铁合金冶炼矿热炉能否长期稳定顺利运行，炉衬寿命是关键。炉衬寿命长短取决于炉衬的砌筑、开炉、日常维护，笔者针对炭质炉衬这几方面以往存在的问题有针对性的提出了相应的砌筑、开炉、维护要点，从而解决炭质炉衬使用寿命不理想问题，为矿热炉长期稳定运行提供有力保障。

　　目前使用炭质炉衬的各铁合金品种基本采用以上三种。合金品种不同采用冷却方式不同:硅铁、工业硅基本都采取保温炉衬有缝、无缝砌筑;锰硅合金、碳素锰铁既有保温无缝、有缝砌筑又有冷却无缝或整体捣打砌筑，目前大部分采用复合砌筑，底部用一层炭砖，上部使用冷捣糊(1~1.2m)。

　　高碳锰铁、高碳铬铁等的常用炭质UC冷凝炉衬、电炉冷捣糊(炭砖)保温炉衬结构图以及锰硅合金电炉冷却炉衬砌筑内衬图如图1至图3所示。

　　1/6/ 18-高强磷酸盐耐火混凝土 ； 2-微孔石墨-碳化硅铁口砖 ； 3-炭素捣打料 ； 4/7/ 16-黏土砖 ； 5-1520 ℃冷凝等温线-高铝砖 ； 11-石墨捣打料 ； 12-低气孔率焙烧炭块 ； 13-高导热石墨瓦 ； 14-高导热石墨块 ； 17 炉底集水槽

　　1-石棉板 ； 2-轻质保温砖 ； 3-普通耐火砖 ； 4-高铝砖 ； 5-保温炭素糊 ； 6-微膨胀冷捣糊 ； 7-石墨、半石墨砖或碳化硅砖 ； 8-碳化硅刚玉浇注料 ； 9-细缝糊 ； 10-保护砖 ； 11-弹性层

　　先在炉体附近的空地上用木板铺平，在木板上以炉底第一层炭砖半径画一圈，全部炭砖都要在此圈上预砌。预砌从圆的中心线开始，先铺第一排炭砖，然后两边分别砌筑炭砖，每排及每块炭砖间的距离为40~50mm。预砌时，应去掉炭砖多余的部分。炭砖加工完毕后，在砖面上标好顺序记号以便砌筑(预砌可以由炭砖生产厂家根据提供的尺寸来完成)。

　　在炉底紧靠钢板上先铺一层10mm厚的石棉板，石棉板接触缝要叠放;然后在石棉板上铺一层80~100mm黏土粒(粒度3~8mm)后找平炉底，黏土粒既可缓冲炉体加热后所产生的膨胀力又能起到加强保温的作用。

　　在炉底黏土粒层上干砌第一层耐火砖，砖缝应小于2mm，水平砌公差小于5mm，检查合格后再砌第二层。第二层、第三层干砌(不宜湿砌)。在炉墙四周，从炉墙开始直至炉口砌筑8~12个(大电炉适当增加)排气孔。

　　炉底砖一般采用人字形砌法，每层砌砖方向与前一层错开30~50°，共砌8~10层(各台电炉有所差异，按实际砌筑，大电炉为提高炉底耐火度，炉底上部可大部分采用高铝砖)。砌炉底黏土砖的同时放炉墙石棉板，留出弹性层的空间位置(80~100mm)。每砌完三层黏土砖填充一次黏土粒。

　　砌完炉底黏土砖层后，砌炭砖围墙黏土砖层(围墙宽度230mm)，与炉壳之间的弹性层同炉底一样，砌到一定高度后，铺第一层炭砖。炭砖之间、炭砖与围墙之间留40~50mm的缝隙。砌第一层炭砖时，砌筑炭砖方向应与一侧出铁口方向交错成120°，此后每层炭砖都交错60°，第三层炭砖正对出铁口;摆放炭砖之前铺水平糊(石墨粉与水玻璃之比为2∶1)10~15mm，炭砖摆正，摆好每层炭砖后，砖缝之间用木楔紧固，以免发生移动。底糊(挥发分相对低)加热良好，倒入炭砖立缝，每次倒入厚度不超100mm，分层捣固夯实。每条缝要求填满、填平捣实(使用化糊机化糊需要使用喷灯加热进一步使挥发分挥发)。第三层炭砖必须与一侧出铁口中心线平行，中间的一行炭砖从出铁口伸出100mm(高度与方向皆合适)，作为与出铁口流槽炭砖接口。

　　炉底炭砖砌完并检查合格(水平公差不超过±5mm)后，砌炉墙围墙黏土砖，放石棉板，黏土砖与石棉板之间留80~100mm弹性层。每砌3~5层填充一次黏土粒。

　　炉底两层炭砖砌筑好后(也可在炉底三层炭砖)，开始砌筑炉墙炭砖。炉墙炭砖距黏土砖50~80mm，其内用热电极糊(与炉底捣打糊相同)充填。

　　炉墙炭砖底下仍用水平糊充填，其厚度小于5mm。为延长炉衬寿命，炉墙炭砖缝捣固后，炭砖上部炉口部位要采用优质黏土砖(高铝砖)砌筑成阶梯形。为了补偿炉底炭砖立缝底糊加热后的收缩，在底糊缝面上铺打宽约100mm、高约30mm的筋条，边缘直角处也用底糊填充打结。炉墙炭砖上表面水平公差为±8mm，其与炉底炭砖接缝处小于5mm，立缝内侧为40mm，外侧为70mm左右;炭砖和围墙间立缝为40~50mm(捣打糊)。

