫一一散热型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

3、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）项目单位指标值耐火度C1790显气孔率%19体积密度G/cm32.5常温耐压强度MPa58.80.2MPa荷重开始软化温度C1500重烧线变率(1500Cx2h)%00.2化学成分A12O3%65Fe2O3%2.0(2)嵌氧化硅结合碳化硅砖(10-12段冷却壁)项目单位指标SiC70%Si N3 421%体积密度g/cm32.65%耐压强度MPa170抗折强度MPa55显气孔率14%导热系数(1000C)W/m.K18依据标准根据GB/T和YB/T有关标准检验。(2)微孔铝碳砖性能要求(6-9段同冷却壁)项目单位指标Al O2 360%FeO2 31.5%C12%体积密度g/cm32.68显气孔率15%常温耐压强度MPa60常温抗折强度MPa150.2MPa荷重软化开始温度C1650300C导热系数W/m.K14透气率MDa5氧化率1%抗铁水溶蚀100C2%（3）刚玉莫来石陶瓷垫理化指标项目单位指标值体积密度g/cm33.0透气度mDa5.0Fe2O3%1.0显气孔率%1

4、5常温耐压强度MPa120A12O3%880.2MPa荷重软化温度C1700耐火度C1790重烧变化率（1500Cx3h）%00.1熔渣蚀%10抗铁水溶蚀%1.0常温抗折强度Mpa25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欷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。（ 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

5、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。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冋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，

6、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剝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 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 用熔渣侵蚀量皿皿或表示。硅砖硅砖系指SiO2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Al2o3和SiO2为基本 化学组成的耐火材料。根据制品的A12o3含量不 同可分为三大类：(1) 半硅质耐火材料：A12o3含量为15%30%;(2) 黏土质耐火材料：A12o3含量为30%-46%;（3）高铝质耐火材料：A12O3，含量为大于 46%,根据我国原料组成待点，一般大

7、于48%。 对A12O3含量大于90%的高铝质制品又称为刚 玉质耐火材料。半硅质耐火材料半硅质耐火材料是指SiO,含量大于65%, A12O3，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 A12o3 含量大于 48%的硅酸铝质耐火材 料。通常按照 A12o3 含量将高铝质制品分为三 类：I 等（A12O3含量75%）、II 等（A12O3含 量 65%75%）和皿等（A12O3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

8、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 的需求微孔炭砖微孔炭砖是以髙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 由无定形碳为主要组成的称为炭素耐火 材料；炭砖（炭块）和炭素糊1. 原料低灰分（小于8%）的无烟煤和灰分少、强度高、挥 发分少而无水的煤焦、煤沥青焦和石油沥青焦。 2性质 游离碳三9499%，其余为灰分 常温耐压强度3060MPa，耐磨性好 碳不熔化，3500C升华 膨胀率低（34） X 10-6C-1 导 热 性 好 3001000 C 导 热 系 数 27. 5477W/mC 抗热震性好 抗侵蚀性好 抗酸、碱、盐、有机物 易溶于铁水中，增碳 易氧化（空气中350C就开始氧化） 由结晶型石墨为主要组成的称石墨耐火 材料；是由石墨为主要原料和主要组成的耐火制 品。主要品种为石墨粘土制品此外还有石墨碳化硅制品 1原料：石墨3560%粘土熟料04%结合粘土3060%2. 石墨 具有比无定形碳更高的高温性质 不熔化，3704C挥发 不溶于酸碱盐溶液，具有抗金属液和熔渣 侵蚀的性能 低膨胀率 3. 34X10-6C

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