高炉各部位使用的耐火材料
（1）炉缸
炉缸的主要作用之一是安全地容纳铁水，炉缸耐火材料在温度大于 1500℃时，必须保持足够的稳定。因而炉缸炉底部位要选用抗
铁水渗透、熔蚀性好、抗碱金属侵蚀、导热性好的炭砖，可用热压小块碳砖取代大块碳砖，或在碳砖上面砌筑陶瓷环，陶瓷杯材料
主要技术性能碱表 1。另外，半石墨产品已经用于炉缸、炉墙。半石墨砖具有较强的应力吸收特性和较高的导热性，可以大大减少
耐火材料炉衬的径向温度梯度。
表 1 陶瓷杯耐火材料主要物理性能
材质
体 积 密 度 /
(g/cm
3
)
显 气 孔
率/%
抗 压 强
度/MPa
抗 压 强
度/MPa
荷重软化
温度/℃
重烧线变
化率/%
热导率/
[W/(m·K)]
化学成分/%
w(Al
2
O
3
)
w(Fe
2
O
3
)
莫来石质
≥2.50
≤20
≥60
≥1600
+0.1
≥70
≤1.0
刚玉莫来石质 ≥3.35
≤18
≥55
≥20
≥1650
≤1.0
≥2.25
≥88
≤0.3
国外新建及新近大修的大型高炉炉底、炉缸结构形式主要有以下几种：在炉底炭块上砌陶瓷垫材料，炉缸采用热压小块碳砖；典
型的陶瓷杯结构，炉底碳砖上砌莫来石砖，炉缸侧壁砌筑刚玉质大型预制块或塞隆结合刚玉砖，炉缸砌筑优质碳砖或微孔碳砖
炉底、炉缸耐火材料主要采用大块碳砖，石墨碳化硅砖和大块碳砖的主要技术性能见表 2.关键部位采用微孔或超微孔碳砖，炉底
碳砖上砌 1~2 层陶瓷砖。
表 2 普通大块碳砖和石墨碳化硅主要技术性能
材质
体积密度/
(g/cm
3
)
显 气 孔
率/%
抗 压 强
度/MPa
抗 压 强
度/MPa
热导率/
[W/(m·K)]
化学成分/%
w(SiC)
w(F.C)
A
d
V
d
普通碳砖
≥1.5
≤20.0
≥35
≥8
≥90
≤8.0
≤1.0
石墨 SiC 砖 ≥1.9
≤19.0
≥35
≥7
≥20.0
≥20.0
≥50
（2）风口区和炉腹
风口区和炉腹是高炉内温度最高的区域。风口前产生的高温煤气以很高的速度上升，其温度在 1600℃以上。1450~1550℃的高温铁
水和炉渣经炉腹流向炉缸，各种冶金反应在这个区域剧烈进行，这个区域要求耐火材料耐高温、耐炉渣的侵蚀、抗碱性好、抗二氧
化碳和水的氧化。用于这个部位的耐火材料有：刚玉砖、铝碳砖、热压半石墨碳砖、SiC 砖、Si
3
N
4
结合 SiC 砖、Sialon 结合 SiC 砖
Sialon 结合刚玉砖。现在 SiC 系列砖表现出了较长的使用寿命。
（3）炉腰和炉身下部
“
”
炉腰的炉身下部是高炉软熔带根部所在位置，这里温度高，但形不成渣皮或形不成稳定的渣皮 自我保护 。耐火材料经受剧烈的
温度波动、初成渣的侵蚀、碱金属、锌的侵蚀、高温煤气流的冲刷、下降炉料的磨损、二氧化碳、水的氧化、一氧化碳的侵蚀等，要求
耐火材料热震稳定性好、耐高温、抗碱性好、抗胡渣侵蚀能力强、抗氧化、耐磨、导热性号。曾用于该部位耐火材料有高铝砖、刚玉砖、
铝碳砖、SiC 砖、Si
3
N
4
结合 SiC 砖、Sialon 结合 SiS 砖、热压石墨碳砖、半石墨碳-碳化硅砖、Sialon 结合刚玉砖等。迄今为止，还没有找
到一种完全能够满足这个部位工作条件的耐火材料。目前这个部位所以能持续工作十年以上，主要是靠控制边沿气流和强化冷却
相对来说，铝碳砖、SiC 砖、Si
3
N
4
结合 SiC 砖、Sialon 结合 SiS 砖、Sialon 结合刚玉砖等有较好的使用效果。如果能保证足够强的冷却
系统配置，采用石墨砖也是应用趋势。炉腹、炉腰和炉身下部用耐火材料的主要技术性能见表 3.
表 3 炉腹、炉腰和炉身下部用耐火材料的主要技术性能
材质
体 积 密 度 /
(g/cm
3
)
显气孔率
/%
抗 压 强
度/MPa
抗 折 强
度/MPa
热导率/
[W/(m·K)]
化学成分/%
w(Al
2
O
3
)
w(SiC) w(F.C)
刚玉砖
≥3.2
≤15
≥55
≥20
≥85
Si
3
N
4
结合 SiC 砖
≥2.6
≤16
≥170
≥40
≥70
Sialon 结合 SiC 砖
≥2.65
≤16
≥170
≥16
≥70
Sialon 结合刚玉砖
≥3.15
≥120
≥80
石墨砖
≥1.75
≥15
≥30
≥17
≥100
≤
灰分 0.25 ≥95