隨著近年我國鋼鐵生產(chǎn)的高速發(fā)展，高爐爐襯用耐火材料取得了很大的進步，在生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品品種、質(zhì)量水平方面，正逐步追趕世界先進水平，取代某些進口產(chǎn)品，以滿足我國煉鐵生產(chǎn)發(fā)展的需要。

　　延長高爐壽命是近十幾年來我國冶金工業(yè)的重要技術(shù)政策，煉鐵工作者和耐火材料工作者為此做出了很大的努力，并取得了顯著的成效。本文簡介近年我國高爐爐襯用耐火材料發(fā)展的基本情況，以及武鋼在這方面的研究工作。通過對高爐不同部位侵蝕機理的分析，以及國內(nèi)高爐耐火材料產(chǎn)品與國外同類品質(zhì)產(chǎn)品的性能對比，探討合理選用高爐耐火材料問題，避免或者減少盲目地、不恰當?shù)厥褂眠M口耐火材料。

　　(一)高爐耐火材料性能評價方法的進步

　　過去煉鐵工作者對高爐耐火材料性能的要求僅限于一些常規(guī)性能，如對炭磚僅要求灰份、耐壓強度、體積密度、氣孔率等指標，對陶瓷耐火材料僅要求化學(xué)成分、耐火度、荷重軟化溫度、顯氣孔率、體積密度、耐壓強度、重燒線變化率等指標。

　　我們在研究炭磚時發(fā)現(xiàn)，我國上世紀60年代生產(chǎn)的普通炭磚，如果只看其常規(guī)性能，如氣孔率、體積密度、強度、灰份等指標，比國外的高質(zhì)量炭磚并不差。如果進一步對導(dǎo)熱系數(shù)、抗堿性、微氣孔指標進行對比，就發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)炭磚的差距很大。這使我們認識到這些特殊性能應(yīng)作為評價 高爐耐火材料優(yōu)劣的重要標準。

　　對于高爐耐火材料使用性能的檢測方法，武鋼已進行了近20年的長期研究。我們在研究高爐磚襯破損和侵蝕機理的基礎(chǔ)上，對高爐耐火材料提出了多項特殊使用性能要求，并研究出了相應(yīng)的試驗方法，通過原冶金部制定了檢驗方法標準。主要的檢驗方法標準有以下8種：①導(dǎo)熱系數(shù);②抗堿性;③抗鐵水熔蝕性;④抗爐渣侵蝕性;⑤平均孔徑;⑥<1μm孔容積率;⑦透氣度;⑧抗氧化性。武鋼應(yīng)用這些檢驗方法選用高爐耐火材料已有十多年歷史，對武鋼高爐壽命的提高發(fā)揮了重要的作用。這些檢驗方法目前已在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，很多新型高質(zhì)量高爐耐火材料不斷地開發(fā)出來，有的綜合性能已趕上國際先進水平，有些指標甚至超過了國際先進水平

　　(二)高爐爐襯用耐火材料質(zhì)量水平分析

　　(1)高爐炭磚

　　高爐炭磚有半石墨炭磚、微孔炭磚、超微孔炭磚、石墨磚和模壓小炭磚等。我們曾對國內(nèi)外同類炭磚產(chǎn)品進行了使用性能的對比試驗，下面介紹我們對各種炭磚的對比試驗結(jié)果。

　　(2)半石墨炭磚

　　國產(chǎn)半石墨炭磚和日本BC-5型半石墨炭磚相比，其導(dǎo)熱系數(shù)、抗堿性、鐵水熔蝕等性能相當。德國半石墨炭磚的600℃導(dǎo)熱系數(shù)達到18.04 W/m.k，優(yōu)于一般的國產(chǎn)半石墨炭磚，其它性能則相當。但是，蘭州新研制的半石墨炭磚的導(dǎo)熱系數(shù)、微氣孔指標則已經(jīng)優(yōu)于德國同類產(chǎn)品。

　　(3)微孔炭磚

　　普通微孔炭磚中，日本的BC-7S和法國的AM-102炭磚可作為代表性的高品質(zhì)產(chǎn)品，武鋼5號高爐、寶鋼1號和2號高爐都使用了該產(chǎn)品，使用效果好，高爐壽命都達到了10年以上。該產(chǎn)品的特點是導(dǎo)熱系數(shù)較高，600℃達到12-14 W/m.k;微氣孔指標先進，平均孔徑0.10-0.13um，<1μm孔容積率達到78.45%;抗堿性優(yōu)良。

　　國產(chǎn)的普通微孔炭磚，包括蘭州炭素廠、武彭公司、魯山炭素廠、科瑞公司等廠家的產(chǎn)品，其主要性能指標和日本BC-7S炭磚、法國AM-102炭磚已很接近，國內(nèi)很多高爐的使用效果較好。例如武鋼4號高爐就是使用國內(nèi)某廠的普通微孔炭磚，壽命已達到了10年。

