耐火材料应用复习题

1、高炉本体各部位用耐火材料？

炉喉一般采用高密度高铝砖，还采用耐磨铸钢护板保护。炉身上部和中部一般用黏土砖，或高铝砖，硅线石砖。炉腹，炉腰，炉身下部多用碳质制品如碳化硅砖，刚玉砖。炉缸处用硅线石砖，刚玉浇注料和石墨质填料，碳化硅质耐火材料来越

多。出铁口处用Al

2O

3

-Sic-C砖或炭块。炉底多用致密度高，导热性好和抗侵蚀

性好的石墨砖和微孔炭砖。高炉风口区用碳化硅制品和Sialon结合的刚玉制品。

2、高炉本体耐火材料的损毁机理？高炉修补的方法？

1）炉喉是受炉料下降时直接冲击和摩擦的部位。炉身上部和中部主要承受炉料冲击，炉尘上升的磨损和气体的侵入，碳的沉积而破坏。炉身下部温度较高，有大量的炉渣形成，有炉料下降的摩擦，炉气上升时粉尘的冲刷作用和碱金属蒸汽的侵蚀作用。炉腰，炉渣侵蚀严重；钾钠蒸汽侵蚀严重；含尘蒸汽上升对炉衬产生很大的冲刷和腐蚀；焦炭等物料产生摩擦。炉腹，渣对炉衬侵蚀，气流冲刷，炉料对炉衬的摩擦，碱蒸汽的侵蚀性和炭的沉积以及气氛的波动等都对衬得损坏会进一步加剧。炉缸部位焦炭燃烧，产生很高的温度，对炉衬的溶蚀最严重。在炉底主要受到铁水渗入和铁水对碳砖的侵蚀和损毁。出铁口高炉风口区处在2000°c以上的高温和受到很大的热应力，如摩擦等物理损坏，承受由于碱，锌，炭沉积等化学侵蚀，以及流体和熔体的冲击损坏。

2）高炉修补的方法：1半干法喷补炉衬2近年来用湿式喷射料发展很快，用该材料喷补炉衬。3当炉衬的高炉壁发红时，在该处打孔，用挤压机把压入料压入到发红的炉衬处。

3、高炉炉底炉缸结构（耐火材料）及优缺点？

目前，国内外大中型高炉普遍采用致密度高、导热性和抗侵蚀性好的石墨碳砖和微孔碳砖。在大型高炉上广泛采用砌筑陶瓷杯来保护炉底及炉缸壁。炉底采用莫来石砖或优质粘土砖，上升部分用铬刚玉砖，也有采用超低水泥结合的棕刚玉浇注件，以形成“陶瓷杯”。

优点：碳复合砖具有比碳砖更好的抗铁熔蚀性、抗氧化性、和较高的强度。

缺点：比碳砖的导热系数低，热震稳定性降低。成本高，制作工艺复杂。

4、对出铁钩、炮泥用耐火材料的要求？

对铁沟内衬用耐火材料的要求是耐铁水和熔渣的侵蚀和冲刷能力强，抗热震性能好及重烧体积变化小，此外还要求不粘结渣铁、易于施工与拆除，且不产生有害气体。

对炮泥的要求可塑性、粘结性及烧结性好，不产生裂纹与收缩，强度高、耐侵蚀，同时应易打开，保证铁水或熔渣顺畅流出。

5.热风炉用耐火材料（蓄热室、燃烧室）及损坏因素？

其损毁原因1.热应力作用，炉衬和格子砖室经常处在急冷急热的变化中，受应

力作用，出现裂纹，开裂和剥落；2.化学侵蚀作用，燃烧产生的碱性氧化物和灰分粘附在砌体表面并向里渗透，同时与耐火砖组分发生化学反应，使体积变化，导致破坏，降低强度和高温使用性能。3.机械荷载作用，在机械荷载和高温的作用下，砌体发生收缩变形和产生裂纹，影响使用寿命。

