高爐是一種大型高溫冶金爐，用焦炭還原鐵礦石熔煉鐵水。耐火材料種類繁多。爐體上部一般采用性能異的粘土磚或高鋁磚，爐體下部、爐腰、爐腹采用碳制品、碳化硅磚、莫來石磚、剛玉磚等特殊耐火材料，特別是新開發的碳化硅磚，在高爐中的應用取得了成功。同時，其他不定形耐火材料也得到了廣泛的應用。

 

 

高爐腹部耐火材料

高爐腹部與爐腰和爐缸相連，該區域溫度較高，下爐溫度約1600~1650℃，氣流溫度較高。渣的侵蝕、堿金屬的作用和材料的清洗都增加了。因此，爐腹部一直是高爐壽命短的關鍵環節。因此，它要求耐火材料不僅具有良好的耐堿性和耐渣性，而且具有耐高溫性。

高爐襯里損壞嚴重的部分是爐腰、爐腹、爐體下部和爐底。損壞的原因有很多，主要是渣鐵的侵蝕和熱負荷的作用；還有堿金屬侵蝕和鉛鋅滲透、碳沉積和機械磨損。溫度是損壞過程中的決定性因素。爐體下部的爐襯損壞迅速且嚴重。一般選用耐火性好、耐渣性強、高溫結構強度高、耐磨性好的質致密粘土耐火磚或高鋁磚砌筑。爐腰附近可采用高鋁磚或耐磨、耐渣、導熱性高的剛玉磚、碳化硅磚或碳磚砌筑。高鋁磚、剛玉磚、碳磚或碳化硅磚主要用于大型高爐爐體下部。

過去，大多數高鋁磚和剛玉磚砌筑商，但現在他們選擇碳化硅產品。日本試用了純度高、導熱性好、耐腐蝕性強的耐火材料，如電熔高鋁磚、合成莫來石磚、剛玉磚等，使用效果顯著。德國在爐腹部試用了各種耐火磚，如半石墨磚、電熔高鋁磚、莫來石磚、碳化硅磚直接或氮化硅結合。歐洲和美國的許多高爐在爐腹部試用碳化硅磚，也有石墨磚砌筑。簡而言之，外高爐的實踐表明，粘土耐火磚或硅線石耐火磚主要用于爐腹部，近年來被良的耐堿性和高強度碳化硅耐火磚和碳化硅風口組合磚所取代。

據報道，根據耐火磚的類型分類，過去大多數高鋁耐火磚和剛玉耐火磚砌筑商，但現在大多選擇碳化硅產品。日本試用了高爐腹部和風口區域的高性能耐火磚，如電熔鋯剛玉磚合成莫來石磚、剛玉磚等，使用效果更為顯著。德國在爐腹部試用了各種耐火磚，如半石墨磚、電熔高鋁磚、莫來石磚、直接或氮化硅碳化硅磚等。（爐容3662m3）的爐腹部砌筑半石墨磚，效果較好。歐洲和美國有許多高爐在爐腹部試用碳化硅磚，也有石墨磚砌筑。

簡而言之，外高爐耐火磚的實踐表明，粘土耐火磚或硅線石耐火磚多用于爐腹，近年來良的耐堿性、高強度碳化硅耐火磚和碳化硅風口組合磚所取代。

 

高爐砌筑耐火磚規定如下：

(1) 砌筑耐火磚前，應對上道工序提供的中間交接資料的主要數據如爐子中心、標高、爐殼(管道)橢圓度等進行復檢確認;爐缸砌體的中心線，對爐身中心線的位移，不應超過30mm，熱風爐爐殼全高，垂直誤差不應超過30mm。

(2) 耐火磚砌體和隔熱砌體，在施工過程到投入生產前，做好防潮、防水工作。

(3) 耐火磚砌筑時做好錯縫砌筑工作。

(4) 濕砌砌體的所有磚縫中，泥漿應飽滿(爐底和爐缸泥漿飽滿度不得低于95%，其他部位泥漿飽滿度不得低于90%)，其表面應勾縫。

(5) 不得再耐火磚砌體上砍鑿磚。砌筑耐火磚時，應使用木錘或橡膠錘找正，不應使用鐵錘。泥漿干涸后，不得敲擊砌筑好的砌體。

(6) 砌磚中斷或返工拆磚而須留槎時，應做成階梯形的斜槎。

(7) 耐火磚的加工面和有缺陷的表面，不宜朝向爐膛或爐子通道的工作面。

(8) 砌體內的各種孔洞、通道、膨脹縫以及隔熱層的構造等，應在施工過程中及時檢查。

(9) 砌體內外層的膨脹縫不應互相貫通，上、下層膨脹縫除設計另有規定外，也應錯開。

(10) 當耐火砌體工作面的膨脹縫與隔熱砌體串通時，該處的隔熱磚應用耐火磚代替。

(11) 托磚板與其下部砌體之間、托磚板上部砌體與下部砌體之間，均應留有間隙。間隙尺寸及填充材料由設計規定。

當托磚板下的膨脹縫不能滿足設計尺寸時，可加工托磚板下部的耐火磚(熱風爐爐墻轉折面可加工調整磚)。加工后的耐火磚的厚度不應小于原磚厚度的2/3

(12) 有噴涂層的圓形爐墻或管道磚應按中心線砌筑。當爐殼或管殼的中心線垂直誤差和半徑誤差符合爐內形要求又無噴涂層時，可以爐殼(管殼)為導面進行砌筑。

(13) 圓形爐墻不得有三層重縫或三環通縫，上、下兩層重縫與相鄰兩環的通縫不得在同一地點。圓形爐墻，在砌筑時不應同時有三層以上的退臺。在同一層內，每環合門不應多于四處，并應均勻分布

