焦爐爐門(mén)磚耐火材料已由傳統的粘土質(zhì)、輕質(zhì)隔熱材料向耐火性能更好的堇青石、莫來(lái)石以及堇青石復合材料方向發(fā)展。爐門(mén)磚耐材除了要具備常規耐材性能外，還要具有比爐墻磚更好的耐火性能，包括抗熱震性能、較低的傳熱系數和密度、耐侵蝕及抗結碳性能等。

1、傳統的粘土磚 

傳統粘土磚價(jià)格便宜、強度高，是早期焦爐耐火材料的主要選擇。粘土磚導熱系數相對較高，一般在1~1.28W/(m·K)范圍內，保溫效果相對較差；且粘土磚內氣孔相對較多，熱膨脹性明顯，抗熱震性不好，使用壽命偏低。目前，國內外焦爐爐門(mén)磚已不再將粘土質(zhì)作為首選材料。

  2、輕質(zhì)隔熱材料 
  輕質(zhì)隔熱材料導熱系數低、密度小。20世紀90年代，國內某些焦化廠(chǎng)開(kāi)始采用輕質(zhì)磚代替傳統粘土磚。濟鋼焦化廠(chǎng)曾采用聚輕質(zhì)爐門(mén)磚取代原粘土爐門(mén)磚，爐門(mén)磚導熱系數明顯變小，爐門(mén)磚減薄50mm后爐門(mén)表面溫度降低20℃以上，爐頭熱損失降低，機焦側爐頭焦炭質(zhì)量得到改善。宣鋼焦化廠(chǎng)曾采用輕質(zhì)漂珠磚代替粘土、堇青石襯磚，機焦側爐門(mén)磚重量分別減輕0.58t、0.65t，且由于輕質(zhì)漂珠磚導熱系數低，爐頭溫度顯著(zhù)提高30℃左右，在降低煉焦耗熱量的同時(shí)節省了加熱煤氣的用量。

輕質(zhì)材料除了自身質(zhì)量較輕外，還包含有氣孔，但是顯氣孔過(guò)多容易致使煉焦過(guò)程中煤焦油、碳素等滲透至磚孔隙中，降低耐火材料的耐蝕性能。為此，武漢科技大學(xué)曾研究了氣孔結構參數與輕質(zhì)磚熱導率的關(guān)系，結果表明，添加漂珠可顯著(zhù)增加輕質(zhì)磚的閉氣孔，但開(kāi)氣孔變化不大，輕質(zhì)磚的熱導率隨著(zhù)總氣孔率的增大呈指數關(guān)系減小，小于150μm范圍內的氣孔與熱導率的相關(guān)性最好。為了克服聚輕質(zhì)爐門(mén)磚強度低的問(wèn)題，加強型聚輕質(zhì)爐門(mén)襯磚被研發(fā)與使用。不同爐門(mén)磚耐火材料理化性能指標如表1所示。

表1不同爐門(mén)磚耐火材料理化性能指標

3、堇青石復合型耐火材料                    

堇青石(2MgO?2Al2O3?5SiO2) 屬鋁鎂硅酸鹽礦物，耐火材料中的堇青石一般均為人工合成。堇青石具有較低的熱脹系數、較小的熱導率，同時(shí)又有較強的抗壓能力，是目前焦爐爐門(mén)磚上最常用的耐火材料之一。

表2堇青石復合型爐門(mén)磚耐火材料理化性能

早期的堇青石一般由工業(yè)氧化鋁、粘土、高嶺土、滑石、鋁礬土、焦寶石等合成。堇青石具有優(yōu)良的熱穩定性，但其高溫荷重性能相對較差，為了更加完善堇青石的高溫性能，目前研究較多的是堇青石復合型材料，包括堇青石-莫來(lái)石復合材料、粘土-熔融石英、鎂鋁尖晶石-堇青石復合材料、莫來(lái)石-氧化鋁復合材料等，這些耐火材料的性能明顯優(yōu)于堇青石材料，具體見(jiàn)表2.

隨著(zhù)高爐大型化以及富氧、噴煤等技術(shù)的發(fā)展，高爐用焦炭質(zhì)量的穩定成為了制約高爐穩定順行的關(guān)鍵因素。焦爐爐門(mén)磚的保溫效果、壽命直接影響焦爐機、焦兩側焦炭的質(zhì)量；焦爐操作機械化、自動(dòng)化要求爐門(mén)磚長(cháng)壽化；加之環(huán)保標準愈加嚴格，以往焦爐爐門(mén)冒火、冒煙現象勢將遭到杜絕。因此，焦爐爐門(mén)磚不僅要有良好的耐火性能，還要具有保溫效果好、耐侵蝕、整體性能穩定等特點(diǎn)。