耐火材料讲议
第一章：概述
随着炼钢工业的发展，对碉火材料的要求也相应提高，以转炉为例，炉衬材料由70年的焦油白云石砖发展到现在的高档镁碳砖，品种类别也越来越丰富，可以说炼钢工业的发展推动了耐火材料工业的发展，反过来，耐火材料工业的突飞猛进又促进了炼钢工业高速发展，因而，耐火材料和炼钢密不可分，目前，炼钢用耐火材料主要有以下几类：浇注料（LM-70、LM-65、尖晶石等），耐火砖（粘土质、镁碳质、镁质、硅质等）。镁砂、高温火泥、石棉、硅藻土粉等。生产准备的同志未来工作中会经常接触到耐火材料，在以后的学习中逐步为大家介绍。
第二章：30t 转炉用耐火材料
第一节：镁碳砖
现代转炉砌筑，多采用镁碳砖，从砌筑方法上讲，有全碳砖修砌，也有不同砖共同修砌的综合砌筑法，炉衬结构大致分为以下几个部分，综合砌炉时，一般就根据炉衬和部位的浸蚀性进行修筑，侵略者蚀性严惩的地方（如溶池、渣线等部位）用质量较好的砖，反之，侵蚀性较轻的部位（如炉帽等部位）用质量一般的砖。
一、 镁碳砖的理化特性：
镁碳砖由镁砂制成，其主要成份是氧化镁 、碳。体积密度28g/cm3，目前，国内有三个牌号，用镁碳二字的汉语拼音的第一个大写字母及碳含量来表示，分别为机械翻译-18系列，机械翻译-14系列、机械翻译-10系列。
其物理化学特性见下表：
二、镁碳砖（炉衬）的侵蚀机理：
炉衬内的镁碳砖其损坏来自以下几个方面： ⑴机械冲击和磨损 ⑵镁碳砖高温熔解 ⑶高温溶液渗透 ⑷高温下金相挥发
在镁碳砖炉衬中，随着碳含量的增加抗渣浸蚀性会有所提高，但不是碳含量越高越好，因为碳含量越高氧化失碳后镁碳砖的结构更疏松，使用效果会变差，碳在镁碳砖中起“骨架“作用。 三、镁碳砖的抗渣侵蚀性
⑴铁水成份对炉衬寿命有显著影响，特别是Si 、P 、S 的含量。 ⑵终点温度过高，炉衬寿命降低，特别是1700℃以上时。 ⑶提高炉渣碱度有利于降低镁碳砖的侵蚀。 ⑷提高渣中氧化镁含量也可以降低对镁碳砖的侵蚀。 ⑸提高渣中氧化铁含量会导致炉衬侵蚀加剧。
另外，荧石对炉衬也有侵蚀，氧化镁的抗渣侵蚀性要优于CaO ，但是有
CaO 存在，可以提高镁碳砖的高温热塑性和抗渣渗透性，同时要求镁碳砖有较高的纯度。
四、镁碳砖有镁砂之称，镁砂分为电溶镁砂和烧结镁砂，我国的镁碳砖基本上使用电熔镁砂，电熔镁砂相对烧结镁砂来说晶体结构更完整，对碳的还原作用也更稳定。特别是大结晶电熔镁砂。电熔镁砂和烧结镁砂性质、成份比较如下：
石墨：石墨是镁碳砖中另一个基本部分，具有很好的耐火材料基本特性，主要理化指标：固定C ：85~98%，灰分：13~2%（SiO2、Al2O3）相对密度2.09~2.23。熔点3640K （挥发）由于石墨非常容易被氧化，所以长期以来没有引起人们的重视。
第三章：散装料
一、 石灰 1、石灰的标准
（1）按化学成份两类石灰石产品和分为五个品级，其指标应符合表1 规定
注(1)两类石灰石的二~
四级品中,S 和P 的含量, 供方应定期报出分析数据, 但不作考核依据.
