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1、 j：黼 用 耐火材 料薛 麓展 现 状奄 研究 弃爱 警势 鼍 傅绍漯 I 1 誓 一 _ 中国科技情掘 重庆分所 耐火槠辩是离揭技 术尤其是冶金、玻璃、水泥，陶 瓷 机械熟加 工、石 油化工 动 力和 国防等工业部 门中构筑高 温设备必不可 少 的 基本 材料。特 剐是 在冶 金工业发 展的历史 进 程中，每一次重大的工艺演变都伴 随着耐火 材料 的新品种 的开发 与使 用。当前，随着高 l炉大型化和冶炼的强化等大型设备和治蝙瓶 技 术 的广泛采用，耐 火材料质量 的好坏 已成 为提高冶炼设备寿命、降低 铁 承 杂 质 的 关 键。0 乒某 0 襄 咧 封 鹰 提 菏持艨 效果的“功 能材
2、料”和冶炼设备 的重要组 成部 件。t 钕 所周知 随着高炉容积 的扩大，冶炼 强度 的提高，高炉炉衬所承 受的侵 蚀 日益严 重。特别是高 炉炉 身中、下部和炉底更容 易 掼埔 i 詹为决定高炉代寿命韵 关键 目前 我 国高炉寿命较短，一般说来，每2 N4 年就 要 中修一次，以l O 0 0 m 容 积高炉为 铡，中修 4次需要停 O 天，费 用 逡1 0 多万 直接 的和间接的经济损失是很大的。目 前国外大，中型 高炉 在炉 身 中、下部采用优 质S i C耐 火砖 砌筑，炉底和 炉缸采用石墨 化 碳 或微 孔碳块砌 筑，高炉一代炉龄可迭 1 O 年(甚至高 迭1 5 年)以上无 中修。
3、由此可 见，高炉用耐 火材料质 量好坏所带来 的经 济效 益 是 非 常 可 观 的 ，矗炉用耐 火材料的发展 现状 一 装入 的铁矿石 与炉内的焦炭、气 体 发 生反 应，依次进行 还原和熔化，熔体向炉底 方向 流 八炉缸。由于高炉 内部各个 区域发生 的反 应和 温度是不相 同的，各个 区域使 用的耐 火 材料 也不一样，所 以应尽可能开发研究符台 高炉 内部各 个 区域反应条件 下提 出的特嫌 的 面 太 材料 炉衬形 状 检擞 技术 i 够隶 卜 技术 等 要求 以适应高炉正常操作，延 长高炉使 用寿命 的需 要。蕾；l过去誊七多年盼嘏式蛉担高妒和鹫式 冷却高炉所 使 用 的耐火材料的
4、变 博堀秀，白物 火材料(一般指 牯土质耐疋精料 翱高锻质膏 火材料，-与总耐张衬 糯毒缸氧城 四十年代的7 0 呖和6 0 分别下降到本七廷 的5 O 呖和2 O，而月还有逐年下降 的趋势。与 此橱威 黑蝤 精癣 捆 蚊 碳宣 溶 耙l 硅系为主的耐火材料)与总耐 火 材鼽 比 率，正 在逐 年增加 通 过实际操 作表明，由、千采用热 等翠高的 钕蔡或碳 熊 亲甜 灾材 斟，可 以显著 提高高炉的使用寿命。随着钢 铁增产 的同时，要求 高炉设备大 型化，5 0 0 0 m 容积 的高炉类型，早在本世纪 七十年代就 巳建成投产。该类型的大型高炉 一般都 在采 用高压操 作、复合送风和高温送 风
5、 等高效率的对策措 施后，虽显著 提高了高 舻 冶炼强度，增加了生产率，但是高炉炉 衬所承 受的侵蚀 日益加剧，特别是高炉炉身 巾、下 部和炉底 的损坏程度更 为严 重。1 9 7 3 目前国外大、中型高炉，在炉身申，下年霸l 9 9 年两次石油危机后，一些发选目家 部采用 优质 s i c 耐火 砖砌筑，再 加上冷妪 钢铁产量(苏 联除外)有所下降，与此丰 日 统 的改善 和高 炉操 作技术 的改进，高 炉一拽 反，一些发展 中国家的钢 铁工业 急起 直追，炉龄i 1 选1 0 1 5 年 以上无 中修。通过高 炉设 备和操 作情况看H J，从 炉顶 2 得到 迅速 发 展，使 世 界 钢
