高炉用耐火材料及耐火材料指标

高炉用耐火材料介绍

高炉用耐火材料部位有：炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸和炉底，炉缸部分有风口区和出铁口区，高炉用耐火材料种类有：耐火砖及不定形耐火材料。

1、高炉用耐火砖有：半石墨碳砖、微孔碳砖、复合棕刚玉组合砖、碳复合砖或微孔刚玉砖、烧成微孔铝碳砖、高铝砖、粘土砖等。

2、高炉用不定形耐火材料有：碳素胶泥、粘土浇注料、缓冲泥浆、喷涂料等。

三、高炉用耐火材料具体介绍

1、炉底用耐火材料有：半石墨碳砖、碳质捣打料、碳素胶泥

1.1半石墨碳砖理化指标及用途

项目		指标
体积密度，g/cm3 ≥		1.5
显气孔率，% ≤		17
耐压强度，Mpa ≥		30
抗折强度，Mpa ≥		8
抗碱性，级		U或LC
导热系数，W/m.k ≥	300℃	14
	600℃	16
用途		用于砌筑高炉炉底

1.2碳质捣打料理化指标及用途

项目	指标
固定碳，% ≥	80
施工温度，℃	常温
体积密度，g/cm3 ≥	1.6
耐压强度，Mpa ≥	10
导热系数，w/m·k ≥	16
用途	用于半石墨碳砖与冷却壁之间宽缝间隙的填充或炉底找平

1.3碳素胶泥理化指标及用途

项目	TJ-1A	TJ-1B
固定碳，% ≥	50	50
灰分，% ≤	10	20
挥发分，% ≤	39	30
水分，% ≤	1	1
挤压缝试验，≤	1	—
粘结抗折强度，Mpa ≥	3	5
用途	配合半石墨碳砖、微孔碳砖的砌筑高炉内衬

2、炉缸用耐火材料：微孔碳砖；炉缸陶瓷杯用耐火材料：复合棕刚玉砖、刚玉莫来石砖、碳复合砖、微孔刚玉砖（四种耐火砖选其一）

高炉炉缸用耐火砖

2.1微孔碳砖理化指标及用途

项目		RWTZ-1	RWTZ-2	RWTZ-3
体积密度，g/cm3 ≥		1.65	1.7	1.7
显气孔率，% ≤		15	14	14
常温耐压强度，MPa ≥		40	35	30
铁水溶蚀指数，％≤		20	18	18
抗碱性		UExcellent	UExcellent	UExcellent
透气度，mDa ≤		8	5	3
平均孔径，μm ≤		0.8	0.5	0.5
＜1μm孔容积，％≥		70	75	75
导热系数，W/m.k ≥	室温	7	/	/
	300℃	10	/	/
	600℃	12	20	30
用途		高炉炉缸缸壁砌筑

2.2.1炉缸陶瓷杯用耐火材料理化指标

项目	复合棕刚玉砖	刚玉莫来石砖
Al2O3，% ≥	78	80
SiC，% ≤	8-14	—
Fe2O3，% ≤	1	1.5
体积密度，g/cm3 ≥	2.9	2.85
显气孔率，% ≤	15	19
常温耐压强度，Mpa ≥	100	100
0.2Mpa荷重开始软化温度，℃≥	1660	1550
重烧线变化率，%	0-+0.2	±0.2
热膨胀率，%	0-+0.5	—
抗渣溶蚀率 % ≤	10	—
用途	高炉陶瓷杯砌筑