6、焦炉用耐火材料及损坏因素（碳化室、燃烧室）？

炉顶：粘土耐火砖，隔热砖；火道和墙：硅砖；炉头：隔热砖、粘土耐火砖；弯曲部分：硅砖；蓄热室和墙：硅砖、粘土耐火砖；砖格：粘土耐火砖；小烟道：硅砖、粘土耐火砖；炉门：堇青石预制块；上升管：堇青石预制块；烟道：粘土耐火砖、普通砖；

碳化室损毁类型如下：1）碳化室墙面产生鼓肚，凹陷，炉头部位产生裂纹，巢洞，渣蚀和穿烧。2）碳化室下部炉衬发生“剪劈”，磨伤和烧穿，盖顶区产生燃烧室移位。3）边部过顶砖损坏等。

焦炉燃烧室损坏原因：热反应作用和机械磨损。在燃烧室用耐火材料使用过程中，残留在焦炉硅砖内的未转化的石英，可转化为真比重低的晶型( 磷石英、方石英) 。这会引起硅砖体积不可逆增大。当温度>1 2 5 0 ℃时，残余石英转化比较快。由于上述转化，燃烧室整体性被破坏.

7、混铁炉用耐火材料及损坏因数？

碱性混铁炉内衬的工作层通常用普通镁砖砌筑，有些部位用镁铝砖、镁铬砖和高铝砖。兑铁水口处，开始采用含碳化硅的材料。有的钢厂已在混铁炉内采用整体浇注工艺（预制件）。煤气烧嘴砖一般采用高铝材质制作，装铁水口的炉盖内衬工作层因掉砖需经常维修，一般用粘土砖砌筑，改用耐火浇注料或耐火可塑料做成的整体工作层，寿命显著提高。损毁因素：混铁炉内衬经常承受铁水冲刷、熔渣侵蚀、温度变化和动负荷振动等作用，较易损毁。特别是渣线区、出铁口、装铁水口等部位更是薄弱环节，在一个炉役中，该处内衬需要经常维修。如果在混铁炉内脱除铁水中的杂质，将严重影响炉体内衬的寿命。

8、铁水预处理用耐火材料的损毁原因？

处理剂对耐火材料具有强烈的侵蚀作用，特别是苏打灰的主要成分为Na2CO3，除强烈的侵蚀耐火材料外，还能使含石墨的耐火制品受到严重氧化。石灰系处理剂中包括萤石，其中的CaF2易于分解，有较强的腐蚀性，使砖中的骨料受到侵蚀。铁水预处理过程中炉渣由酸性变为碱性，倒入铁水时承受高温和热震，在运输和装卸铁水时发生冲刷和振动等，这些因素均能加剧耐火材料的损毁。

9、鱼雷罐用耐火材料及损毁原因分析？

鱼雷罐罐身隔热层一般用轻质粘土砖或是保温板，永久层用粘土砖，工作层用高铝砖。当加入脱硫剂时用沥青结合白云石砖或红柱石砖。受铁口和渣线部位用高铝砖，莫来石砖；罐口采用铝碳化硅浇注料，莫来石浇注料或高铝质浇注料；损毁原因：在盛装铁水的时候内衬受到高温钢水的冲击而产生冲刷磨损和强烈的热震而产生很大的热应力，在盛铁水的期间和到铁水的时候受到铁水和渣的化学侵蚀和空气的氧化，铁水倒空温度急剧下降使内存急冷产生热应力。