6、铁 工 业 格 局 发 生 r 变 化。发 展 中周 家 为 使 自 己荆 铣 工业 迅 速 发 维普资讯 http:/ 照，必然也要采用先进技术和大型设备，目 此曾询 发边 国家 引进 先进 技 术 和 设备 为 此，一 些发达 国。家(例如 日本)高炉制造 商 映定制造：l 氐 价 梅的、稳定操作韵、寿命长的 高护，印要求 今后 制造 的l高炉 中修 间隔 时间 e 高炉炉龄)延长到 l 5 年 以上。另一方面，高 炉生 产效率 _方面来说，广 透开展和使用 高特魔的、可以实施 的人工 智能操 作管理系：镜 对高护生 产 过程进行仔细 的、严格韵 爵整 和控错，以期 实现生产效率高、成本低
7、和 稳 定化操 作的 目的。为实现上述 目标，现代化 的大、中型 高炉对耐 火材料 的品种和 质量都 提出 很严 格 睑要涑 而且，由于高炉内部 各个 区域 的反 应条件 不 同，温度 范围波动较 大，各个 区域承受 的热 冲击也币 相同，因 此 要求使 用的耐 戈 材料也 不 相同。下面就高 炉 内部不 同区域所使用 的耐 火材斟 加 以简介 廪罔科 利肆 高炉点火后不久或。者 由_ 于捧 作温度 变 化引起 的热 应力，使l炉底 耐 火材料发 生危 裂，铁水侵八 网状 武龟裂 处 和接缝l姓，或者在 铁水侵入 的同时 碱和锌 也侵八。铁水侵入可 引起耐 火砖上 浮 化学 侵 蚀可 引起耐火
8、聘脆 化屡 的扩展，从而 引起 高 炉炉底 耐 火材料发生严重 损坏。另外 在 调查 出铁 口下部禳认为是“于，口 墅 局部 侵蚀的解剖谚子时 患观最次 侵 蚀处发生 在 腻出错阳删斓 龋剿 甚嘞聩烛范 内。这 一事实说鹳 了由于采 用过 冷却 方法使炉底 中央部 位生成结诧 从而便铣 水在 炉床 内产 生铁水 流 馕謦冰 流可使妒 底耐火 材料发生 异常 的熔损 考 虑到炉痣 耐火 材料 损坏形态，。要求开，发具有 耐铁水露蚀性，耐铁 术浸|透 性，酣碱 l性 客积稳定性和透宦的导热性扮炉_底用耐 必材料。本l世纪 五十年 代初，高炉炉底采用 碳块耐 火材料。目前高炉 炉底 从炉底 上部 开
9、始)所 甩盼耐吠材料是 以粘土砖，高 铝 质 砖 碳块胸形式为主流。采用粘土 质 耐 火砖 的目的，主要羟保护高炉点 火初期下 部层耐 戎辛 料 觉遭 侵蚀。高铝质耐 龙砖主要是因 为 具有 较好的绝热牲(保温性 可起勤耐缺求 侵 址性的作甩一目 一 翡正在确究和设计在这些 耐火材料层内部 的最 终 的傍聩路 线，并把嘬 终 的侵蚀路 线作为生 产大型耐火 砖的标 准。在砌炉 方接_方面，由于采佣 了攫蜘 耐火 砖 的 1方祛，所以 防止 了耐畎砖 上 浮，同时确保 结哥 每 体 的稳定 性。曲于碳块 对炉 痈 冷 却 有 利，所 以周 前大、中型 高炉炉 底都采 用大 型 碳块耐 火材 料
10、并采 用监 砌法。碳块作 办高 炉护底 用锚构 1材料，可确保锆 构 体 的 稳 定 性。根据 碳块 使用情况籀 现 若在无媚媒 中 舔姐A I O。，可捷高碳挟耐铁水侵 蚀 性。试 验 结果证明，铁水窖积溶损指 数 随 破 块 丰 A 0。添加量增加而下酶，“l硼南 添加 量越 大，碳块耐铁水侵蚀性就越好，但是(ifi 僦 性和导热 性明 显 下 降。为此，对A d 加 量应该控错 在一定 范围内，以保持 聩蛲 的综 合 性能。研究发现。碳块I中A乜 添 船，基在-l 0 啪 以下 时，碳块耐铁 水侵蚀性 好，丽其它 的综合性能也不下降。所以旧前人们正在积 极开发研究既能提 高耐馈 水侵铀性