2.2.2炉缸陶瓷杯用耐火材料理化指标

项目	微孔刚玉砖		碳复合砖
项目	WGZ-1	WGZ-2	CA-1	CA-2
Al2O3，% ≥	80	85	70	75
C，% ≤	—	—	9	9
Fe2O3，% ≤	1	0.8	—	—
常温耐压强度，Mpa ≥	100	120	55	60
体积密度，g/cm3 ≥	3.1	3.2	2.7	2.85
显气孔率，% ≤	16	14	16	15
透气度，mDa ≤	1	0.5	1	0.8
铁水溶蚀指数，% ≤	1.5	1	2	2
抗炉渣侵蚀率，% ≤	8	6	3	2
平均孔径μm，≤	1	0.5	1	1
孔容积，% ≥	70	75	70	70
导热系数，w/m·k ≤	5	5	12	15
氧化率，% ≤	—	—	1	1
用途	高炉陶瓷杯砌筑

3、炉腹、炉腰用耐火材料：烧成微孔铝碳砖

3.1烧成微孔铝碳砖理化指标及用途

项目	指标
项目	RLT-1	RLT-2	RLT-3
Al2O3，% ≥	65	60	55
C，% ≥	11	11	9
Fe2O3，% ≤	1.5	1.5	1.5
体积密度，g/cm3 ≥	2.85	2.65	2.55
显气孔率，% ≤	16	17	18
常温耐压强度，Mpa ≥	70	60	50
0.2Mpa荷重开始软化温度，℃≥	1650	1650	1600
热震稳定性，次≥	100	100	100
铁水溶蚀指数，% ≤	2	3	4
透气度，mDa，≤	0.5	2	2
平均孔径，% ≤	0.5	1	1
孔容积，% ≥	80	70	70
抗碱性能，% ≤	10	10	15
导热系数，w/m·k ≥	13	13	13
用途	高炉风口区以上的炉腹、炉腰部位砌筑高炉内衬

4、炉身用耐火材料有：炉身冷区用高铝砖或烧成微孔铝碳砖；炉身无冷区用致密粘土砖或磷酸盐浸渍粘土砖

4.1炉身冷区用耐火材料理化指标

项目		高铝砖
项目		GL-65	GL-55	GL-48
Al2O3，% ≥		65	55	48
Fe2O3， % ≤		2	2	2
显气孔率，% ≤		19	19	18
常温耐压强度，Mpa ≥		58.8	49	49
0.2 Mpa荷重软化开始温度，℃≥		1500	1480	1450
重烧线变化率%	1500℃×2h	+0～-0.2	+0～-0.2	—
重烧线变化率%	1450℃×2h	――	――	+0～-0.2
耐火度，℃≥		1790	1770	1750
用途		高炉炉身砌筑

4.2高炉炉身无冷区用耐火材料理化指标

项目		粘土砖		磷酸浸渍粘土砖
		ZGN－42	GN－42	GLN－42
Al2O3，% ≥		42	42	41－45
P2O5，%≥		—		7
Fe2O3，%≤		1.6	1.7	1.8
显气孔率，% ≤		15	16	14
常温耐压强度，Mpa ≥		58.8	49	60
0.2 Mpa荷重软化开始温度，℃≥		1450	1430	1450
重烧线变化率，%	1450℃×2h	+0～-0.2	+0～-0.3	-0.2～0
耐火度，℃≥		1750	1750	1750
抗碱性，（强度下降率）%		—		15
用途		高炉炉身砌筑

5、炉喉用耐火材料有：粘土浇注料、缓冲泥浆

5.1粘土浇注料理化指标及用途

项目		YJ-CN-120	YJ-CN-130	YJ-NL-60
Al2O3，％≥		30	40	60
耐火度，℃≥		1610	1650	1720
体积密度，g/cm3 ≥		1.7	1.7	2.2
抗折强度，MPa ≥	110℃×24h	4	5	3.5
抗折强度，MPa ≥	1400℃×3h	5.0(1200℃)	6.0(1300℃)	—
耐压强度，MPa ≥	110℃×24h	—	—	9
耐压强度，MPa ≥	3h烧后	—	—	35.0(1450℃)
线变化率，%		±1.0(1200℃)	±1.0(1300℃)	±0.3(1450℃)
用途		浇筑高炉炉喉钢砖与炉壳之间