10、耐火材料的在线和离线修补技术？

在线：在不影响钢包的周转运行的前提下更换材料后投入运行。

离线：离开生产线并将钢包冷却至常温进行维修更换后投入运行。

11、电炉用耐火材料及损毁原因？

炉顶采用硅酸铝质耐火材料或碱性耐火砖以提高耐高温和抗渣侵蚀的能力；随现在超高功率电炉的发展炉顶采用铁皮不烧镁铬砖；普通电炉炉墙主要采用镁砖，白云石砖和方镁石砖，超高功率或是冶炼特殊钢的电炉用镁铬砖和优质的镁砖；炉底和堤坡的永久衬采用镁砖或高纯镁砖或白云石砖，工作层采用镁砂或高纯镁砂配制的耐火捣打料或浇注料或白云石砂，镁砂或两者的混合物制成捣打料。出钢槽采用镁质，高铝质，蜡石质，碳质或碳化硅质等材料，可以砌筑或捣打或振动浇筑施工。

损毁原因：炉盖主要受高温和熔渣飞溅物的作用以及工作层上形成的变质层导致的剥落。同时还有电极弧的高温辐射作用和高速气流和炉尘的排烟孔的冲刷作用。炉壁承受高温，熔渣和钢液的侵蚀以及废钢的机械磨损。此外热点还要承受电极弧的高温的直接辐射。炉底和堤坡共同形成的熔池其衬体主要受钢水和熔渣的侵蚀和废钢的机械冲击。另外电炉冶炼钢种，操作方法，炉子的设计和施工因素

12、什么是转炉的综合砌炉？

在转炉内，视衬砖的损坏程度的差异，砌筑不同材质或同一材质不同级别的耐火砖，均衡转炉寿命的这样一种技术称为转炉的综合砌炉。

13、转炉用耐火材料有哪些及工作层损毁原因分析？

转炉用耐火材料：炉底、炉帽、出钢口、炉身、耳轴、熔池、供气砖用镁碳砖，永久层用（烧成）镁砖，炉衬工作层用喷补料，工作层和永久层间隙用镁质捣打料，供气砖用镁碳砖，转炉炉身大面用镁炭质修补料，另外有镁碳质和镁质火泥配套使用。

工作层损毁原因：一、炉渣侵蚀: 通过镁砂向炉渣中熔解、熔出和石墨的氧化而进行的二、氧化损毁:存在着因气氛而容易氧化的缺点，砖中的石墨一旦消失，MgO—C砖的特性将大幅度降低。三、剥落损毁：由于急冷急热造成的热冲击而发生的热应力和来自结构上的不均衡的机械应力所致。四、钢水磨损：在处于夹杂有炉渣的钢水流中的转炉熔池部位和出钢口，由钢水流造成的物理性损毁严重，再加上镁砂向炉渣中熔解、熔出等化学因素。（另加上机械磨损）

14、冶炼操作对转炉耐火材料寿命的影响？

（1）冶炼钢种的影响：低碳和超低碳钢对耐火材料的侵蚀较大。

（2）冶炼周期和再吹率的影响：再吹率高意味着倒炉过程中，钢水对前大面积衬的损毁加剧。

（3）出钢温度的影响：温度升高10℃，侵蚀速度加0.2~0.3mm/炉。温度升高30℃，炉衬的损耗速率提高1倍。

（4）渣组成：渣中全铁含量越高，耐火材料的熔损越快，提高MgO含量，有利于提高炉衬寿命，根据渣中MgO的饱和量的研究，合理控制渣中的MgO含量。（5）转炉的作业情况：作业高含量降低对材料急冷急热的影响，降低炉衬剥落和崩裂的可能性

（6）炉衬维护水平的高低。

15、炉外精炼用耐火材料的种类和损毁原因？

炉外精炼炉广泛采用的耐火材料有：高铝砖、镁铬砖、高铝尖晶石浇注料、镁铝尖晶石浇注料、镁钙炭砖、铝镁炭砖、镁炭砖、白云石砖等。

损毁原因：

(1)熔损与化学反应

(2)高温真空下的挥发和还原作用

(3)熔渣碱度对侵蚀的影响

(4)热冲击和机械冲刷作用

（5）高温对耐火材料的损坏

16、钢包用耐火材料及损毁原因？

20世纪50～70年代，我国的钢包包衬主要使用的是硅酸铝质耐火材料，包括各种粘土砖和高铝砖等。从80年代起，我国陆续开发出了铝镁（碳）质、镁碳质和镁钙（碳）质等多个系列的新型钢包用耐火材料。其中铝镁（碳）质耐火材料品种多、规格全，是我国主要的钢包用耐火材料。

