这是一个非常专业且重要的问题。转炉炉衬根据其工作环境和损毁机理的不同,被划分为几个关键区域,并相应采用不同材质和厚度的耐火材料,这种方法被称为“综合砌筑”。
其核心目的是:在保证安全的前提下,使整个炉衬各区域尽可能同步损毁,从而最大限度地提高炉龄、降低耐火材料消耗和生产成本。
下面是转炉炉衬的典型区域划分、各区域的损毁原因及常用的耐火材料配置。
通常,一座转炉的炉衬可以从纵向(高度方向)和环向(圆周方向)两个维度进行划分,其主要区域如下图所示:

耳轴区域 (Trunnion Area)
位置
炉体两侧与耳轴连接的部位。
损毁机理
机械应力
整个炉体依靠耳轴支撑和转动,承受巨大的机械载荷和扭力。
应力集中
在吹炼和出钢过程中,该区域热应力集中。
不易修补
由于位置特殊,喷补维护比较困难。
耐火材料选择
通常使用炉衬中最高档次、高强度、高耐磨性、高抗侵蚀性的镁碳砖。确保该区域的结构稳定性,防止因耳轴部位过早损毁而导致整个炉衬失效。
位置
正对炉口,接受废钢和铁水装入的一侧炉衬。
损毁机理
机械冲击
废钢的撞击和铁水的冲刷。
热震
高温铁水与相对低温炉衬的瞬间接触产生巨大的热应力。
化学侵蚀
同样受到熔渣和钢水的侵蚀。
耐火材料选择
使用抗热震性能优异、高强度、高耐磨性的镁碳砖。砖中石墨含量可能相对较高,利用石墨的良好热震稳定性和导热性。
渣线区 (Slag Line Area)
位置
炉内熔池液面波动所接触的炉壁环带。
损毁机理
化学侵蚀
长期与高氧化性、高碱度的熔渣接触,是炉衬中化学侵蚀最严重的区域。FeO、SiO₂等氧化物与耐火砖中的MgO、C发生反应。
冲刷
强烈的氧气流和熔池搅动造成液渣和钢水的冲刷。
耐火材料选择
使用高抗渣蚀、高抗氧化性的镁碳砖。通常会增加抗氧化剂(如金属Al、Si、Mg粉)的含量,并采用高纯度、大结晶的电熔镁砂。
出钢侧 (Tap Side)
位置
与装料侧相对,出钢时钢水流出的一侧。
损毁机理
主要受出钢时钢水的冲刷和热震作用,但相比装料侧和渣线区,工作条件稍好。
耐火材料选择
使用中高档次的镁碳砖,其性能介于冲击区和一般区域之间。
除了以上环向分区,在纵向(高度方向)上,也会根据侵蚀程度分为:
严重磨损区
通常包括渣线区和炉帽下部(直接接触喷溅的熔渣和钢液),使用高档砖。
一般磨损区
炉腹等区域,使用中档砖。
轻微磨损区
炉底和炉帽上部,工作条件较好,可使用普通档次的镁碳砖或镁砖。
| 区域 | 主要损毁机理 | 耐火材料选择要求 |
|---|---|---|
| 耳轴区 | 机械应力、热应力、不易维护 | 最高强度、高抗侵蚀性的镁碳砖 |
| 装料侧/冲击区 | 机械冲击、热震、冲刷 | 高强、高抗热震、高耐磨的镁碳砖 |
| 渣线区 | 化学侵蚀(熔渣)、冲刷、氧化 | 高抗渣蚀、高抗氧化的镁碳砖 |
| 出钢侧 | 冲刷、热震 | 中高强度、抗侵蚀的镁碳砖 |
这种“分区设计,综合砌筑”的理念,是现代转炉长寿化的关键技术之一,实现了安全性和经济性的最佳平衡。