通常对盛钢桶耐火材料的使用特性要求是：在高温状态下能形成半熔融状态的致密层；在使用过程中，耐火砖层稍有膨胀性，使整个耐火砖衬紧密成为一体；耐火砖衬必须具有良好的抗热震性；耐火砖衬应具有良好的耐侵蚀性。对耐火材料的这些要求是为了达到以下目的：提高抗钢水和渣的渗透能力；提高耐火砖衬的整体性，使耐火砖衬之间紧密结合；盛钢桶为间歇作业，要能反复经受高温、冷却作用并多次使用；尽可能减少耐火材料融入钢水中，以提高钢水的清洁度。

 

在大中型盛钢桶上经常使用粘土砖和高铝砖内衬。粘土砖衬熔损快使用寿命短，但价格低廉，因此得到广泛使用。有些钢厂开始使用Al2O3含量大于80%的高铝砖作盛钢桶衬，盛钢桶一次性寿命大于50炉。为解决盛钢桶渣线侵蚀问题，在盛钢桶渣线部位使用过焦油结合白云石砖、镁砖、镁碳砖、铝镁砖和锆英石砖等，使用效果以镁碳砖为好。目前，国内已使用不定形的耐火材料为盛钢桶内衬，材质主要为铝镁浇注料，采用振动浇注方法施工，盛钢桶寿命平均达到60次，经济效益显著提高。

 

一、盛钢桶衬耐火砖

 

盛钢桶永久层，盛钢桶壁和盛钢桶底一般使用粘土砖，国内牌号为CN-42、CN-40、CN-36。粘土砖的主要矿物组成为高岭土，Al2O3含量30%~50%。盛钢桶壁和盛钢桶底也有用叶腊石转和高铝砖的，叶腊石砖的特点是比粘土砖、三等高铝砖的抗侵蚀能力和整体性好，不挂渣，使用寿命较高。由于蜡石的矿物组成以蜡石为主，所以在加热过程中，体积稳定性好。叶腊石脱水缓慢，可以用生料制造耐火材料产品，生产工艺简单，成本低，有较好的使用前景。高铝砖国内牌号为CN-48。实际上不烧钢厂使用的高铝质盛钢桶衬砖，其Al2O3含量已超过标准。高铝耐火材料制品中含有莫来石、方石英和刚玉等矿物组成，提高乐耐火材料制品抗钢水和熔渣的侵蚀能力。

 

盛钢桶工作层的渣线部位耐火材料一般使用锆英石砖和镁碳砖等高耐侵蚀的耐火砖品种，盛钢桶渣线耐火材料用耐火砖还有有焦油结合白云石砖、镁砖、半锆质砖等，但使用性能均不如锆英石砖和镁碳砖。锆英石砖的耐侵蚀性好，作为盛钢桶渣线用砖，可大幅度提高盛钢桶使用寿命，特别是用于浇注含铝和钛的不锈钢时，对钢水质量影响很小，使用效果较好。

 

镁碳砖不仅耐侵蚀，而且不易挂渣，提高了盛钢桶的使用寿命。为了缩短施工时间，改善作业条件和降低耐火材料消耗，目前正在推广使用铝镁浇注料铸造盛钢桶，盛钢桶的一次使用寿命可达60次以上，耐火材料消耗下降60%~80%。在钢水的高温作用下，浇注料中的MgO与Al2O3反应，形成 铝镁尖晶石，改善了基质性能，提高了内衬耐火材料对钢水和熔渣的耐侵蚀能力。今后盛钢桶内衬耐火砖的发展方向是，碱性耐火砖的使用比例逐渐提高，碱性不定形耐火材料的开发使用，修补和施工技术的改进。

 

二、盛钢桶用袖砖、塞头砖、座砖、水口砖和塞棒。

 

袖砖材质为粘土质和高铝质，国内牌号为XN-40和XL-48。为了提高渣线部位袖砖的抗侵蚀能力，可用以焦油?煮的粘土质或高铝质袖砖以及碱性材质的袖砖。

 

塞头砖材质主要为粘土质或高铝质耐火材料制品。国内牌号为SN-40和SL-48，为了提高塞头砖的抗侵蚀能力和高温机械强度，须使用焦油沥青?煮后的耐火材料制品。根据所浇注的钢种、使用镁质、锆英石质和铝碳质塞头砖。