　　(4)超微孔碳磚

　　要使高爐壽命進一步提高到15-20年，對炭磚應(yīng)有更高的要求，主要是導(dǎo)熱系數(shù)和微氣孔指標應(yīng)該更高。滿足以上要求的國外炭磚以日本的BC-8SR和德國的7RDN為代表，我們稱之為超微孔炭磚。其主要特點是導(dǎo)熱系數(shù)較高，600℃達到18-20 W/m.k，平均孔徑達到0.1μm，<1μm孔容積率>85%，其他性能也保持優(yōu)良。蘭州炭素廠和武鋼技術(shù)中心合作，經(jīng)過6年的研究，現(xiàn)已研制成功這種超微孔炭磚，其性能達到了日本BC-8SR和德國7RDN炭磚的實物質(zhì)量水平�，F(xiàn)已次用于武鋼在建的7號高爐(3200 m3)。

　　(5)模壓小炭磚

　　以美國NMA、NMD熱模壓小炭磚為代表的高品質(zhì)產(chǎn)品在我國應(yīng)用也比較多，使用效果較好 。近年國內(nèi)已有多家炭素廠生產(chǎn)模壓小炭磚，但一般只達到普通微孔炭磚的水平。如600℃的導(dǎo)熱系數(shù)僅12W/m.k左右，低于美國的熱模壓小炭磚。武鋼技術(shù)中心和鞏義市第五耐火材料廠合作進行了模壓小炭磚的研制，以電煅無煙煤為原料，以酚醛樹脂為結(jié)合劑，用磨擦壓磚機成型，經(jīng)高溫燒成，生產(chǎn)模壓小炭磚，其產(chǎn)品性能已優(yōu)于美國熱壓小炭磚。

　　美國的熱模壓小炭磚的主要優(yōu)點是導(dǎo)熱系數(shù)較高，優(yōu)于國產(chǎn)的普通微孔炭磚和普通模壓小炭磚。

　　另一優(yōu)點是抗堿性優(yōu)良，而這一性能國內(nèi)產(chǎn)品也已能夠達到。其缺點是不屬于微氣孔炭磚、平均孔徑>1μm、<1μm孔容積率僅53.4%。鞏義五耐開發(fā)的模壓小炭磚主要性能已明顯優(yōu)于美國NMA熱模壓小炭磚：600℃的導(dǎo)熱系數(shù)>20W/m.k;平均孔徑0.237μm，<1μm孔容積率76.12%，是較好的微孔炭磚;鐵水熔蝕指數(shù)僅14.22%。該研制產(chǎn)品已經(jīng)次用于武鋼新建的7號高爐爐缸部位。

　　美國的NMD是一種石墨炭磚，導(dǎo)熱系數(shù)很高，有的高爐將它用作爐身冷卻板之間的磚襯使用。

　　順便指出，石墨磚一般用于爐底下層，是利用其高導(dǎo)熱性強化爐底冷卻，在高爐爐役后期減緩鐵水的侵蝕。但是如果炭搗料的導(dǎo)熱系數(shù)很低，石墨磚也無法發(fā)揮高導(dǎo)熱系數(shù)的作用。這種情況下還不如使用微孔炭磚，因為石墨磚的孔隙大、強度低，抗鐵水熔蝕性能也差。

　　綜上所述，我國的炭磚生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品性能、質(zhì)量水平，經(jīng)過近十年來的努力，有了明顯的進步，已逐漸趕上世界先進水平，可以滿足長壽高爐的需要。

　　(三)結(jié)語

　　我國高爐爐襯用耐火材料近年來得到了迅速發(fā)展，不僅數(shù)量上滿足了鋼鐵工業(yè)的需要，產(chǎn)品質(zhì)量上也有了很大的進步。具有國際先進水平的高質(zhì)量炭磚、陶瓷杯用磚、SiC磚都相繼開發(fā)出來，正在逐步滿足長壽高爐建設(shè)的需要，取代進口的高質(zhì)量耐火材料產(chǎn)品。我國高爐耐火材料使用性能的檢測方法正得到廣泛應(yīng)用，凡是經(jīng)過這些性能檢驗合格的耐火材料，用于高爐后的使用效果一般都比較好。為防止進口高爐耐火材料產(chǎn)品以次充好，廠家應(yīng)當用我國高爐耐火材料檢測方法進行質(zhì)量檢測。高爐建設(shè)中應(yīng)根據(jù)爐容大小和預(yù)期壽命，并根據(jù)不同部位對使用性能的要求合理地選用耐火材料，以降低將設(shè)投資。近年來國產(chǎn)高爐爐襯用耐火材料的質(zhì)量和品種已取得很大進步，不加分析地盲目使用進口耐火材料是完全不必要的。

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