11、 好的、又 能使蒜它 盼畅理牲能不致下侮的碳块作为_稿 炉炉底用耐 火材料。高炉护底部分也可以采用雨定形耐火材 料。与疟 望 酷成碜耜忱 幂窟 螽 未 伙材料具 有如下持。在扮虢护 时可以选择最佳的 适瘟于靠卫案件诸如伪注、喷 捺 溶 嫌 抹)灌筑(浇筑 等 方法，；呵以进 韵 漱 化 施工。因】f匕 并淀 形耐尤糟料鼹有摧罩疼怯 穑单灵括 适应性 随 礴 蠲磷 咖 罔 硪轻劳 动强魔、工期短 等诸 多优点。阿，朵用不 定形耐火材料拘 篪蜘壁蛙，在熄辇串坶设 与护壳 相连接前 补强 材 料，以1 增加 壁婚强 度 =因此 可 以扮矧 常 璺厨丽又经济的棱厚 的炉壁。由 币不定形耐 地材料 的这
12、些优点，高炉抑憔采 用宅档 嘞 映 与护 壳之阃捣 碎料 的壳填 密度瓤可绵性，在罅承缓 鞋就抽的 同对，挺高 蒿炉l护壳懈部弱 冷却放果 目 前，世 界备 国都 在大 力毋 越和研制 物理 性能 3 维普资讯 http:/。瘦的苯定形耐J大村斟，其中日本尤 为突 出6日l本斌火材料使辟 i 量中不定形耐火材科 约 占一 半(4 5 嘶以上)。另一方面 通过实践证实，耐 火材料 的 气 孔直径选I p m时，铁 水发生浸 透。如 果减 小耐 火材料 的气 孔直梧，就会 太提高耐 火 材料 的耐 铁水浸透性。关于这方面 的研究 结 果，曾有资料报道，I I】在碳块 中添加氧化铝 微褂，焦油浸 渍
13、，添加 盒属硅，碳块 在热处 理 中曲 于 生 成 S i C品 颓，从而 达 到 减 小耐 火 材料 的气孔 直径和提高耐 火材科耐 铁水浸透 性的 目的。目前正 在进 行的这方面的研究 1：作 不 局 限 于 碳 块 耐 火 材 料，也适 合 高铝 质 耐 火 材 料。出铁 a甫耐火材料 巾于铗 口受到铁 水、炉渣 碱 的侵 蚀 柏 磨 损，及 从 1叶 铁开 始 粥铁 结束时的温度变化 的热冲 击，出铁。口处的耐 j火材 受到 霞 损坏。为 了力求 防 E 高 炉 漏 气 要 求 高 炉 结 构 稳 定：容 积 稳定 性氍减小砌缝，所以高炉用耐火砖正在 向大型化 方向发展。从 过 去 如
14、 铁 r 使 甲帕 耐 火 材 料 情 抛 来 看，作 为实际成绩 的材质 有粘=质耐 火砖、高锅质耐火砖。日前 隙继 使用上 述耐 火砖 外 主 要研 究 和 使 用 性 能 特 别 优 异 的 A1 0 一 s i C-C 质 或 碳 块 等 所 谓 黑 物 耐 火 材料。由 于 采取改 善这些耐 火材料 与树脂 配合的料浆 材 料等 措施，减 少了出铁 口的出铁 次数，延长 _出铁 时 闻，从而减小了耐 火时料 的损耗。目前正 在向提高生产率方向发展。风 口匿甩膏 火材 辑 风 口区一般都处 在2 0 0 0 以上 高 温 下，承 受 很 大 的 热 应 力 晾承受如 象雎捧等物理损坏讣
15、，：屙时还 耍承受由_子碱、锌 碳 沉积等化学侵 蚀而遭 受更 为 严重的损坏。还要受 到气流和熔体的 冲 击损坏，作为结构体用耐止 材料经 常发 生 损坏 和漏气等重大故障 问题。这种 故障 可以 过 去 使用 的粘 土 质 耐 火砖 或硅 线 l石耐 火砖 的损环 情况得 证 实。但是，近来诹 而代之 蒋耐 火材料是耐碱 性优 异的、强度较高 的碳!化硅耐火砖。由手对大型化形状的炉内衬结 构 进行 了改进，从而消除 了风 口区气流和熔 体 的冲击损坏和漏气 等故障。炉身、炉曩、炉厦 用 峡材 辩 考 虑 到 这些部位的耐火材料 要承 受 由于碱、锌、炉渣 的侵 八和碳的沉积而引起的化学侵
