底和修补炉底，出钢口填料是橄榄石质的不定形耐火材料。超高功率大型电炉小炉顶用刚玉质预制块。它受电弧光辐射和间歇作业带来热震、热冲击、飞溅熔渣和粉尘的化学侵蚀和渗透。损毁主要表现在烧损、剥落和化学侵蚀。现代电炉炉顶使用寿命多在100次以上，条件好的可以达到400次以上。现代化电炉耐火材料的吨耗已经降低到3 kg以下。这些产品的性能见表7。
表7电炉用不定形耐火材料[10]
用途 炉底干式料 炉底干式料 炉底干式料
w(MgO)/% w(CaO)/% w(Fe2O3)/% w(SiO2)/% 堆积密度/(g·cm-3) >77 84 91
>17 8~12 3
<4 5~8 4.5
<0.7 1 0.5
>2.5 >2.4 >2.4
续表7
材质 使用部位 w(MgO)/% w(CaO)/% w(C)/% w(Fe)/%
体积密度/(g·cm-3)
1 000 ℃ 炭化
显气孔率/％ 耐压强度/MPa 电阻率/(Ωm)
导电镁钙碳质修补料
底电极 65 20 >7 >2.2 <27 >12 <3×10-3
导电镁碳质修补料
底电极 >75 2 >7 >2.2 <27 >12 <3×10-3
导电镁碳质修补料
底电极 >70 2 >7 >2.2 <27 >20 <3×10-3
续表7
材质 使用部位 w(MgO)/% w(CaO)/% w(Fe2O3)/% w(SiO2)/% w(Cr2O3)/% w(C)/% w(Al2O3)/% 体积密度/(g·cm-3) 显气孔率/％
刚玉铬预制件 铝碳化硅炭捣打料 镁橄榄石填料 镁质喷补料 镁碳质喷补料 出钢槽
2.5 0.3 0.6 6.5 86 3.15 <16
出钢槽
5~10（SiC）
<20 5~14 >65 >2.70
出钢口填料
50 9 40
渣线 88 <3 <2 <5
渣线 80 <3 <2 <5 5
—７０ · · Ⅰ
耐压强度/MPa (110 ℃ 24 h) 颗粒尺寸/mm 使用温度/℃ 体积密度/(g·cm-3)
1 000 ℃
炭化
显气孔率/％ 耐压强度/MPa
50 3.15 <16 40
>40（200 ℃）
0~6 >2.65 <15 >20
0.5~6
0-3 1 750
0-3 1 700
续表 7
材质 使用部位 w(CaO)/% w(Fe2O3)/% w(SiO2)/% w(Cr2O3 )/% w(TiO2)/% w(Al2O3)/% 体积密度/(g·cm-3)
显气孔率/% 耐压强度/MPa 颗粒尺寸/mm 线变化/％
(1 500 ℃ 3 h)
＜1.5 ≤1.5 ≤10 ≤3.3 ≥84 2.93 ≤17 35 0~10 0.4 高铝浇注预
制件
小炉盖
≤1.6 ＜10 ≤3.3 ≥82 2.85 ≤19 70 0.4
≥9 ≤3 (P2O5) ≥87 2.93 80 0~6 0.4
不烧高 铝砖
化学结合铬刚玉捣打料
刚玉尖晶石浇注料
刚玉浇注预制件
铬刚玉浇注预制件
炉盖三角区 ≤1 ≤8 (MgO)
≥90 2.95 ≤18 70 0~10 0.8
≤2 ≥97 2.95 ≤18 50 0.5
≤2 ≥3 ≥95 2.95 ≤18 70 0~10 0.5
2.6钢包和精炼炉用不定形耐火材料 2.6.1大型钢包用不定形耐火材料
目前大型钢包底和衬用铝镁浇注料和铝镁质预制块，渣线用镁碳砖。这里的铝镁质材料是用刚玉、高纯尖晶石和高纯镁砂为原料的，使用寿命可达到200次以上[21]。使用寿命取决于使用条件、产品质量和砌筑厚度以及判废标准。国外普遍使用了湿式浇注喷射料进行冷喷射再造衬或修补，这样使包衬延续下去，耐火材料吨耗降低到1 kg左右。因为国内没有这样做，并且使用也比较保守，侵蚀往往不到一半就判废，扒掉。这样耐火材料吨耗达到了2 kg以上，高于国外一倍。因为钢包整体化是发展趋势，而大型钢包渣线还是镁碳砖，只能算部分浇注整体，这给烘烤预热带来很大的麻烦。因此，应该发展渣线浇注料技术，开发能够与镁碳砖抗侵蚀相当的渣线浇注料，或通过优质渣线修补料得发展，以实现真正的钢包不定形化。
