隨著(zhù)高爐冶煉的技術(shù)的不斷提高，對耐火材料的要求也更高，研究高爐耐火材料是否易破損的要求越來(lái)越高，高爐耐火材料也應該滿(mǎn)足高爐冶煉的要求。高爐設計選擇耐火材料時(shí)應重在結構合理、選材適當、配置優(yōu)化。高爐各部位耐材內襯應與各部位的熱流強度相適應，以保持強熱流的沖擊下內襯的整體性和穩定性，高爐各部位耐材內襯應與各部位的侵蝕破損機理，即爐料的磨損、煤氣的沖刷、堿金屬的侵蝕、渣鐵水的熔蝕等相適應，緩解內襯破損速度，以達到高爐長(cháng)壽的目的。

1、高爐用耐火材料特點(diǎn)                   

1.1風(fēng)口組合磚

高爐用風(fēng)口組合磚， 必須要關(guān)注耐火材料的砌筑質(zhì)量以及實(shí)物質(zhì)量。某鋼鐵廠(chǎng)高爐風(fēng)口組合磚采用過(guò)自結合SiC 磚、硅線(xiàn)石磚和D級大型組合磚，其4號高爐、2號高爐(第二代)使用的硅線(xiàn)石磚抗剝落性不理想，1號高爐(第三代)使用的自結合SiC磚的抗堿性和抗渣侵蝕性都優(yōu)于前者， 3號高爐使用的是D級大型組合磚。風(fēng)口組合磚的性能如表1所示。

表1風(fēng)口組合磚理化性能

 1.2爐身耐火材料

隨著(zhù)時(shí)代不斷變化，冶金技術(shù)不斷提高，某鋼鐵廠(chǎng)高爐設計時(shí)對爐體耐材的選擇發(fā)生了較大變化，3號高爐在爐體耐材配置上爐體冷卻壁的鑲磚主要為碳化硅結合氮化硅磚， 耐磨性能較好； 爐體采用了耐磨的賽龍SIC磚、4號高爐、2號高爐(第二代)及1號高爐(第三代)爐體使用導熱性能良好的石墨磚和碳化硅相結合，爐腹至爐身中下部?jì)纫r，該部位工作條件惡劣，但銅冷卻壁以其優(yōu)異的導熱性能在熱面上形成穩固的渣皮，較好地保護冷卻設備。因此，設計在銅冷卻壁熱面滿(mǎn)鑲導熱性較高的氮化硅結合碳化硅磚，爐腹部位內襯承受著(zhù)化學(xué)侵蝕、沖刷、熱震，其工作條件惡劣，對高爐壽命影響較大。設計在該區域采用耐磨性能和抗渣堿侵蝕能力良好的氮化硅結合碳化硅磚。爐身中上部?jì)纫r主要受爐料和煤氣流的沖刷及堿金屬沉積產(chǎn)生的化學(xué)侵蝕，工作條件優(yōu)于爐腹和爐身下部。某鋼鐵廠(chǎng)高爐爐身部采用過(guò) 剛玉磚、Sialon結合剛玉磚、鑲嵌SiC磚的冷卻壁、Sialon結合SiC磚、Si3N 4結合SiC磚、石墨磚等。

1.3鐵口組合磚

某鋼鐵廠(chǎng)目前生產(chǎn)中的4座高爐鐵口組合磚采用的是熱壓小塊碳磚，所不同的是3號高爐和1號高爐(第三代)出鐵口孔道由熱壓小碳磚直接砌筑而成，4，2號高爐出鐵口孔道由熱壓小碳磚砌筑后鉆孔而成。熱壓小塊碳磚，除抗氧化性稍差外， 其耐堿性、抗剝落性等均較好。某鋼鐵廠(chǎng)高爐鐵口組合磚曾經(jīng)采用過(guò)硅線(xiàn)石磚、AI2O 3-SiC-C磚、大塊超微孔炭BC-8SR磚和熱壓小塊碳磚NMD的理化性能見(jiàn)表2。

表2鐵口組合磚理化性能

1.4爐底爐缸耐材

對于爐缸爐底易受鐵水、鋅和堿的滲透，最重要的是選擇氣孔細微的耐火磚。由于通常所用碳磚的氣孔孔徑較大，鐵水滲透甚為嚴重。微孔碳磚氣孔的平均直徑由原來(lái)一般碳磚的4~5pm降到0.3um，降到0.05pm即稱(chēng)超微孔碳磚，其機械強度、抗鐵水性能、高溫性能隨之提高。表4比較了普通碳磚和微孔碳磚的性能。某鋼鐵廠(chǎng)爐底爐缸結構有日本NDK的大塊碳磚結構、美國UCAR的大碳塊加熱壓小碳磚結構和法國SAVOIE的陶瓷杯加日本NDK大碳塊結構以及德國SGL大碳磚加美國UCAR熱壓小碳磚結構。隨著(zhù)高爐冶煉技術(shù)發(fā)展， 某鋼鐵廠(chǎng)高爐設計時(shí)對爐缸耐材的選擇發(fā)生了較大變化，高爐爐底采用了陶瓷墊、石墨碳磚結合大塊碳磚，爐缸側壁為熱壓小塊碳磚。熱壓小塊碳磚可以利用磚縫膠泥吸收耐火磚的高溫熱膨脹，從而減小磚的高溫熱應力。

