隨著工業(yè)化的進(jìn)程，現(xiàn)代大、中型高爐一般要求1代爐齡達(dá)到10年（甚至15年）。因此，對耐火材料-耐熱鋼材的品種和質(zhì)量都提出了非常嚴(yán)格的要求。由于在高爐內(nèi)部各個區(qū)域的反應(yīng)條件、承受的熱沖擊、工作狀態(tài)、溫度波動、侵蝕機理等不盡相同。要求使用的耐火材料-耐熱鋼材也不同，其材質(zhì)應(yīng)作相應(yīng)的變化。

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今天為大家介紹高爐各個部位（爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸爐底、出鐵口、出鐵溝）所使用到的耐火磚類型以及選擇的依據(jù)。

高爐爐襯的侵蝕線和損毀原因。
可以看出，侵蝕為嚴(yán)重的部位是爐腹、爐腰及爐身下部的襯里，這些部位的過早損壞將導(dǎo)致高爐中修或者大修。所以，耐火材料-耐熱鋼材的品種、質(zhì)量好與壞直接關(guān)系到一代高爐壽命，直接影響了高爐的產(chǎn)量及經(jīng)濟效益。

目前，高爐用耐火材料-耐熱鋼材的品種很多，爐身中上部一般采用性能優(yōu)異的粘土磚或高鋁磚，爐身下部、爐腰及爐腹則多用碳質(zhì)制品、碳化硅磚、莫來石磚、剛玉磚等特種耐火材料-耐熱鋼材（特別是近發(fā)展起來的碳化硅磚在高爐上的應(yīng)用獲得了成功）。同時，其他不定形耐火材料-耐熱鋼材也得到了廣泛的應(yīng)用。

爐喉用耐火材料-耐熱鋼材

爐喉主要起保護(hù)爐襯、合理布料的作用。這一區(qū)域主要受爐料直接沖擊和摩擦作用，但煤氣流的沖刷相對較輕。因此，爐喉一般多用性能優(yōu)異的粘土磚或高密度的高鋁磚砌筑，但該磚使用壽命短，因而還采用耐磨耐撞擊的鑄鋼保護(hù)板，即所說的爐喉鋼磚。

爐喉部位也有采用粘土磚或耐火澆注料作內(nèi)襯的，也有采用碳化硅磚的。另外，在高爐爐喉及保護(hù)板以下部位、直吹管和煤氣升降管等部位，均可采用噴涂法進(jìn)行修補。在新建高爐時，上述部位也可以采用噴涂法進(jìn)行筑襯，施工效率高，質(zhì)量好。

爐身用耐火材料-耐熱鋼材

在爐身上部和中部，由于溫度較低（400-800℃），無爐渣形成和渣蝕。主要承受爐料沖擊、煤氣沖刷磨損、堿金屬侵蝕及碳的沉積作用。所以該部位主要采用低氣孔率的優(yōu)質(zhì)粘土磚及高鋁磚。特別是在耐火材料-耐熱鋼材品種增加和質(zhì)量提高的情況下，高爐爐襯壽命都大為延長。

俄羅斯高爐爐身主要采用致密粘土磚或高嶺土磚；美國大型高爐起步較早，但進(jìn)展緩慢，到目前為止，煉鐵主要是采用中型高爐，其爐襯主要是采用致密粘土磚，個別高爐也采用高鋁磚或特種耐火材料-耐熱鋼材砌筑；德國、法國、意大利等國的高爐爐身部位，一般采用粘土磚或高鋁磚砌筑；英國高爐爐身仍然采用粘土磚砌筑，使用壽命約為 1 年，即每個爐役可煉100多萬噸生鐵。

高爐用粘土磚和高鋁磚的性能

這些磚一般是采用低鐵低堿耐火原料，經(jīng)高溫或高壓成型的。因此，體積密度高，氣孔率低，荷重軟化溫度高和高溫強度大。

綜上所述，爐身中、上部主要采用優(yōu)質(zhì)粘土磚和高鋁磚。但是隨著大中型高爐操作條件苛刻化和大幅度延長高爐壽命制度的確立，該部位要求采用在耐剝蔣性和耐磨性方面都很優(yōu)異的耐火材料-耐熱鋼材。因此，在爐身上部還可采用磷酸鹽結(jié)合的粘土磚，上部和中部還可采用硅線石質(zhì)耐火磚和耐剝落性優(yōu)異的高鋁質(zhì)耐火磚。

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然而，在高爐爐身段易損壞的部位是爐身下部，該部位已為國內(nèi)外大多數(shù)高爐的實踐所證明。因為這部分區(qū)域是熱交換較多的區(qū)域，爐料下降的摩擦作用，煤氣上升時粉塵的沖刷作用，堿金屬的侵蝕作用都很嚴(yán)重。因此，要求有良好的抗渣性、抗堿性、耐磨的優(yōu)質(zhì)粘土磚、高鋁磚、剛玉磚及碳化硅磚。

我國近10年來，國內(nèi)對高爐用耐火材料-耐熱鋼材的研究和開發(fā)取得了許多成果，Si3N4-SiC磚、鋁碳磚和微孔鋁碳磚、半石墨碳磚、自焙碳磚、不定形耐火材料-耐熱鋼材等都已得到了廣泛應(yīng)用，特別是氮化硅結(jié)合碳化硅磚在國內(nèi)20 多座高爐上得到了廣泛應(yīng)用，該磚大都是在爐身下部砌筑。