另一方面国内大型钢包很少热修补，宝钢试验过，用镁钙质喷补料使用寿命可以达到5~20次，镁质喷补料可以达到15~25次[21]。钢包修补是提高使用寿命、降低单耗的一个非常有效的方法。特别是冷浇注喷射施工国外进行的非常普遍，国内还没有真正起步。不过邵雷等[22]在钢包工作衬的应用研究取得了进展。
· Ⅰ—７１ ·
现在钢包永久层使用浇注料的越来越多。一般使用磷酸盐结合和低水泥高铝莫来石质浇注料[23]，使用寿命达到了500次[21]，宝钢也对钢包永久层用湿式浇注喷射料进行了试验研究，也取得了良好的结果[24]。 武钢和包钢都采用了AMC质包沿料，效果良好，不粘渣，并与渣线镁碳砖同步[25-26]；钢包座砖使用了浇注料的预制块，一般是刚玉尖晶石质浇注料在耐火材料厂浇注而成的。 2.6.2小型钢包用不定形耐火材料
我国有众多的小型钢包，小钢包衬主要使用了以高铝矾土为主要原料的铝镁质浇注料。渣线也是浇注料而不是镁碳砖，实现了真正是整体钢包。并且使用寿命达到130次以上[27]。然后经过剥皮后进行套浇，这样反复进行下去，导致了耐火材料吨耗很低，达到了2 kg。这是非常好的钢包冷修模式。大型钢包却没有采用。 2.6.3精炼炉用耐火材料
精炼炉有很多种，如LF、LF-VD、AOD、VOD、RH等。目前精炼炉多使用定形制品，使用的不定形耐火材料较少。钢包透气砖一般是铬刚玉尖晶石质或铬刚玉质浇注料浇注而成的，在砌筑时，透气砖和出钢口座砖四周用刚玉浇注料浇注填缝，这些是高性能的浇注料。钢包底四周用铝镁质捣打料或浇注料。有时，熔池用刚玉尖晶石预制砖砌筑。永久层有一些使用高铝质浇注料的。钢包口往往使用高铝可塑料。LF盖和VD盖用浇注料，使用寿命达到了500炉次以上[28]。太钢75 tVOD用镁钙质喷补料进行喷补渣线，使用寿命平均由8次提高到12次，效果显著[29]。我国VOD、LF和LF-VD很少修补，因此为了提高使用寿命，降低消耗，这些精炼炉的喷补和浇注技术应该发展。
RH和CAS浸渍管外部用刚玉尖晶石质浇注料，配合镁质喷补料和刚玉质压入料对RH进行修补，一般浸渍管使用寿命为120次左右。 现在也出现了整个RH浸渍管进行浇注的案例。但是到目前为止，浇注料还不能达到镁铬砖的使用寿命的水平。由于喷补料受到钢流的强烈冲刷，一般喷补一次只能用1~2炉次，效果较差。因此开发高性能的喷补料是非常必要的和迫切的。
AOD主要用于冶炼不锈钢。主要使用镁钙砖和镁铬砖。要提高使用寿命，很重要的一条是加强对它的修补，应该加强对镁钙质喷补料或修补料的开发和应用工作。有关这些产品的性能见表8。
表8钢包和精炼炉用不定形耐火材料的性能
材质 使用部位 w(Al2O3)/% w(MgO)/% w(SiO2)/% 耐火度/℃ 荷重软化开始温度/℃ 重烧线变化率/％
(1 400 ℃ 2 h) 体积密度/(g·cm-3)
铝镁质浇注料 铝镁质浇注料 高铝浇注料 小钢包工作层 小钢包工作层
≥60 ≥12 ≥1 200 0~2 ≥2.60
≥70 ≥10 ≥1 350 0~2 ≥2.90
永久层 ≥60 ≤32 1 790 0~0.3 ≥2.45
铬硅质引流砂 钢包出钢口 ≥30(Cr2O3)
≤35
硅质引流砂 钢包出钢口
＞94
—７２ · · Ⅰ
显气孔率/％ 常温耐压 强度/MPa
110 ℃ 24 h 1 500 ℃ 3 h