损毁原因：

1)钢水和熔渣成分对耐火材料的侵蚀。

2)钢水和熔渣对耐火材料的冲刷作用

3)钢水反复作用于耐火材料上造成的热冲击，引起耐火材料的开裂和剥落。

4)钢包周转期太长造成冷包。

17、连铸三大件及损毁原因？

长水口：受到很强的热震和钢水冲刷及侵蚀之外，还受到中间包覆盖剂的侵蚀。塞棒:长时间高温下内心的钢结构软化而控制失灵，再就是袖砖侵蚀过快。另外塞棒头部和水口碗部对接时被钢水冲刷得不圆滑导致了控制困难甚至关不住，制约了塞棒的寿命。浸入式水口：一、受到很强的热震和钢水冲刷及侵蚀之外，还受到结晶器里保护渣的强烈侵蚀。二、浇铸过程中浸入式水口表面氧化，从而失去强度而破坏。三、含碳耐火材料导热太大，也造成钢水温度的下降而结瘤加剧。

18、中包涂料和干式料。

中间包干式料采用优质镁砂（或镁钙砂）为主要原料，加入结合剂、烧结剂、改性剂加工而成。具有与永久衬附着性好，在烘烤过程中不爆裂、不剥落、耐侵蚀性能好，用后脱包容易等特点。干式料主要是中间包用干式捣打振动料，这种干式料实际上是加固体树脂或一些无机固体结合剂。在放置模具和振动捣打施工后，经过热内模而使干式料中结合剂液化或固化而提高强度。然后脱膜，大火烘烤使用，现在已经取得了77.5h,147炉次的结果。它的密度等性能比目前一般涂料高，但比浇铸板和高密度的涂料仍有一定差距。不过干式中间包捣打料容易做成镁钙质中间包衬，且取得非常好的结果，而一般湿式镁钙质涂料中的CaO多是以CaCO3和消石灰形式加入的，CaCO3 1000℃以上才能保证分解，这中间包的烘烤和使用寿命是不利的。

19、有些中包耐火材料为什么设计有透气功能？

抗冲刷性能优良且透气性能好的内衬料,解决快换中包水口内衬不抗冲刷、容易

向内衬中渗钢水、吹氩效果不理想的问题，防止内部结瘤。

20、钢包耐火材料整体设计应该注意哪些事项？

（1）包衬耐火材料厚度设计考虑的因素：

①钢水量，渣量，净空量。②安全性（残余厚度一般100炉之后﹥60，对于大型钢包﹥80mm）③使用寿命

（2）耐火材料种类选择考虑因素：

①冶炼工艺：出钢温度，精炼时间和精炼工艺，透气量，透气砖的数量和布置情况，生产节奏。②钢水质量对耐火材料有无特殊要求

③供所砖和应砖需要考虑的因素④供所砖和应砖需要考虑的因素

1.供气砖高度的设计

2.供气砖的底吹时间

3.供气砖和周围衬砖的砌筑安排

4.应砖的设计

21、耐火材料对玻璃质量的影响主要体现在哪三个方面？

(1)耐火材料造成的条纹

耐火材料缓慢溶解到玻璃液中而成为条纹；玻璃液上下波动，大量的条纹就会流入玻璃液中

(2)玻璃中的结石

玻璃中各种固态夹杂物无论其来源都统称为“结石”。耐火材料是玻璃中形成结石的原因之一；被侵蚀掉的耐火材料成分有的不完全溶解于玻璃液中，有的溶解后又再次析晶出来。

(3)气泡

1）耐火材料内部存在气孔或孔洞，由于耐火材料被侵蚀而被打开，其中的空气溢出而形成气泡；另一种情况是玻璃液在毛细管的作用下被吸入到耐火材料内部，气孔中的气体被排挤到玻璃液内。