(2)根据用户的需要, 可供S
（2） 灰石粒度应符合下表规定： 注：（1）烧石灰用石灰石粒度级差一般要求不超过40mm 。 （2）根据用户要求，可供其他粒度的石灰石产品。
2、石灰的性质（物理、化学）石灰石熔解速度快，反应能力强，又称溶性石灰
煅烧度：轻烧 晶体小比表面积大，总体积大、体积密度小 烧 晶体强烈聚集晶体直径3~6μm
硬烧 大多由CaO 聚集体组成，晶体直径远大于是10μm 体积密度 CaO：3.358/cm 3 一般认为很难测定。
全孔率 总全孔率——由相对密度和体积密度算出开口或全封闭气孔
开口全孔率
比表面积——轻烧石灰19700cm3/g
烧 减——指石灰在1000度左右所失去的重量，它是由于石灰未烧透以及在大气中吸收了水分和CO 2所致。
水 化 性——指CaO 在消化时与水或水蒸气反应性能即将一定量石灰放入一定水中，然后用滴定法或测定放出的热量来定其反应速度，用以表示石灰的溶性。
3、活性石灰在炼钢中的应用：
① 使用活性石灰使溶液氧化速度加快，表现在C 、Si 的氧化速度都提高，吹炼过程相对平稳，爆发性喷溅减少12.85%，点碳温协调率提高13.72%，提高了脱P 、S 的效果，渣减少
② 炉渣装机比较对提高炉龄非常有利，吹炼几分后，这时炉渣的相活性石灰全部变成了CaO 、SiO2和少量，而普通石灰仍为渣相 ③ 技术经济指标
与普通石灰相比，使用活性石灰对炉社的平均侵蚀速度减少0.43mm/炉, 炉龄提高472次, 石灰消耗由85.1Kg/t下降到58.5Kg/t,钢铁料消耗由1120.8Kg/t下降到期1113.3Kg/t,废钢比由7%-8%提高到10%-12%,炉子利用系数提高1.67t/(d.t公称)
④ 铁化石灰和食盐在石灰竖窑中的应用
铁化石灰：转炉渣和石灰一起烧制，生成带有易熔亚铁酸盐外壳的铁
化石灰，可以避免石灰块表面形成硅酸硬壳，大大促进吹炼初期石灰的同化过程和石灰、铁质渣的迅速形成，从而加快转炉炼钢进程。 食盐作为煅烧石灰的添加剂，能改变石灰晶体结构，明显提高石灰活性度，是竖窑生产活性石灰的新技术。
首钢作为添加剂的盐：熔点为808℃沸点为1413℃ ※ 添加盐作用分析：
煅烧时，食盐会遇到高温炸碎熔融而挥发，形成NaCl 蒸汽并对CaCO 3和MgCo 3的加热分解起到均衡作用，使石灰生烧和过烧减少。在煅烧温度达到1100度以上时，NaCl 蒸汽对CaCO 3、MgCO 3的分解和结晶起催化作用，加快了CaO 和MgCO 3的分解速度，破坏了品格稳定性，由于CaO 和MgO 集结晶结合体呈疏松和孔状，主气也率高，比表面积大，从而啬了石灰的反应面积，提高了石灰活性，文献研究也证明，被蒸发的NaCl 离子合物渗入CaO 晶体中，引起石灰物性和晶体结构发生变化，从而导致石灰活性提高。此外NaCl 蒸汽还会在CaO 、MgO 表面形成透明的很清的纯化层，增加石灰表面强度，减少石灰粉化率，这也改善了窑的透气性。
对食盐的要求：①粒度1-10mm 大于90%
②加入量与石灰成份有关，CaO 在45%~50%时的加入量0.5%~2%则石灰活性度提高为15%~20%，如果CaO 含量低于35%或者MgO 、SiO2含量过高，则添加剂的作用不大。
③煅烧温度合适，通常控制在900度为好，低于800度NaCl 不能蒸发，起不到作用，当温度高于是150度时，食盐急剧蒸发，使窑口强度不均衡，容易造成局部温度偏高。
萤石：
主要成份是CaF2，熔点为930度，萤石能使CaO 和阻碍石灰熔解的CaO 、SiO2外壳的熔点显著降低，加速石灰熔解，迅速改善炉渣流动性。萤石助熔的特点是作用快、时间短，但大量使用萤石会增加喷溅，加剧炉衬侵蚀。 转炉炼钢用萤石含CaF2要高，含SiO2、S 等杂质要低，要具有适当的块度而且干燥清洁，吹炼高磷铁水回收炉渣做磷肥时，不允许加入萤石。 由于萤石供应不足，曾试用过替代品，如硼酸钠、氧化铁等，氧化铁皮，但它们比萤石耗热多，助熔速度慢。 白云石：
白云石的主要成份：CaCO 3+MgCO3多年来，氧气转炉采用生白云石或轻烧白云石替代部分石灰渣得到了广泛应用，实践证明，采用白云石不是渣对减轻炉渣对炉衬的侵蚀，提高炉衬等都具有明显效果，白云石还有利于石灰熔解。把折云石和石灰不同窑混烧后造渣也有很好的冶金效果。
第三章 盛钢桶用耐火材料
1、
早期，日本和西德使用蜡石砖及半硅砖砌筑，后来发展到
用高铝砖，兰钢早期的钢包砌筑我不了解，但是破产以前，主要是用高铝硅砖，砌筑永久层，用AlMg70浇注料整体打结。 2、 3、 4、
透气砖： 补包料
45t 钢包是共用8种砖筑成
① 砖型 8种(按设计图纸讲解) ② 砖质 高铝砖 镁碳砖
粘土砖 ③ 绝热层 绝热板
④ 打结层 白云石高温火泥 5、
50t 铁水生产用耐火材料：
① 砖型：8种(按设计图纸讲解) ② 砖质：粘土质、高铝质 ③ 打结层 白云石高温火泥 ④ 绝热层 绝热板
⑤ 锚固件 Q255 Ф6.5
粘质土、高铝质、镁质耐火砖理化性能见技术性能手册。 镁质 MgO 60%~70% 高铝质 Al2O 3 55~60%
镁砂 Ms95~~MsB~65 MgO 95%~65% 6、 600t 混铁炉用耐火材料
① 砖：砖型：20种（按设计图纸讲解）
砖质：镁铝质
粘土质 轻粘土质 镁 质 硅质
② 各种材料标准参见技术标准手册。
ML-57 ML-58 ML-59
③ 石棉板
④ 耐火砖渣（粘土质） ⑤ 高炉水渣 ⑥ 硅土粉 ⑦ 镁质粉料 ⑧ 粘土火泥 ⑨ 硅火泥
7、 30t 转炉用耐火材料
①砖 砖型 20种（按设计图纸讲解） 砖质：镁碳砖
镁质 粘土质
②镁砂：MS-90
③工作层厚度：a ：炉身 600mm b：炉帽：550mm c：炉底部分：440mm d：炉底：820mm ④镁碳砖标准如前所述。