16、蚀，加上 由于热风通 过时所 引起 的温度急用 变化 而产生 的热 冲击破坏 及 由于物剌摩擦等 的 物理损坏，过去这 些部位 使用的耐火材料损 坏很严霸，为此 造成高炉停风 的例 子是很 多。过去，这些 邦位使用的耐火材料提以粘 士质耐 火砖、高铝 磺耐火砖、纯铝质耐 火砖 为主体，井伴随着强制冷却和结构改进。日 l 正 在积 极研制和改进耐火材 料。这些部位 正在逐步转 向采用_s i c C质耐 火 砖 S i C质 耐 火砖等高 圾耐 火树科。另外，本 世纪六十年代 初 某焦 i 厂曾 采用高铝质可铸耐火材料对 高炉炉壳侧部 进 行压锗 修补。其 雷在 改进施工 方法、支撑的 同时 谋
17、求 在材料 方而扩=：施 工方法、增加 总温度区域 内耐 火材 料。强度和热导率。具 体说来，目前 正在开爱研究 以水玻璃 或氧 化 铝为无机车 l 9 牯台剂 的高铝质可铸 耐火材料 或 采用树艏粘台剂的压铸 修补技术，叫提高高 炉耐 火材科 损环 时的修 补效果。繁辩纛麓和炉身上、中部鼻|耐火转辩 该部位用耐 火材料主 要准 受炉料 冲击、磨 损或热冲击(最高迭5 0 mi n)，或者 受到 碱、锌的侵 入、碳豹 沉积而 遭 受 损 坏。过 去，该 部位主 要采用气孔率较侮的高级耐火 牯土砖。目前随着大、中型高炉操 作条件苛 化 和大幅 度延 长高炉寄命 静 J 度的确 立，核 部位要求采
18、 用在耐剥藩 性和耐磨性方面帮根 德异 的耐 火材料。目前正在采用硅线石质耐 火聘和耐 剥落格优异的 高铝质耐火砖。写一方面，对高炉装料 系统也进行 了改 进，目前 采用耐热钢板制造小 型化 的、可更 按的、水 冷式 矿 i 装料 系统。这些部 位前 修补拽术从七十年 代就开始 实用 化了。采 用 一 维普资讯 http:/ 再 犍 秀 习 1 才 斗 三 可铸耐火材料 进行热喷 涂修 补，或是在该部 位损坏较严重 的情 况下采用预 先浇铸 成预制 板 的办法进行大 面积的型面修复(修补)。热 喷涂修补 时，由于采 用设备 自动化，所以提 高 了材料 面上 的粘附率，同时还可 以采用 添 加不
19、锈钢丝等补 强材料等措施，可 望提 高修 补部分 的强度。在损坏较严重 的大面积 的型 面修复 时，在预制板之 间 或者 预制板与残 存的内衬 之 间，采 用可铸耐火材 料 进 行 喷 撩，或采用可铸耐 火材料 进行压 铸，完全可 以达到修复 目的的要求。另外，该部位也可 以采用不定形耐火材料，例如，1 9 8 5 年开炉 的 日本钢 管公司福山钢 铁广 2号高炉，在炉 身上 部约6 m处采 用高 强度的可铸 的 不 定 形 耐火 材料 进行施工 由此实现了没有砌缝的 整体结构 和低气孔 率的高炉。所 以，福山钢 铁厂实现 了提高高炉耐 蚀性 耐磨性 和低成 本 的 目 的。高炉的冷却技术 从
20、大、中型耐火 材料承受 负 荷 原 理 出 发，目前认 为改善大，中型高 炉 的 冷 却技 术，选择支撑方式和今天 已经采用 的先进技 术 的操 作实践与选择高质量的耐火材料 同等 重要或者更 为重要。目前世界高炉的冷却类 型主 要有t板式(卧式)冷却、壁式(立式)冷却、喷水 冷却 和管道冷却 四种类 型。本文 囊 1试鞋 用对史肆的质量特性 主 要弁绍 前两种冷却方 式。板式冷却高炉 据有关资料报道，截 至1 9 8 8 年6 月1 日，高炉 炉身 中，下部采用板 式冷却 比壁式冷却 多1 倍(即2：1)。但 是从 新 建 高炉和改建 的高炉情 况来看，世界上采用 壁式冷却 方式的高 炉数量