≤23 ≥30 ≥40 1 700
≤15 ≥30 ≥40 1 700
≤18 1 650 1.5
粒度0~1.5 mm
使用温度/℃ 热导率/（W·m-1·K-1）
续表8
材质 使用部位 w(MgO)/% w(Al2O3)/% w(F.C )/% 显气孔率/％ 体积密度/(g·cm-3) 耐压强度/MPa 抗折强度/MPa
镁质喷补料 中、大型钢包
工作层
≥90 ≤4
±1.5 （1 600 ℃ 3 h）
铝镁浇注料
铝镁浇注料
镁质火泥 钢包工作衬 ≥95 4.2
粒度组成(w)：
≥0.5 mm ≤2%, ≤0.074 mm ≥50%
镁质捣打料 接缝、填缝 和包口用
≥90 ≤23(110 ℃) ≥2.85(110 ℃) ≥50(110 ℃) ≥30(1 600 ℃)
KIP喷枪、中大型钢包熔池、
底冲击区、VD盖和浸渍管
≥2 ≥90 ≥3.00(110 ℃) ≥50(110 ℃) ≥40(1 600 ℃) 8.9(110 ℃) -0.27~1.16 (1 500 ℃ 3 h) ＞1 790
≥5.7 ≥90 ≥3.10(110 ℃) ≥50(110 ℃)
≥40(1 600 ℃) ≥8(1 600 ℃ 3 h)
重烧线变化率/％ ±1.0
耐火度/℃ ＞1 790
续表8
材 质 使用部位 w(MgO)/% w(Al2O3)/% w(F.C )/% w(Cr2O3)/% 显气孔率/％ 体积密度/(g·cm-3) 耐压强度/MPa
铬刚玉质
透气砖-1 吹气用
90 ≥3 ≤17 ≥3.15 ≥40
铬刚玉尖晶石质
透气砖-2
吹气砖 ≥4 ≥88 ≥3 ≤17 ≥3.15 ≥40
镁碳质喷补料
渣线 ≥84
23 (1 600 ℃,埋碳)
≥2.3 (1 600 ℃,埋碳) ≥15 (1 500 ℃ 3 h)
镁铝炭质修补料 包底和渣线 ≥70 ≥10 ≥3
21
(1 600 ℃,埋碳)
≥2.40 (1 600 ℃,埋碳)
30~40
刚玉尖晶石质座砖 出钢口和透气砖外围
＞4 ≥85 ≤17 ≥3.00 ≥40
· Ⅰ—７３ ·
抗折强度/MPa 重烧线变化率/％
≥7 0~1.0 (1 600 ℃ 3 h)
≥6 0~1.0
(1 600 ℃ 3 h)
≥6
续表8
材 质 使用部位 w(MgO)/% w(CaO)/% w(Cr2O3)/% w(SiO2)/% w(Al2O3)/% w(F.C)/% 体积密度/(g·cm-3) 耐压强度/MPa 高温抗折/MPa (1 400 ℃)
刚玉尖晶石质 透气砖芯片周围浇注料
8 1 0.1 88 3.00 ＞60 12
铝铬火泥 透气砖
2.0 7 84
镁钙质
下部槽和浸渍管内镁钙质喷补料
≥70 ≥10 ≥2.2
续表8
材 质 使用部位 w(MgO)/% w(Al2O3)/% w(Fe2O3)/% w(Cr2O3)/% w(SiO2)/% 显气孔率/％ 体积密度/(g·cm-3) 耐压强度/MPa 抗折强度/MPa 重烧线变化率/％
镁质喷补料 RH真空室下部，浸渍管
≥85 ≤6 ≤24 ≥2.2 ≥25(110 ℃)
≥20(1 600 ℃ 3 h)
镁铬质喷补料 RH浸渍管，
真空室上部
≥70 4 ≤5 ≥5 ≤4 ≤24 ≥2.3 ≥20(110 ℃) ≥15(1 600 ℃ 3 h)
镁铬质压入料 RH浸渍管，真空室上部
≥70 3 ≤5 ≥5 ≤5 ≤24 ≥2.4 ≥20
(1 600 ℃ 3 h)
±0.8(1 600 ℃ 3 h)
高铝浇注料 RH真空室
92.8
2.79
(1 500 ℃ 3 h) ≥15(110 ℃) ≥30(1 500 ℃ 3 h) ≥8.4(110 ℃)
—７４ · · Ⅰ