高炉是一种炼铁设备。铁矿石和焦炭按比例从炉顶混入高炉。在下风口,高温高炉风(1000~1200℃)进入高炉,在高炉内发生氧化还原反应,生成铁渣。含铁炉渣从高炉下铁口流出,实现铁、渣分离。炉渣进入水渣沟,水渣冲入干渣坑。铁水或用于继续炼钢,或送往铸铁机。最后,高炉煤气通过除尘设备排出。这就是高炉炼铁的全过程。
随着各国钢铁工业的发展和进步,高炉逐渐向大型化、高效化和长寿化发展。对于高炉炉衬所用的耐火材料也提出了更高的要求。例如,良好的耐火度、高温稳定性、密度、导热性、耐磨性和抗渣性等。
目前,高炉使用的耐火材料品种繁多,由于炉况的影响,各部分使用的耐火材料也不尽相同。
炉喉部分:耐火材料用作合理织物的保护衬。温度为 400~500℃。受炉料的直接冲击和摩擦作用,气流冲刷作用稍轻。因此,可采用致密粘土砖、高铝砖、粘土浇注料或喷涂料进行砌筑。
炉体部分是高炉的重要组成部分,用于加热和还原炉料。这部分炉体受到炉料的冲刷和高温气流的严重影响。炉体中部的温度为 400~800℃。在不受渣侵蚀的情况下,主要受上升尘气的冲刷、热冲击、碱锌和碳沉积物的破坏等影响。因此,该部分的中上部采用致密粘土砖、高铝砖、抗剥落耐磨磷酸盐粘土砖、高铝砖和硅砖砌筑。下部用致密耐磨粘土砖、高铝砖、刚玉砖和碳化硅砖砌筑。
炉腹是上升气流的缓冲区。部分炉料在这里变成炉渣。因此,炉衬受到炉渣的严重侵蚀。炉顶温度高达 1400~1600℃,炉底温度高达 1600~1650℃。受高温辐射、碱侵蚀、热尘上升炉气等综合影响,这里的耐火衬损坏严重,应选用抗渣侵蚀强、耐冲刷磨损的耐火材料。炉腹可采用低气孔率粘土砖、高铝砖、石墨砖、碳化硅砖、刚玉砖等进行砌筑。
炉锅是铁水和炉渣的承载部位,风口区最高温度在 1700 ~ 2000 ℃,炉底温度在 1450 ~ 1500 ℃。除了高温的影响,炉缸内衬还受到炉渣的侵蚀和铁水的冲刷。炉缸风口部位可采用刚玉莫来石砖、棕刚玉砖、硅线砖进行砌筑。炉渣铁水接触热面用刚玉莫来石砖、棕刚玉砖;冷面用致密碳砖、石墨半石墨碳砖、微孔碳砖、模压碳砖。侧壁使用棕刚玉低水泥预制块。炉底采用石墨半石墨碳砖和微孔碳砖砌筑。
此外,高炉出铁沟区域还可使用粘土砖、碳化硅砖、石墨砖、电熔刚玉浇注料、碳化硅浇注料和铁沟热喷修补材料。沟盖采用低水泥和高铝浇注料。撇渣器区域使用低水泥刚玉浇注料。摆动喷嘴的耐火材料与铁沟类似。出渣沟可使用稍低的材料。