平爐耐火材料的改進及使用情況，平爐砌體的損毀主要是熔渣和鋼液的化學(xué)侵蝕和高溫熔蝕或剝落造成的。平爐爐頂最易損毀，是整個爐襯的薄弱環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到爐子的生產(chǎn)率，因此，各國均把爐頂壽命作為平爐的重要技術(shù)指標，所謂平爐爐齡就是指爐頂壽命。

進入六十年代，世界各國平爐普遍采用堿性磚砌筑，就爐頂磚而言，美國多數(shù)平爐采用化學(xué)經(jīng)合不燒鎂鉻磚，歐洲一般使用燒成鎂鉻磚；日本采用鐵皮包裹不燒鎂鉻磚作爐頂，該磚能抵抗熱剝落，使用效果較好；蘇聯(lián)平爐一般用方鎂石尖晶石磚作爐頂；我國則普遍采用鎂鋁磚，使中型平爐爐頂壽命達到1000爐次左右。

隨著平爐吹氧強化冶煉的發(fā)展，生產(chǎn)效率顯著提高，爐齡卻日趨下降。為此，必須提高磚的質(zhì)量，開發(fā)新品種，才能滿足平爐冶煉工藝的需要。在這種情況下，英國于1959年研制成功了直接結(jié)合堿性磚，其制造關(guān)鍵是采用高純原料、高壓成型和高溫燒成。下圖為直接結(jié)合鎂鉻磚和鎂磚的燒成溫度與高溫抗折強度的關(guān)系。從圖中看出，隨著燒成溫度的升高，直接結(jié)合鎂鉻磚的抗折強度顯著增大，而鎂磚到1800℃以后強度反而有所降低。這就是說，為了獲得優(yōu)良的直接結(jié)合鎂鉻磚，其燒成溫度應(yīng)大于1700℃，最好在1800℃左燒成。

目前，在平爐爐頂上主要用直接結(jié)合鎂鉻磚，電熔再結(jié)合鎂鉻磚和熔鑄鎂鉻磚也得到了一定的應(yīng)用。這些磚的性能列于下表。

美國平爐爐頂現(xiàn)在普遍采用直接結(jié)合鎂鉻磚，前墻也有使用這種磚的。例如，凱薩公司用該磚作爐頂后，使用壽命達到了1151爐次。美國鋼鐵公司5座240噸平爐爐頂采用直接結(jié)合鎂鉻磚后，爐齡平均延長9%，楊斯頓鋼廠在185噸平爐爐頂上使用，其壽命達到1400爐次。200噸吹氧平爐爐頂?shù)哪突鸩牧蠁魏?/span>：用化學(xué)結(jié)合不燒鎂鉻磚時為209公斤/噸鋼，采用直接結(jié)合鎂鉻磚時降到1.09~1.24公斤/噸鋼，當用熔鑄鎂鉻磚時僅為1.05公斤/噸鋼；平爐前墻采用直接結(jié)合鎂鉻磚砌筑時，其使用效果見下表。

美國1964年有23座平爐爐頂采用熔鑄磚或與直接結(jié)合磚混合吊砌；法國在200噸平爐爐頂上，采用熔鑄磚和燒成堿性磚混合吊砌，前墻則全部用熔鑄磚砌筑。該爐未經(jīng)檢修，壽命達到628爐次；加拿大希爾頓廠平爐爐頂壽命為1200爐次。

意大利薩納克公司某廠生產(chǎn)的直接結(jié)合鎂鉻磚，用于300噸平爐爐頂上，其耐火材料單耗僅為0.98公斤/噸鋼。

應(yīng)當指出，直接結(jié)合磚與化學(xué)結(jié)合磚和燒成磚比較，高溫性能好，但塑性變形小，無法補償因本身的變形而產(chǎn)生的應(yīng)力。因此，在砌筑時，每隔一定距離應(yīng)放置厚紙板和金屬片，以降低砌體膨脹而形成的應(yīng)力。