21、正在逐年增多，与 此相反，板 式冷却方式的高 炉 正 在 逐年减 少。这是 因为板式 冷却和壁 式冷却 的高炉，其 耐火材料砌筑方式不 同 的 缘 故。一般说 来，在板式冷却 方式的高炉 中，耐火材料是 砌 筑在高炉 的钢壳上，一旦耐 火材料被侵蚀 后，板 式冷却 器会过早 地暴 露 出来 从而增 加高炉的热损失和 冷却板 的 维 修 费用。在 1 9&2 年于德国亚琛市 召开的高炉耐 火 材料学 术讨论会上，鲍尔等人指 出，一座暴 露的板 式冷却方式的高炉，其 热流 量约 优一座 有隔 热装置 或被保护起 来 的扳式 冷却方式的高炉 的热流 量大1 3 倍。所以，一座 板 式 冷 却高 炉，
22、若耐 火材 料的 质量不高而遭 受侵 蚀，从 而使 冷却板暴 露，高炉不仅热流量 损失 过多，而且 也影 响高炉的整体寿命。从 这观点来 看，改善板式 冷却高炉用 的耐火 材料和 使用 新 的高质 量盼耐 火材料，对扳武挣l却 高炉是 至 关重 要的。1 5 7 4 年在新 日本钢 铁公司室兰 钢铁厂3 号高炉 中，对各 种耐 火材 料 的厨量 进行 了埋八试 验。试验结 果表明，各 种耐 火 材料在板式冷 却高炉 中使用 后 的平均 剩余尺、特性和成分 压缩强度，热导率 化学成分，晒 标称比重 假 比重 表观气孔率 种类、MP a-粘 土 砖 2 6 7 2 2 7 l 5 1 6 0 0
23、l 1 5 A 1 j O3。4 3 纯铝 砖 3 8 5 3 1 4 1 1 5 1 4 0 0 3 0 A1 i ，0 9 -高 铝 砖 3 1 9 2 4 8 l 4 2 8 0 0 2 0 柚 i ，5 6 s ic-c 砖 2 3 5 1 9 9 I l 5 5 l 4 5 o i 2 o ，器 一 一 L 1 一 硅 酸 盐 结台 s i c 砖 l 3 l 4 2 6 3 【I 1 5-u 8 l 7 I 1 3 I s i c,g 0 一一 一一一 一一一一一一 氮化硅结合s (砖 310 2 65 1 l4 6 I l s。0；l4 ss iic ,4，7卫 32 6 维普资
24、讯 http:/ 寸厚度(n)为：粘_砖l 6 3，离铝砖2 ，纯铝砖3 1 4，S i C =-砖3 4 6)硅 靛 盛 结合S i C 砖3 1 3，氮化建嫱昝S i C 砖4 6 4 6从 上述 剩杂 尺寸厚度看出，崔极式冷却高炉申幕 用氮化 鞋结合S i c 砖和S i C U砖比其它耐火 砖 要 优 越得多 根据菠 i 和室兰钢铁厂3 号离炉的试 验结 果，综 台考 虑板式冷却高炉炉 身率 下 部 炉腰部位的内衬时，认为在研究和采用 商铝质，S i C-C质耐 火 砖的 问时，应 积极研 究 和采 用S I C 砖 柑s i。N 结 台s c砖。从1 9 8 8 年6 月1 日开始，
25、世界 已建成 的5 5 座板 式冷却 高炉，由于广泛采 用了S i C砖，从 使 用 情况 来看 高 炉炉墙的抗热甏性是令 人满意 的，高炉 使用寿命 延长 了。即使在热裂 或机槭破 裂韵 情况 下，采甩s i c 耐 火砖的 板 式冷却器 对邻 近的耐 火材料也能起到 支撑和 冷却韵_柞 帛，所 以延长 了高炉的 使用寿 命 另 一方 面，冷却 板的埋八 问距 也彩响耐 火 材料 内衬 的寿 命b 由于减小捂着高炉高度 l和 炉周 方向 晦理八 间题，所以提高 高护 冷 却效果和耐火材料的稳定性，执而才有可能 谋求减小耐火材料的损耗速度 璧武 章 卸禽静 壁武冷却方法是二沃 世鼻大战诅话开爱