2、高爐維護用耐火材料 

高爐維護用耐火材料主要是噴涂料、灌漿料和硬質(zhì)壓入料等不定形耐火材料。

表3普通碳磚和微孔碳磚的性能比較

2.1噴涂料

隨著(zhù)耐材技術(shù)和自動(dòng)化裝備技術(shù)的進(jìn)步，現在可以應用濕法噴涂材料及熱態(tài)遙控自動(dòng)噴補技術(shù)，不僅可以修補爐身內襯，而且可以造襯，大大延長(cháng)高爐使用壽命，二者的結合成為高爐噴補先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢。對露出的爐墻進(jìn)行噴補造襯一般是在降低料線(xiàn)情況下，特別適合高爐上部無(wú)料部位與大面積的爐墻修補，必要時(shí)料線(xiàn)可降至風(fēng)口以下，對整個(gè)爐墻進(jìn)行噴補造襯。從上世紀80年代起高爐噴補就在日本、西歐等企業(yè)廣泛應用。摩根、派力固、美國銘得、美國美固美特、日本黑崎等企業(yè)具備先進(jìn)的高爐噴補技術(shù)。高爐噴補是在冷態(tài)還是在熱態(tài)下施工，都有半干法噴補和濕法噴補兩種。半干法噴補：噴補料(骨料、粉料、結合劑、添加劑)通過(guò)高壓空氣送至槍口附近，同時(shí)水也輸送至該處，水與料經(jīng)過(guò)快速混合，噴射到需修補的高爐內襯表面.濕法噴涂：噴補料與水事先在攪拌機內混合好，成為可以泵

送的自流料，再通過(guò)高壓泵、管道等運送至噴補槍頭。在槍頭噴出同時(shí)加入液態(tài)的促凝劑，與濕料迅速混合，噴至修補面。

2.2灌漿料

高爐生產(chǎn)以后，爐缸周?chē)即u逐漸受到侵蝕，當爐缸側壁電偶溫度上升或鐵口周?chē)懊簹饣鸫蟮臅r(shí)候，需要對爐底爐缸進(jìn)行灌漿(向耐火磚與爐皮之間灌漿)。目的是防止爐殼與耐火磚之間產(chǎn)生間隙，保證良好的導熱性能，以便冷卻發(fā)揮效果.壓入料根據使用的不同部位，結合不同的耐材內襯，從材質(zhì)上可分為：鋁硅系、鋁硅隔熱系、碳-碳化硅系、碳質(zhì)系，從使用部位分為爐身上部水系、非水系；爐身下部至爐缸處非水系。見(jiàn)表4.

表4各種壓入料使用部位

2.3硬質(zhì)壓入料

傳統的壓入維修：一般選用水泥結合的高鋁質(zhì)壓入料， 泵側壓力一般2~3MPa， 爐側壓力一般小于0.5MPa。壓入料施工體硬化遲緩，高水分蒸發(fā)容易炸裂，材料氣孔率高，強度低，因而壽命較短。由于壓入料受到爐內溫度和壓力設備的限制， 進(jìn)行壓入維修的部位在高爐爐身中部以上全部有爐料的部位。硬質(zhì)壓入維修：機側壓力18.8MPa， 爐側壓力為5MPa， 相當于普通壓入設備的10倍， 壓入維修后使用壽命3個(gè)月以上， 使用在爐身中下部、爐腰、爐腹部位有爐料的區域，采用復合樹(shù)脂為結合劑，強調材料的耐磨性、施工作業(yè)性、適當的硬化時(shí)間、擴展性和與內襯良好的粘結性。1992年某鋼鐵廠(chǎng)從日本引進(jìn)硬質(zhì)壓入技術(shù)，利用高爐定修，對鐵殼紅熱及溫度較高部位(爐身中下部)進(jìn)行了壓入造襯作業(yè)。隨著(zhù)某鋼鐵廠(chǎng)高爐休風(fēng)周期的延長(cháng)(從最初的1個(gè)月到現在的4個(gè)月)，壓入工藝也作了一定的改進(jìn)，體現在：壓入設備的改進(jìn)，壓入料的改進(jìn)等，硬質(zhì)壓入造襯技術(shù)，以其簡(jiǎn)便、快捷、有效的特點(diǎn)，已成為某鋼鐵廠(chǎng)高爐內襯日常維修最常用的手段之一。高爐每次休風(fēng)時(shí)爐身開(kāi)孔，壓入硬質(zhì)壓入料。某鋼鐵廠(chǎng)的硬質(zhì)壓入技術(shù)，不僅適用冷卻板式高爐，而且經(jīng)過(guò)近幾年的努力，已經(jīng)可以適用于冷卻壁式高爐，并結合微型冷卻器技術(shù)的應用，大大提高了硬質(zhì)壓入造襯技術(shù)的適用范圍及造襯效果。

3、結語(yǔ)

高爐耐火材料的改進(jìn)，目的是高爐壽命更長(cháng)、更安全、無(wú)事故。高爐耐火材料的選擇是與高爐爐底、爐缸和爐身各部位的冷卻系統相一致的。