5.2缓冲泥浆理化指标及用途

项目		指标
SiC，% ≥		50
Al2O3，% ≤		20
耐压强度，Mpa ≥	110℃×24h	1
	1000℃×3h	0.25
体积密度，g/cm3 ≥		1.6-1.7
收缩率，% ≤		1
热态压缩率，% ≥		30
用途		高炉炉喉与炉身相接处

6、耐火喷涂料理化指标及用途

项目	FN-130	DH-140	XA-1	CCH-1
项目	中重质	重质	重质	致密质
Al2O3，% ≥	40	≥45	≥62	—
耐火度，℃≥	≥1530	≥1610	≥1730	—
耐压强度，Mpa ≥	≥19.6	≥24.5	≥39.23	≥39.23
耐压强度，Mpa ≥	≥19.6	≥24.5	1300℃×3h	900℃×3h
抗折强度，Mpa ≥	110℃×24h
	≥3.92	≥6.86	≥5.88	≥4.9
	热态烧后
	1300℃	1300℃	1400℃	900℃×3h
	≥0.98	≥0.49	≥0.98	≥7.8
烧后线变化率，%	1300℃×3h	1400℃×3h	1300℃×3h	900℃×3h
烧后线变化率，%	±0.1	±0.1	±0.1	±0.5
烧后体积密度，g/cm3	1300℃×3h＞1.65	1400℃×3h＞1.90	1300℃×3h	90℃×3h
烧后体积密度，g/cm3	1300℃×3h＞1.65	1400℃×3h＞1.90	＞2.3	＞2.0
导热系数，w/m·k	0.58-0.70	—	—	—
	[0.5-0.6]
	1300℃
用途	高炉炉身上半部分、炉喉、炉底碳砖表面

7、低温固化喷涂料理化指标及用途

项目	RDP-B1.5
Al2O3，% ≥	35
耐火度，℃≥	1540
体积密度，g/cm3（110℃×24h）≤	1.4
常温耐压强度，Mpa（110℃×24h）≥	15
常温抗折强度，Mpa（110℃×24h）≥	3
重烧线变化率，%（1300℃×3h）	±1.0
用途	高炉内衬与冷却壁之间缝隙的填充

8、无水压入泥浆理化指标及用途

项目	指标
水分，% ≤	1
固化温度，℃	70-80
固化时间，H	36-48
体积变化率，（150℃×50h）% ≤	1
体积密度，（110℃×24h）g/cm3 ≥	2.0
耐压强度，（110℃×24h）Mpa ≥	40
用途	高炉炉壳与冷却壁之间