26、的一种高炉冷却技术，它 l成功地用于译却高炉炉腹、炉堪 环 槊 和炉 身 苏联首先开发采期汽化冷却 的 多 管 墼 式冷却技术，该技术已转让给世界几家炼铁 公司。日本于1 9 6 9 年从苏联 引进 一座 壁式冷 却 高炉设备(日本称 为工于一 7式 高 炉)在采 确壁式冷却技术 冷却高炉方面，日本居 世 界首 位。全世界壁式冷 却高 炉共 有 2 座，其 中，日本 1 2 崔 美 国、墨 西哥和澳失利亚 共 4 座，欧洲l 莒 座，壁 式冷却高 炉 在 高压下 具有不 漏气，冷却效果好等优点，所 以，在 当今世界上许 多国 家都 相继 采用，尤以 日本 大型高炉(炉娃直径1 1 1 4 4
27、m)采 用壁式 冷却技术更为 普遍。壁式冷却高炉的工作面温度发生急剧变 化，一般 5 5 蛇 mi n 升温速 度 达 到 最高温 霞 莉。在这样 高的热冲击下 耐火材 料 l 6 窨南轰出龟裂 龟饭武冷却茹致不嗣I由 于 蛰斌冷却高护中内村的l暾着力小，l所以内衬 容易发生脱落。为眈A盱 正班研究壁式冷却 高炉的形状、结构 以及 与椒 式冷却方式并 用 等 问翘。实际上一 些公司 已经开发和采用 了 与板式冷却方式并舟的方式，或者把壁式冷 却高炉与前面介绍的 l内衬 用耐 火材料进行 了 整蚀 化方式 薪 日奉钢铁 公司 几家钢铁 广采用壁 式祷 却高炉，对其内衬材料进行 了试验莓变赶 情
28、况如 下。第一 代高 炉(名古屋 2号高 炉 窖积2 B 2 4 )，风 口区和其它部位采 用 粘土 转 炉赢采用碳斑，子l 酾年1 月5 日点灿 1 9 7 年9 胄曲目停风，藩寿 命 迭 5 年 零 6 个 月t第二张高 炉(广蛔厂3号 高 炉，窖 积 1 0 l 鼬。)，疯 口越内衬聚甩高教氧托铝砖i 风 甸越以盘 内衬来用靛骁，其它 部翟内 聚 用粘土砖，炉底采用碳块 粘土 砖,1 9 7=J 年 5 月1 7 日点火，9 7 9 年l 1 月3 0 日停风，寿命 达5 年零6 个月，第 兰档嵩炉 t 卢J阚厂 4 号高 炉，客积4 2 i 稠h ，风 日医内衬采用 高 级氧 化铝砖，
29、风 口盈以上的掏衬踊 用 砖 其它部位内衬采罱秸砖，炉席 采 用硪壕 较厚的粘砖 l 9 7 B 年7 月 点火，至 今 柬 停 风，寿命岔迭 年以 上，第 四代高炉(户 烟 广1 号高炉，窖 积4 躺 7 越。)，风 口 区 内村 采用s i c自结台砖，风 日区以土内 衬采用c s i C 砖，其宕部位内衬采用碳块，炉庶 采用 碳块 高级氍祀铝待 粘士砖，钧6 年j 2 月王 2 日点火 蔓今来停康 通过上述试验发现，第四代壁式冷却高 炉的耐_起材料的支撑特性较好，它容许进一 步考 虑使用S i C自结台砖。如果 中簿 导热性 前 c 砖由于热震而开裂时，s i c 砖 仍 会 保 留在原
30、位置，这样就比c s i c 更能有 效地 抵抗磨 损、氧化和碱 蚀等作用。所砒壁截 冷 却高炉 的风 口区一般 都倾 向于采 用 s i c自结 合砖。薪 自本钢铁公司室兰厂3 号 高炉，于 1 9 t 4 l 9 年对S i C c s 芏 c 以及 陶A 2 0。含量的 制品怍 了对比试验，结 果 证 珊 采 用 维普资讯 http:/ S i C 砖有利。肇式冷却高炉耐火材料损环的主要碌因 和对材质的要求 基本上与板式冷却高炉相 同。壁式冷却高炉主捧部位嵌入 的耐 火 材 科，最初采用耐火粘土质砖，目前重视采用 以高热负荷为中心的、具有耐碱性和耐剥落 性的纯氧化铝质耐火砖、S-A1：0
