近年來，隨著鑄造生產水平的提高，沖天爐開始向“大型化、熱風水冷無爐襯、連續出鐵”的方向發展。而采用熱風技術的沖天爐，其內部耐火材料的侵蝕遠比冷風爐更為嚴重，同時想要實現連續出鐵即增加沖天爐爐齡，選用合適的耐火材料變得尤為重要。根據沖天爐不同部位的溫度及使用要求，選擇性能優異的耐火材料，可以有效減少侵蝕，延長使用壽命，對實現沖天爐的長爐齡和熔化狀況的穩定都有重要的意義。本文對 EC&S 沖天爐用耐火材料的性能和成分等做了詳細介紹，并總結該沖天爐的筑爐流程。

1：EC&S沖天爐爐體結構

下圖為 EC&S 沖天爐爐體結構示意圖，爐體由爐殼（分為熔化帶和預熱帶兩部分）、爐缸、出鐵口、分渣器、流槽、引風環等組成。熔化帶爐殼采用無爐襯設計，爐殼采用 AIXI X-1050 型鋼，熔化過程中外加循環水冷卻爐殼，這是由于熔化帶工作溫度高，受鐵水沖刷和侵蝕嚴重，若在該部位增加耐火材料，其侵蝕速度會非常快，無法保證沖天爐的長爐齡設計，同時熔化帶的爐徑會隨著熔化時間的延長而變大，造成熔化狀態的不穩定。除熔化帶爐殼外，EC&S 沖天爐爐體其余部位均有耐火材料。根據各部位的工作溫度及要求，選擇合適的耐火材料，可有效提高使用壽命，降低成本。

2：引風環耐火材料

引風環是沖天爐上部圍繞爐體的環形管道， 作用是將沖天爐爐氣引出并導向燃燒室，其結構如圖1所示。引風環內耐火材料應具有隔熱保溫的作用，同時要保護爐體不受損傷。熱風沖天爐用噴涂料常采用以粘土熟料或高鋁礬土熟料為骨料，以水玻璃等為結合劑的耐火材料。EC&S 沖天爐引風環內部使用噴涂料，具有回彈量小噴補性能優異的特點，其成分組成為 Al2O3:48.0%；SiO2:41.4%；CaO:6.0%；Fe2O3: 1.8%；Na2O+K2O：1.8%。其中 Na2O+K2O 以 R2O·nSiO2·mH2O 形式存在（R2O 表示堿金屬），俗稱水玻璃。水玻璃溶于水中會水解形成溶膠，溶膠具有良好的膠結性能。噴涂料采用機械噴射方法施工，加入適量的水玻璃，有利于提高材料的施工性能。

3：預熱帶耐火材料

預熱帶位于熔化帶以上，引風環以下，工作溫度范圍較寬，在 650～1100℃之間。預熱帶要承受鐵料從爐頂掉落帶來的機械沖擊和熔化過程中爐料下降導致的磨損，同時由于預熱帶工作溫度范圍寬，還需要有承受冷熱沖擊的能力。預熱帶使用低水泥莫來石基體澆注料，其主要成分組成為 Al2O3:66.1%； SiO2:27.2%。莫來石是以 3Al2O32SiO2 結晶相為主要成分的耐火原料，具有良好的高溫力學性能，以莫來石為基體的耐火材料具有高的密度和純度，同時有優異的高溫強度和抗熱震性，低的熱膨脹率。天然莫來石較為稀少，現在工業用的莫來石基本為人造莫來石，采用燒結法或電熔法制得。

低水泥莫來石基體澆注料水泥含量為 3%～ 8%，且 CaO 含量僅為 2%，比同材質普通澆注料使用溫度高，最高使用溫度可達 1700℃。

4：爐缸耐火材料

爐缸區于風口以下，工作溫度在1350~1650℃，爐缸內側受到鐵水及爐渣的沖刷和侵蝕，工作環境較為惡劣。爐缸由多種耐火材料共同構成爐壁由外向內依次是陶瓷纖維紙、高鋁磚、澆注料和噴涂料。

爐底下層使用搗打料，其成分組成為 Al2O3:59.8%；SiO2：37.8%，是一種氧化鋁基耐火材料，將其用在爐底的最下層，可以有效抵抗鐵水在爐底的滲透。爐底上層使用

搗打料，其成分組成為 Al2O3: 52%；SiO2:10%；(SiC+C):32%，它是一種添加了樹脂結合劑的 Al2O3 和(SiC+C)混合搗打耐火材料，該材料強度較高，化學性能穩定，顆粒尺寸較下層材料更大，同時由于添加了SiC+C，可以有效抵抗鐵水的沖刷和侵蝕。

爐壁部分最外側耐火材料是一層1.6mm 厚的Al2O3/SiO2基的陶瓷纖維紙，具有保溫隔熱和密封的作用。陶瓷纖維紙內側為一層高鋁磚，磚之間的縫隙填充氣硬性耐火膠泥。高鋁磚內側為莫來石澆注料，這是一種超低水分和水泥的莫來石基澆注料，施工完成后其內部的水分可以快速以氣體形式排出，其強度高，氣孔率低，體積穩定性好。爐壁最內側為一層噴涂料，SiC+C含量高達 45%且添加抗氧化劑，其施工性能較好，可以有效抵抗鐵水和爐渣的侵蝕。爐缸修筑完成后可以連續熔化35天。

5：出鐵口耐火材料

出鐵口位于爐缸底部，連接爐缸和分渣器。出鐵口截面積小，鐵水流速快，因此出鐵口受到鐵水的沖刷腐蝕嚴重，其壽命往往決定著爐齡的長短。出鐵口耐火材料為剛玉塑性料，是含有(SiC+C)25%的剛玉基材料，尤其適合于抗侵蝕條件苛刻的部位，具有較好的施工性能，結構致密且氣孔率低。

6：分渣器耐火材料

分渣器位于出鐵口外側，作用是利用鐵水和爐渣的密度不同將其分離。鐵水經擋渣板撇去浮渣后流出分渣器，而爐渣留在擋渣板的左側并從排渣口排出，這樣就實現了鐵渣分離。分渣器使用含（SiC+C）28%的剛玉基潮打耐火材料搗打而成，該材料結構致密，氣孔率低，具有優異的抗渣侵蝕能力和抗氧化能力。

7：流槽耐火材料

流槽是連接分渣器和保溫電爐的部分，耐火材料使用含有 MgO4.5%的高鋁基澆注料，該材料具有較強的抗鐵水沖刷能力、高的冷熱強度和抗渣侵蝕能力。Al2O3- MgO 基的耐火材料在 1400℃ 會生產尖晶石，導致體積發生膨脹，使得組織致密化，可以有效抵抗鐵水和爐渣的滲透。