Si3N4-SiC磚理化性能

綜上所述，國內(nèi)外高爐的生產(chǎn)實踐證明，在高爐爐身下部采用碳化硅磚做內(nèi)襯，有助于延長爐齡，提高熱效率。因為碳化硅材質(zhì)不與熔渣起反應(yīng)，也沒有結(jié)瘤現(xiàn)象。因此，它是一種較為理想的有發(fā)展前途的高爐爐襯用耐火材料-耐熱鋼材，很值得在高爐上推廣應(yīng)用。

爐腰用耐火材料-耐熱鋼材

爐腰起著緩沖上升煤氣流的作用。爐腰區(qū)域的溫度高（1400-1600℃）熔渣大量地形成，渣蝕嚴(yán)重；堿金屬、含塵熾熱煤氣上升對爐襯的沖刷作用、物料摩擦作用都加劇，因此爐腰部位一般選擇抗渣侵蝕性強、耐沖刷的耐火材料-耐熱鋼材。

我國高爐過去在爐腰部位選用粘土磚和高鋁磚砌筑，但隨著高爐大型化及高強化冶煉的發(fā)展，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)。所以，有的高爐也在爐腰部位采用了Si3N4-SiC磚，如鞍鋼11號高爐 , 1代和2 代均在爐腰部位進(jìn)行了碳化硅磚砌筑，使用效果較為明顯。因此，一般來說，如有條件可在1000立方米以上的高爐爐腰段采用Si3N4-SiC磚砌筑。但在1000立方米以下的高爐上，也可考慮用碳化硅磚砌筑，但必須同時改進(jìn)冷卻器結(jié)構(gòu)和材質(zhì)，采用軟水（或純水）閉路循環(huán)冷卻，在操作上控制邊緣氣流。只有技術(shù)配套，才能充分發(fā)揮碳化硅磚的作用。

爐腹部位用耐火材料-耐熱鋼材

爐腹聯(lián)結(jié)著爐腰和爐缸，這一區(qū)域溫度更高，其下部爐料溫度約在1600-1650℃，氣流溫度更高。渣的侵蝕、堿金屬的作用、物料沖刷都加大。所以，爐腹部位歷來都是高爐壽命短壽的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，它要求耐火材料-耐熱鋼材不僅具有良好的抗堿抗渣性，而且要具有耐高溫性能。

過去以高鋁磚和剛玉磚砌筑者居多，但現(xiàn)在多選用碳化硅制品。日本在高爐爐腹和風(fēng)口區(qū)域部位試用了純度高、導(dǎo)熱性好和耐侵蝕性強的高級耐火材料-耐熱鋼材，如電熔高鋁磚、合成莫來石磚、剛玉磚等，使用效果比較顯著。德國在爐腹部位試用了各種耐火磚，如半石墨磚、電熔高鋁磚、莫來石磚、直接結(jié)合或氮化硅結(jié)合的碳化硅磚等。

總之，國內(nèi)外高爐的實踐表明，在爐腹部位包括風(fēng)口區(qū)多用粘土耐火磚或硅線石耐火磚，近年來取而代之的是耐堿性優(yōu)異的、強度較高的碳化硅耐火磚和碳化硅風(fēng)口組合磚。

爐缸爐底用耐火材料-耐熱鋼材

爐缸是盛裝鐵水和熔渣的地方，并燃燒焦炭產(chǎn)生大量煤氣，為高爐還原制造初始條件。爐缸部位特別是風(fēng)口區(qū)是高爐內(nèi)溫度高的區(qū)域，其溫度在1700-2000℃以上，爐底溫度一般在1450-1500℃范圍內(nèi)。爐缸內(nèi)襯除受高溫作用外，還主要受到渣鐵的化學(xué)侵蝕與沖刷，爐底主要以鐵水的滲入侵蝕為主。所以，爐缸爐底的侵蝕大多為“蒜頭狀”或平鍋底狀侵蝕。

基于上述原因，在選擇爐缸、爐底用耐火材料-耐熱鋼材時，應(yīng)采用抗渣鐵侵蝕性強、抗堿性能強、抗鐵水滲透性好的優(yōu)質(zhì)耐火材料-耐熱鋼材。特別是爐缸、爐底的碳質(zhì)材料必須具有很高的抗?jié)B透性、導(dǎo)熱性、抗化學(xué)侵蝕性等，借助冷卻壁的冷卻作用，將1150℃等溫線（鐵水凝固線）盡量推向中心，在碳磚熱面能夠形成一層保護(hù)性的“渣皮”或“鐵殼”，使碳磚免受滲化學(xué)、沖刷、熱應(yīng)力的破壞，以延長其使用壽命。所以為關(guān)鍵的就是要求碳磚具有優(yōu)異的抗?jié)B透性和高導(dǎo)熱性。

我國于1970年在高爐上采用全碳磚爐底，隨后發(fā)展成為碳磚或高鋁磚滿鋪爐底，周圍采用大塊碳磚砌筑的形式，基本上達(dá)到了預(yù)期效果。但是隨著高爐冶煉的強化，我國大多數(shù)高爐爐缸爐底受到侵蝕，直接威脅著高爐的一代壽命。究其原因，爐缸碳磚的理化性能指標(biāo)欠佳，從而導(dǎo)致爐缸碳磚的環(huán)裂和斷裂加劇，為滲渣滲鐵創(chuàng)造了有利條件。