31、 -s i 质 耐 火砖、S l C 质耐 火 砖、c s i c质 耐 火 砖 和 s j。结台S i C 质耐火砖等高级 耐 火 材 料 制 品。采用这些材料大犬提高了壁式冷却高炉 的使用寿命。充填 在壁式 冷却高炉 空隙之 间的不定形 耐火材料正在使用热导率高、耐碱蛙优异的 碳系和碳化硅系的捣碎料。采用这些捣碎料 增强了高炉砌缝部分的结台强度。壁式冷却 高炉的背面壤料与板式冷却高炉相同，装有 作为钢壳式高炉的最终保护层的高铅系压铸 材，在钢壳里面浇灌加强支柱，以谋求增强 耐火材料 层 的强度。高炉用耐火材料的开 发研究趋势 采用s j 耐火材辩曲毫妒敦鼙卑|I I 加 据l 9 8 I
32、_年统计资料t 垒世界(昧荔联、中 国和东欧国家外)巴工业化缸产的大，由毅高 炉数量迭3 9 4 座，其 中高炉 中段(炉身下部、炉腹、炉腰)使用S i C 耐火材料 制 品的高炉 数 量只 有9 O 座，占总数的2 3 嘶。由于对 垒世 界高 炉进 行了合理 改造 加 上关闭 了一 些低 效率和多余的高炉，截 1 9 8 7 年 7 月1 5 日，全 世界工业化投产的大、申型高炉觏最下降到 2,2 8 座(表2)，中段 捷用s j G 耐戈材料制品的 高炉数量却上升到1 2 7 座，占总 数 的5 6 啼 特别应该指 出的是，炉缸直 径在1 2 1 5 m 的 3 4 座大型高炉，中阶使用辩
33、 耐故材料 制品 的就有2 6 座，占7 6 骺。可见，9 8 Z 年与1 9 8 1 年相比，虽然投产的大，中犁高炉总数下降 很多，但是采用s i c 耐火材料的高 炉 数量却 增加很多，总 的S i C消耗量也显著 增 加。由 此可见，高炉审段采用s i c 砖和s i。结合s i c 砖已 是高炉耐火材料的发展岿然均势a 蔑 是s i。靖合 s i e 的制品绚占s i c 剐 的3 I，4 嘶(日本除外)，共有9 4 座高炉在中段 采 用 了这些制品。毫2 世界工霉谁毫簟 戴羹秘棼甩s i c 耐火毫 鼍 的矗妒t-自音 抽 炉 缸 直 径，m 总计 磊 譬嚣 霞 5 7 7 9 9
34、1 0 i 0 i 2 l 2 i 5 例，嘶 姜国加拿大 4 2 2 8 1 5 1 s 1 0 6 6 2 I 6 4 3 j e 3 欧 州 5，4 1 1 7 2 6 1 5 2 2 1 3 5 5 7 0，4 8 B 1 日本 远束 一。2 1 3 2 】8，8 2 4 i 8 4 5 2 0 6 4 J 非州、澳犬利亚，印度 s z 1 6 4 9，2 2 I i i 3 0 】0 3 3 拉丁美洲 4 6 O 3 1 5 2 名 I 2 o 3 0，总 计 1 6 1 0 7 9 3 7 5 7 3 0 5 。呈 ：，3 4 2 6 2 2 8 l 2 7 5 6 一 采 髭 砖
35、 炉 e s：J 5 3 s 3 5 9 7 6 5 6 拄：分予窘有的高炉数量；分母熹苜高舻中段采用S i c 砖的数量 率蹇形臂擞树辩用耀卑增加 由于 材旗的据高和施工方法的改进，不定形耐火 材料在钢铁工业中的用量逐年增加。据有关 资料撮道，日本钢铁工业中采用的不寝澎耐 火材辩几乎占钢铁工业整个封火材料用最的 一半(超过4 5 )。维普资讯 http:/ 非氯化物、氯化物 非曩化物结合制品的 耐火材辩(即所啊焉物研火材料制品)使用 比例 增加 以往主要是 提高Mg O与A1 0 (即所谓 白物耐火材料)原料 的纯度，但 当 前高妒 用耐火材料 的开发 研究趋 势 是 由 氧 化 物 向 非