2）耐火材料中含铁化合物，对于玻璃液内的残余盐类有催化作用，也将引起气泡

3）耐火材料中的存在着的少量碳素，在燃烧中引起排气，形成气泡；

22、玻璃熔窑常用耐火材料有哪些？

池壁—电熔锆刚玉砖，AZS砖，致密锆英石砖

池底—电熔AZS砖（工作层）

粘土砖（永久层）

隔热材料，如硅藻土（保温层）

加料池—含锆砖

流液洞—无缩孔AZS 砖

冷却池—氧化法生产的AZS砖

23、对熔铸耐火材料的质量要求中，有二个其它耐火材料所没有的重要性质，分别是什么？

一，玻璃液相渗出温度：实际生产中，常用液相渗出温度与大量液相渗出温度来衡量熔铸耐火材料中液相渗出的能力。将边长为4mm的试样放在使用温度不低于1600℃，放大倍数不低于20倍的高温显微镜下，以7～10℃/min的速度升温，仔细观察液相渗出的情况。当液相开始出现时，即为液相开始出现温度。

二，气体的析出温度

其中对液相渗出温度的影响因素有：

化学成分玻璃相的成分加热过程中产生的气体

24、熔铸耐火材料生产的工艺过程？

配料→混合→压块→煅烧→粗碎→熔炼→浇铸→退火→精加工→检验→成品

25、玻璃池炉用耐火材料的侵蚀主要从以下几个方面考虑：温度条件、化学侵蚀条件、物理侵蚀条件和时间条件；

26、硅酸盐水泥熟料主要由硅酸三钙C3S、硅酸二钙C2S、铝酸三钙C3A和铁铝酸四钙C4AF等矿物组成。

27

窑内分为三个带，即过渡带、烧成带和冷却带。

28、水泥窑常用耐火材料有哪些？

粘土砖（优点：耐磨，λ小，热稳好。缺点：耐高温和耐化学腐蚀差）

高铝砖（窑口，冷却机）

耐碱性耐火砖

1.镁铬砖

2.镁尖晶石砖（潜力产品）

3.白云石砖（欧洲）

4.镁锆砖（Zr2O4 增韧）隔热材料

1.硅钙板

2.隔热砖

不定性耐火材料（用于不易用成型砖筑的地方）

29、轧钢用耐火材料（了解）？

答：轧钢的加热炉和均热炉大量应用不定性耐火材料，以代替砌砖。在不定性耐火材料中，使用浇注料的比例增大，而可塑料的比例减小。为节能，在加热炉和均热炉上广泛采用耐火纤维。

1.加热炉

炉体原来用黏土砖砌筑，后来改用高铝水泥或磷酸盐结合的浇注料，1980年以后普遍采用黏土结合或低水泥系列浇注料，高温区，炉底采用抗侵蚀的刚玉，莫来石或镁铬质耐火浇注料，均热床用耐磨的钢纤维浇注料。

燃烧室采用刚玉，特等高铝熟料或镁铝尖晶石浇注料的寿命也比砖砌寿命提高2~3倍。其它部位改用浇注料后，使用效果显著改善。

2.均热炉

炉体和炉盖受温度骤变，机械磨损，碰撞，渣侵蚀等作用，采用高铝质可塑料或粘土结合高铝质浇注料，炉口采用刚玉，莫来石质低水泥或无水泥浇注料的使用寿命会显著提高。

蓄热室用格子砖，上部采用高铝砖，下部为粘土砖。

换热器由黏土或黏土碳化硅砖改为高铝碳化硅浇注料，使用寿命提高50%。