 

座砖安装在钢包的地步，使用条件苛刻。座砖的材质为粘土质ZN-40和高铝质ZL-48。

 

钢包用水口砖为粘土质和高铝质耐火材料，国内牌号分别为KN-40和KL-48.为提高水口砖的侵蚀能力，将水口砖用焦油沥青?煮。水口砖除粘土质和高铝质外，还有镁质、刚玉质、锆英石质。

 

塞棒由袖砖和塞头砖组成。由于塞棒很长，在袖砖与袖砖之间，袖砖与塞头砖之间有链接缝，在被钢水长期浸泡期间，钢水和熔渣易侵蚀到接缝中，造成短棒事故。目前，由于滑动水口的广泛使用，塞棒系统已基本被淘汰。

 

三、盛钢桶吹氩用耐火砖

 

为了满足连铸对钢水质量的要求，一般在盛钢桶内次用吹氩的方法，使钢水温度和成分均匀。吹氩方式有：上吹法和底吹法。前者使用吹氩棒，后者使用透气砖。

 

1、吹氩棒

 

吹氩棒外形与盛钢桶塞棒相似，中空部分用于通氩，头部为透气部分。使用吹氩棒比较安全，但耐火材料消耗高，吹氩效果不如吹底好。吹氩棒的使用条件比较苛刻，要求其具备足够的高温机械强度和良好的抗热冲击性。为了提高吹氩棒的使用寿命，目前常采用Al2O3-CaO和Al2O3-SiO2-CaO系统浇注料制作吹氩棒，使用寿命由原来的1~2次提高到10次以上。

 

吹氩棒的损坏原因主要是高碱度、高氧化铁的熔渣与吹氩棒材料的互相作用，生成低熔点的黄长石、钙长石等所致。黄长石是一种由钙铝方柱与钙镁方柱石形成的固溶液体。钙铝方柱石的熔点为1590℃，钙镁方柱石的熔点为1450℃，两者形成的固溶体的最低熔点为1390℃，此温度远低于钢水温度。

 

吹氩使钢水剧烈搅动，发生强制对流运动，耐火材料与熔渣之间反应生成的低熔物很快扩散开，扩散厚度变薄，传质速度加快，耐火材料的溶解速度也加快，使吹氩棒蚀损速度也加快。

 

2、透气砖

 

盛钢桶底用透气砖，根据其使用条件，应具备下列特性；具有良好的透气性，钢水的搅拌能与吹入气体的流量成正比；具有耐蚀性和一定的强度，在吹氩时，钢水剧烈搅动，透气砖受到激烈的磨损，浇注完毕时还受到熔渣的侵蚀；抗钢水渗透性好，由于吹氩搅拌时间歇进行的，停止吹氩时，钢水可能渗透到透气砖内，影响下一次吹氩；透气砖具有良好的抗热冲击性，在反复吹氩时，不开裂，不剥落；安装简单，安全可靠。底吹透气砖有弥散型、狭缝型和直通孔型3种：弥散型透气砖是以等颗粒为基础，加入少量的细粉制成的。耐火砖的组织结构不致密，气孔径很难控制，气体流量调节性差，抗钢水侵蚀冲刷能力差，使用寿命低。

 

狭缝型透气砖是由片状致密材料，在片与片之间放上间隔物，产生缝隙，然后再外面用铁皮包住而成的。狭缝型透气砖虽然抗侵蚀性能好，但在盛钢桶使用期间，由于所承受压力的变化，机械地影响狭缝的宽度，透气度也随之发生变化，使得吹入钢水中的气体流量和分布难以控制。

 

在制造直通孔型透气砖的过程中，人为地埋入众多的不锈钢细管，形成直通孔透气砖的下部安装吸管及能发出信号的温度传感器，给操作人员报警。

 

透气砖安装在盛钢桶底部，其周围必须用浇注料浇灌密实，待烘烤后方可使用。由于盛钢桶时间歇作业的，使用条件十分恶劣，在使用后如果发现透气砖的工作面有钢渣时，必须用吹氧管清理干净，否则会造成底吹失败。