36、 氧化物或氧化物 非氧化 物 结合 制品方向发展，如各种结合形式的S i C 制品、A1 0 3 s i c 砖、Mg O C 砖等。丈尺寸 耐火砖 的广泛应用 由于 高炉 内采用大型耐 火砖，所以减 少了砌缝，保证 了大、中型高炉 的结构体 的稳定 性。开发和研制|I i 品种 高炉用耐火材料 中除继 续巩 固发展高 炉用S i C砖和s i。N 结 合 s i c r,b，高炉内衬采用优质高效耐 火 材料 制品仍是耐 火材料工业 研究 开发 重点。目前 出现 了一种值得 注意的新品种一s i a 1 o n(型 氧氮化铝)，它 的成分接 近 3 AI N 7 A1：0。S i a l o
37、n 陶瓷的抗 热震性优于 Al 2 03 和 Mg o等 氧化物耐 火材料，而抗腐 蚀 性又 优 于 S i C和 s i 3 M 等非氧化物耐火材料。所以，S i a l o n 陶 瓷结合S i C砖可 能成为高炉新 的一代 耐 火材 料。s i。N 自身结合砖 也可能 成为世 界 高 炉 优先选择 的对象。结 束 语 从国外高炉用耐火材料发展 情况看 出，我国耐 火材料 工业 与先进工业 国家 相比，差 距还很大，虽然我国耐火材料 的产 量居 世界 第二位，但是质量低、品种 少、单耗 高。据 1 9 8 8 年统计 资料 介绍，钢铁工业用耐 火材料 的平均单耗为：世界先进工业 国家 1
38、9 2 3 k g _，日本1 3 k g t m，我国 5 0 v t 。由 此 可 见，日农夫、中型 高炉 中段采 用S i C耐 火材 料制品不仅居世界首位，占6 4 嘶(表2)，而 且 钢铁工业用耐火材料 单 耗 也 是 世 界最 低 的。这主要是由于 日本耐火材料工业积极采 用 先进 的制造 技术和设备，对 工 艺 不 断革 新，生产优 质高 效耐 火材料的结果。为 使我 国耐 火材料 工业更 怏接近和赶 上 世界先进 水平，耐 火材料 工业必须改变不合 理 的产品结构，印普通耐火材料制 品比例大(粘土砖，先 进 国 家 只 占 3 0 嘶，我 国 占 6 0 师)，优质耐火 材料
39、制品及不定 形 耐 火材 料 比例 太 小(镁 质 砖，先 进 国 家 占 1 O 2 0 嘶，我 国 占5 6 j不定 形耐 火材料，先 进 国家 占3 0 4 0 师，特 别 是 日 本 已 超 过 4 5 师，我国不到1 5 嘶，国外大、中型高炉 中 段使用S i C 砖 占6 O 骺左 右，我目碳 化 硅砖虽 在数 量上能满足大、中型高炉 的需要，但质 量较差，主要 表现在氯化得不 够好)。总之，我 国耐火材料 的品种和 质量 与 先 进 国家相 比，都有一定 差距，而 且，也不 运应我国钢 铁工业发展的需要，巳经成为制约我国钢铁 工业或 其它工业发 展 的主复原 因之一。当务 芝急，
40、耐 必材料正 业 部 门在制定 政策和措施 时应该瞄准主攻 方向，有计划，有组织，集 中主要力 量，引进先进 的技术和设备，使已 投产的 引进 的先进设备尽快达到原设计的质 量标准，对正 在建 设的 引进设备，尽快 壤其 达标。我们应该在品种和质 量 方 面 狠下 功 夫，尽 快使我国耐火材料 工业的品种 和质 量 接近或赶上先进 国家，为促进我国钢 铁工业 的发展作 出应有的贡 献。制造坦克车体 的新型复合材料 据美 国 大 众 科 学 杂志1 9 9 0 年4 月号报 道，美 国陆军材料技术 实验室用一种新的复 合材料铷造了一辆坦 克车体。这种车体 比其 他材料 的坦克车体重 量轻、造价低、噪声小 而且安全可 靠。在弹道试验中证明，这种用 纤 维和树 脂增 强的塑料 复合材料 的性 能可 与 金属型车体媲荚，直耐热睦能比盘疆型车体 还 好。(刘先曙)维普资讯 http:/