高炉关键部位耐火材料的性能对高炉炉龄寿命有重要影响

高炉关键部位耐火材料的性能对高炉炉龄寿命有重要影响

高炉炉衬耐火材料要承受高温热震作用，炉料、煤气的冲刷及磨损，碱金属的侵蚀，炉腹以下还受到铁水和炉渣的侵蚀、冲刷。Si₃N₄结合SiC砖和SiAlON结合Si C砖因抗碱侵蚀性优于其他材料且具有良好的抗热震性、耐磨性、高温体积稳定性等而被广泛应用。国内高炉炉身下部、炉腰及炉腹已多采用Si₃N₄结合SiC砖，而美国及欧洲国家的高炉多采用SiAlON结合SiC砖，均取得较好的应用效果。

随着高炉装备技术的不断发展，高炉使用铜冷却壁后，高炉寿命的限制性环节逐渐从炉身下部、炉腰、炉腹等高热负荷区域转向炉缸，炉缸部位逐渐成为高炉性能的薄弱环节。高炉炉缸通常采用陶瓷杯+炭砖复合技术。为了延长炉缸寿命，提高耐火材料性能及合理配置是关键。高炉炉缸炉底长期遭受铁水和熔渣的侵蚀，且长期存贮高温铁水，无法修补，因此对高炉陶瓷杯及炉底炭砖的性能提出了更高要求。

此外，高炉风口耐火材料除了遭受强气流冲刷外，还受到热震的强烈影响及碱性气氛的侵蚀，经常需要进行修补，甚至需要更换，也影响高炉的顺行。铁口区工作条件恶劣，采用与炉缸材质相匹配的铁口组合砖砌筑，有炭质、半石墨碳-碳化硅质、莫来石质、碳化硅质等。随着高炉炼铁的发展，高炉用耐火材料不断地被开发、应用，涌现出许多耐火材料新技术，值得关注探讨。

2、高炉的基本结构和冶炼工艺

高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。各部位的温度为：炉底一般为1450～1500℃，炉缸部位特别是风口区为1700～2000℃，炉腹、炉腰区域为1400～1600℃，炉身上部为600～800℃。高炉炼铁示意图如图2所示。

高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂（石灰石），从位于高炉下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下，焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）同鼓入空气中的氧燃烧生成一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中将铁矿石还原成铁。