四、高炉“陶瓷杯”优点

1、可提高铁水出铁温度，有利于铁水的再处理。

2、降低铁水的渗透，使内衬更完整。

3、减少出铁沟磨损，提高出铁产量。

五、高炉用耐火材料要求

1、根据不同的使用部位，耐火材料要求具有一定的耐火度。

2、具有良好的高温稳定性。

3、在长期的高温环境下，耐磨性能要好。

4、导热性好，可保护冷却壁与外壳不受侵蚀。

5、抗侵蚀、抗冲刷性能好。

六、高炉用耐火材料注意事项

1、使用符合质量标准的耐火材料，按照炉体部位使用相应的耐火材料。

2、砌筑高炉内衬，严格按照施工标准砌筑，确保内衬的完整性。

3、非同材质耐火材料禁止混合使用。

4、施工期间注意安全。

七、高炉内衬砌筑方式

1、高炉砌筑用耐火砖有直形砖和楔形砖，砌筑方式为“错缝砌筑”，要求不砍砖，如未达到要求可使用填缝料来调整。

2、炉底用碳砖砌筑，根据高炉砌筑设计进行砌筑工作，常见为三层。

3、陶瓷杯在耐火材料供应厂家预砌并编号后交付，预砌要求为：竖缝（辐射线）小于1㎜，水平缝小于1.5㎜、环缝小于2㎜。

4、风口、出铁口组合砖预组装，根据使用部位的要求预留砖缝，预组装编号后进行交付。

5、为保证砌筑质量，应严格要求耐火砖外形尺寸。由于耐火砖砌筑部位不同，砌筑砖缝大小也不同。砖缝要求：炉底、炉缸0.5mm，炉腹、炉腰、炉身下部1.0mm，炉身上部不大于1.5mm，炉喉不大于2.0mm，碳砖薄缝2.0mm。

6、高炉砌筑时，耐火砖与耐火泥浆、填缝料为同材质。

八、高炉烘炉工作

高炉内衬砌筑完毕后就需要进行烘炉工作，一般烘炉时间为13天，即升温6天，保温2天，降温（包括凉炉）5天。我们就高炉升温烘炉做简单介绍，烘炉其他工作可咨询瑞沃技术人员。

1、高炉烘炉参数：

项目	温度	风量	顶压	占用	温度界限
项目	区间℃	m3/min	MPa	时间h	炉顶℃	气密箱℃	2VS入口℃
升温	150~450	1500	0.02	144	300	70	60
保温	450	1500~2000	0.02~0.025	48	300	70	60
降温	450~150	1500~2000	0.02~0.025	72	300	70	60
凉炉	150~60	—	—	48	—	—	—

2、高炉烘炉注意事项

（1）采用热风炉烘炉，烘炉曲线的温度控制以热风温度为准。风口前端温度做参考，不做调节依据。

（2）烘炉废气由调压阀组后、水封前的放散阀及消音器入孔放出。炉顶放散阀仅在对烘炉进程做调剂时使用。

（3）严格控制炉顶温度和气密箱温度。在任何情况下不允许炉顶温度超过300℃和气密箱温度超过70℃。

（4）在炉顶温度、气密箱温度低于上限的情况下，在保持规定烘炉温度的同时，应争取使用较大的风量，以加速干燥过程。

（5）顶压一般可控制在0.02~0.025Mpa范围，用调压阀组进行控制。

（6）烘炉结束时间的终确定，应视实际烘干程度而定：各排气孔不再有水汽排出，且已持续一段时间；废气的湿度比较稳定，接近大气湿度。（差值小于1g/m3）

九、高炉开炉前工作事项

1、开炉前，对水、电、风、汽等系统及设备做好检查及试运行，保证各项设备正常运转。

2、确保炉内外耐火材料砌筑的烘炉工作。

3、准备质量好、数量充分的开炉料，要求水分少、杂质少，粒度均匀，还原性好。

4、高炉开炉前应在炉内人工做好泥包，高炉开始送风时，出铁口会呈喷吹状态，这时就需要使用炮泥进行堵塞，堵泥不能太多，炉铁的铁口比较难开，应视情况先用氧气烧开，再放铁水。

5、开炉工作一定要周到、安全。

十、高炉炉前操作注意事项

1、出铁水时及时开口，出铁完毕及时封口并打入无水炮泥，在高炉内形成泥包，泥包量视情况而定，瑞沃技术人员可负责在现场指导高炉操作人员。

2、注意操作安全与放铁水的时间。

十一、高炉炉衬日常维护

1、建立炉衬水温检测系统

（1）每班检测炉衬冷却壁进出水温度，并做记录。

（2）水温差出现异常要增加测量次数做记录。

2、优化炉料

（1）炉衬侵蚀是不可逆的，首先要确保炉料的品质，是减缓炉衬侵蚀的方法之一。

3、严格控制出铁管理

（1）优质出铁口用耐火材料可提高高炉出铁产量，降低炉缸内衬的侵蚀。

4、加强操作管理

（1）制定标准化高炉操作制度，要求每个岗位按照标准施行，杜绝个人失误造成炉况负面影响。

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