AOD精炼炉用耐火材料的技术选型与发展路径

对于氩氧脱碳法（AOD）精炼炉而言，其内部经受着高温、高碱度炉渣侵蚀、熔池搅动冲刷以及急冷急热等一系列严苛考验。因此，内衬耐火材料的选择与配置，是决定炉龄、生产效率和冶炼成本的核心技术环节。

在AOD炉耐火材料的技术发展中，曾有两条主流路径：镁铬质耐火材料与白云石质耐火材料。不过，出于环保法规对六价铬的限制以及白云石质材料技术的成熟，当前行业的技术天平明显向白云石质耐火材料倾斜，这已成为一个清晰的发展趋势。

一个设计精良的AOD炉衬，并非由单一材料构成，而是根据不同部位的工作条件，进行差异化、精细化的材料配置。这种分区砌筑的策略，旨在实现整体寿命的均衡和成本的最优化。

• 炉身、炉底及炉顶上部： 这些区域是炉衬的主体，通常整体采用烧成白云石砖或树脂结合白云石砖，以充分利用其优良的抗碱性渣侵蚀能力。
• 渣线部位： 此处是炉渣侵蚀最为剧烈的区域，对材料的要求极为苛刻。一般选用抗侵蚀性更强的烧成镁质白云石砖（即镁白云石砖）。
• 风口区域： 作为气体喷吹的关键部位，风口区域不仅承受高温和炉渣侵蚀，还面临强烈的气流冲刷。因此，需要采用特殊配方的含锆烧成镁质白云石砖，以增强其耐冲刷性和抗热震稳定性。
• 出钢口： 为确保出钢过程的顺畅与安全，出钢口部位可选用白云石砖或综合性能更优的镁铝炭砖。
• 散装料： 炉衬的填充和修补部位，则以白云石质捣打料或水泥结合镁质捣打料为主，以保证施工性能和整体性。

下图直观地展示了一座典型的采用白云石质耐火材料进行分区砌筑的AOD炉结构。

图1 AOD炉用白云石耐火材料结构示意图

要深刻理解这些材料的应用性能，离不开对其理化指标的精确掌握。不同MgO和CaO含量的镁白云石砖，其性能表现各有侧重。下表列出了一家企业生产的、可用于VOD和AOD炉的系列镁白云石砖的典型理化性能数据。

表1 某企业VOD和AOD炉用镁白云石砖的典型理化性能

从表中数据可以看出，尽管各牌号材料在主成分含量上存在梯度变化，但其体积密度、荷重软化温度、高温强度等关键高温性能均保持在相当高的水平。这些精确的性能数据是材料选型、炉衬设计以及失效分析的基础。任何一个参数的微小波动，都可能在实际生产中被放大，影响整个炉役周期。因此，对进厂的耐火原料和制品进行严格的质量控制与性能验证，显得至关重要。这正是专业检测实验室的核心价值所在。

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