(14) 特殊部位或冷卻板(箱)周圍需預加工的磚塊，應在砌筑前預先按設計尺寸分層(段)放線加工，并按順序編號。

(15) 對于特類砌體，應將耐火磚精細加工，并應按其厚度和長度選分;一類砌體，應按磚的厚度和長度選分，如耐火磚的尺寸誤差選不到磚縫要求時，應加工;二類砌體，應按磚的厚度選分，要時可加工。選磚時，應保證耐火磚的尺寸誤差能滿足所規定的磚縫要求。

(16) 高爐爐身砌體與鋼磚底部之聞的縫隙，應為50mm-120mm，在設計沒有規定時，縫內應填以粘土質耐火泥料(或根據具體施工要求填充泥漿)。

 

高爐內襯冷卻設備的砌筑

高爐爐腹以上采用多種冷卻設備形式：主要包括冷卻壁（光表面和r形）、冷卻水箱、冷卻板（焊接和波紋管）、冷卻壁和冷卻板的板壁組合、襯砌磚冷卻壁。

當冷卻未準備冷卻時，耐火磚靠近冷卻墻上下層交錯砌筑（耐火磚與冷卻墻之間有30~40mm的膨脹間隙），砌體與冷卻墻之間的天然三角形接縫填充與磚相同的厚泥漿；如果耐火砌體為兩環不同材料的磚，施工前應選擇和分配兩塊磚，以保持厚度和尺寸一致，確保上下層、內外層交錯砌筑。

當冷卻設備為波紋管冷卻板時，冷卻板區域的耐火磚砌筑和冷卻板安裝交替進行。上下冷卻板之間的耐火磚砌筑應嚴格控制水平和標高，不僅滿足冷卻板的安裝要求，而且使各段冷卻板安裝的頂面標高與耐火磚頂面標高一致；當冷卻設備為焊接冷卻板時，冷卻板區域應先安裝冷卻扳手，然后砌筑耐火磚。冷卻板的安裝標高應符合要求，上下冷卻板之間的耐火磚砌筑也應嚴格控制水平和標高，不僅要滿足冷卻板下的膨脹間隙要求，而且要使耐火磚的頂面與各段冷卻板的頂面標高一致。因此，兩種形式的冷卻板區域的耐火磚應在施工前進行選擇和分配，以使厚度和尺寸滿足砌體要求。同一段相鄰兩塊冷卻板之間的耐火磚應嚴格設計磚砌體，以確保磚與板之間的間隙符合要求，要時應加工磚。

耐火砌體采用冷卻板作為冷卻設備，一般同時設計多層金屬托板：砌筑金屬托板時，應注意：

（1）由于爐襯結構設計不同，膨脹縫的尺寸和形式也不同，托板周圍的膨脹縫應根據設計精心設計。包括高徑向膨脹縫，縫內填充專用緩沖泥漿。填充時應飽滿致密。

(2)托板上部用設計規定的澆注料找平。找平層的厚度應與冷卻板的安裝標高和相應的磚層模數相適應。

爐喉鋼磚澆筑材料的填充與鋼磚的安裝相結合，清除鋼磚內的油污，用發泡苯乙烯堵塞鋼磚之間的間隙和螺栓孔。澆筑材料固化后，濕養護24小時，然后安裝下一層鋼磚。如果是水冷鋼磚，則在鋼磚與爐殼之間填充鋼磚間隙。

 

高爐耐火澆注料施工規定

耐火澆注料(或耐熱混凝土)施工的一般規定如下:

(1)用于攪拌耐火澆注料的水應采用清潔水。沿海地區的攪拌水應經過測試，氯離子(Cl-)濃度不得大于300mg/L。

（2）澆筑用的觸摸板應具有足夠的剛度和強度，模具尺寸應準確，防止施工過程中變形。模板接頭應緊密，不得漏漿。模板應采取防粘措施。接觸澆筑材料的保溫砌體表面應采取防水措施。

（3）澆筑材料應由強制攪拌機攪拌。攪拌時間和液體添加量應嚴格按照施工說明書執行。變更材料牌號時，應清洗攪拌機、料斗、稱重容器等。

(4)攪拌好的耐火澆注料應在30分鐘內澆注，或按施工說明書要求在規定時間內澆注。不得使用自己的初凝澆注料。

（5）澆筑材料應振動密實。振動機應采用插入式振動器。特殊情況下，可手動固化。使用插入式振動器時，澆筑層厚度不得超過振動器工作部分長度的1.25倍。自流澆筑材料應按施工說明書進行。保溫耐火澆筑材料應手動固化。采用機械振動時，應防止離析和體積密度的增加。

(6)澆筑過程中應經常觀察模板、支撐和預留孔洞，發現變形或移位時應及時采取措施。

(7)耐火澆注料的澆注應連續進行。前澆注料凝結前，應澆注次澆注料。間歇超過凝結時間的，按施工縫要求處理。

(8)澆注料的養護應按照所有牌號規定的方法進行。澆注料養護期間，不得受外力和振動影響。

(9)不承重模板只有在澆筑強度能保證其表面和棱角不因拆模而損壞或變形時才能拆除；澆筑材料達到設計強度70%后，才能拆除承重模板。熱硬澆筑材料在拆模前應烘烤至指定溫度。

(10)現場澆筑材料的澆筑質量，每20m3檢查一批留置試塊，每個或配合比。如果不足這個數字，也要做一批檢驗；采用同一號或配合比多次施工時，每次施工都要留置試塊檢驗。

(11)澆筑襯體表面不得有剝落、裂縫、孔洞等缺陷。

注：允許有輕微的網狀裂紋。