　　炉墙炭砖上面砌黏土砖(高铝砖)，逐渐向炉壳方向收缩砌成梯形，在上面三层砖的外侧不留弹性层，排气孔至炉墙上沿，其出口处用砖覆盖住。

　　在流槽铁板上面铺一层石棉板，其上放两块加工过的小炭砖(400mm+600mm)，两侧用黏土砖卡住，外炭砖必须比流槽铁板长100~150mm，炭砖缝隙与流槽表面填电极糊，使其烧结牢固。

　　1-弹性层 ； 2-黏土砖围墙 ； 3-出铁口流槽炭砖 ； 4-出铁口流槽炭砖底糊缝 ； 5-出铁口流槽黏土砖 ； 6-出铁口炉底炭砖 ； 7-炉底成行排列炭砖 ； 8-炉底炭砖糊缝 ； 9-围墙与炭砖间底湖缝;10-出铁口炉底炭砖与围墙间底糊缝 ； 11-出铁口流槽

　　1-出铁口流槽 ； 2-出铁口黏土砖围墙与炉墙炭砖之间底糊层 ； 3-炉墙炭砖 ； 4-炉墙炭砖之间立缝 ； 5-炉膛 ； 6-弹性层

　　炉底黏土砖或高铝砖原则上不采用湿砌，尽量避免含水，防止未来受热水汽蒸发无法外排而引起炉底向上膨胀造成炭砖结构破坏而导致漏炉。

　　如果采用湿砌或砖含水较高，必须在炉底黏土砖或高铝砖砌完后采用煤或木材烘干，一般烘干24h以上，水汽基本排出后再砌炭砖或捣打冷捣糊，保证炉底干燥;即使干砌因为耐火材料也含有不等的水分，受热后所含水分外排，与其烘炉送电后外排不如在未砌炉底炭质材料之前排除(易排出)，使炉衬送电后更安全，否则，开炉后危害炉衬的炉内外排水汽基本来自炉底耐火砖，是漏炉根本原因。

　　黏土砖或高铝砖进厂前必须和供货单位协调好，作为砌炉底(与砌炉墙分开)使用，含水在要求范围内(0.2%)。从源头控制水分，超标不允许使用，否则隐患巨大。

　　砌炉前在炉底耐火砖层(中、上部)炉壳纵向打两排、横向打16个方形排气孔(100mm×100mm，内部有网)，为后期升温排气做准备(适用于所有砌筑方式，尤其冷却砌筑)，送电后气体排完将此方孔用原炉壳板重新焊好(新增加排气通道)。

　　传统保温炉衬从炉底黏土砖层以上，炉墙黏土砖(230mm)要均匀留排气孔14~16个，一直留到炉墙顶端，作为主要排气通道(次要排气通道)。

　　凡留弹性层的部位弹性层厚度要合理且其填充物为有一定粒度黏土粒(8~20mm)，起到弹性层和排气作用，不宜过薄(应留80~100mm)或使用小粒度填充物(影响弹性层透气性)。

　　炉墙一般立炭砖高度1200mm，出铁口及电极小面上部因炉底易上涨(尤其高硅)对黏土砖或高铝砖侵蚀严重，为此，这几个部位可以在原有立炭砖基础上捣打600~800mm电极糊(炉墙炭质材料砌筑为长城形状)，或采用夹心方式中间用电极糊捣打两侧砌砖，防止烧穿;黏土砖在抗渣侵蚀上较高铝砖好，耐火度不如高铝砖，原则上使用黏土砖。夹缝中灌糊电极糊时要求电极糊基本挥发到70%~80%，人工捣实，使用化糊机化糊则需分层用烤枪加热挥发。

　　采用有缝砌筑时，不宜使用冷捣糊(或细缝糊)填充炭砖间缝隙(软化点低、挥发分大、未提前熔化挥发)，易导致渣铁渗透而引起翻炉底;应采用低挥发分电极糊(填充前熔化挥发至70%)填充捣实(炭砖缝下部可以填充石墨粉捣实约1/2高度)。

　　三层炭砖在1~2，2~3层之间打结50~70mm已经化好的电极糊(冷捣糊或电极糊熔化挥发不低于50%，挥发不好易鼓包、气孔率大蓬松)，捣实捣平后在上面砌筑第二层炭砖，每一水平层炭砖之间采用有缝砌筑，使三层炭砖形成一个整体。存在问题:主要有打结电极糊熔化程度控制、烘炉速度，如何保证电极糊烧结良好，挥发空隙少不鼓包，不发生事故。

　　冷却炉衬炭质材料特别是紧贴炉壳材料，需具有优良的导热性能，确保耐火材料的热面温度低于它的临界温度。靠近热面工作的耐材还应具有优良的抗侵蚀性和较好的挂渣性，则既能降低热面耐材的侵蚀温度，又利于形成渣皮(即假炉衬)来保护耐材。冷却法炉衬技术就是依靠不同导热系数的耐火材料，砌筑成复合炉衬结构，通过形成温度梯度，将炉内热面温度降低到渣和铁的熔点之下，形成稳定的保护层，达到炉衬长寿的目的。

　　最下层为三层高铝砖，主要起支撑和隔热作用，保护炉底钢板，其上为高导热石墨块，再上为超微孔炭块，超微孔炭块顶层采用防漂浮斜形砌筑，最上层为陶瓷类耐火材料保护层。由于炉底采用了高导热石墨块，使炉底的热负荷能够均匀地向四周传导，有效地降低了炉底耐火材料的使用温度，防止化学侵蚀和铁水渗透。

　　炉墙结构采用薄炉衬加炉外喷淋技术。紧贴炉壳是高导热石墨瓦，石墨瓦内侧为超微孔炭砖(此种材料既导热又易挂上渣皮)，利用导热性能把渣铁的温度降下来，使渣铁变稠形成渣壳。最内层为保护。