蘇聯(lián)平爐隨著用氧量的增加，普通方鎂石尖晶石磚爐頂已不能適應(yīng)操作的要求。因此，除用直接結(jié)合磚作爐頂外，主要是改進和提高原爐頂磚的質(zhì)量，其措施是摻加電熔或燒結(jié)尖晶石，經(jīng)高壓成型和高溫燒成而制成鎂鈀尖晶石磚。下表為鎂鋁尖品石磚的性能和使用效果。該磚特點是耐火度高，與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)時膨脹適度，即體積穩(wěn)定性好；在溫度波動及氣體介質(zhì)作用下，不發(fā)生可逆的體積變化。與方鎂石尖品石磚相比，氣孔率低、荷重軟化溫度富和熱震穩(wěn)定性好。巖相研究表明，磚中的尖晶石和方鎂石之間的結(jié)合極為致密，方鎂石顆粒及少量磚酸鹽的分布十分均勻。因此，鎂鋁尖品石磚的使用效果較好。

蘇聯(lián)平爐爐頂采用鎂鉻合成砂制造的鎂鉻磚時，其損毀率比普通鎂鉻磚低25~32%。損毀特征主要是爐頂工作層呈周期性的剝落或掉片；當用鎂鋁尖晶石磚作爐頂時，使用壽命比方鎂石尖晶石磚的延長14~28%，損毀特征則為表面熔蝕。但是，在齊列波維茨鋼鐵廠雙床平爐爐頂上使用時，也發(fā)現(xiàn)有掉片的跡象。該爐的吹氧強度為89.8米3/噸鋼·時，爐頂壽命僅為270爐次。

蘇聯(lián)馬格尼托哥爾斯克鋼鐵公司五座雙床平爐的爐頂壽命，平均達到900爐次左右。在1978年，原料供應(yīng)和鑄錠條件均比較好，其中一座平爐的生產(chǎn)技術(shù)指標如下：小時產(chǎn)鋼量為197.2噸，氧氣單耗為65.9米3/噸鋼，標準燃料消耗為12.8公斤/噸鋼，冶煉時間為2小時50分鐘，爐頂壽命達到了1008爐次，停爐率僅占7.2%。目前，該座爐子的小時產(chǎn)鋼景已增加到226.9噸，燃料消耗節(jié)約50%，爐頂壽命也超過了1300爐次，是普通吹氧平爐的2~3倍。

我國是生產(chǎn)平爐鋼比較多的國家，平爐爐頂主要采用鎂鋁磚砌筑，吹氧強化操作，爐頂使用壽命：普通平爐約為360爐次，氧氣頂吹平爐為600爐次左右，每噸鋼耐火材料消耗約為21公斤。

平爐采用吹氧技術(shù)后，除爐頂易損壞外，前后墻、上升道和蓄熱室上部等處的砌體，也加速了損毀。為此，國外在平爐前后墻上，也開始使用直接結(jié)合磚、高純鎂磚、電熔再結(jié)合磚和熔鑄磚，以求達到爐襯的均衡損毀，延長使用壽命；蓄熱室上部采用鎂鉻磚砌筑，格孔尺寸放大，以減少爐塵的堵塞，提高壽命。同時氣體運動速度提高，增大了換熱能力。

我國平爐蓄熱室格子磚采用直通式預(yù)制大塊，實現(xiàn)了機械化筑爐，使用壽命比小磚的提高3~4倍，而且不堵塞，換熱效果較好。

平爐爐底一般采用鎂磚砌筑，其工作層用鎂砂等散狀料煉爐底，使用壽命為20~30爐次。

平爐出鋼槽一般用粘土磚砌筑，勞動強度大，使用壽命低。蘇聯(lián)和我國采用耐火混凝上預(yù)制塊或耐火搗打料作出鋼槽襯體，使用壽命高，也為機械化施工創(chuàng)造了條件。

蘇聯(lián)扎波羅什鋼廠平爐車間在9號平爐上，安裝一臺修建和拆除出鋼槽襯體的設(shè)備。制作新襯時，采用耐火混凝土澆灌，單槽需要40分鐘，雙槽需要105分鐘。新槽襯烘烤后，即可使用。槽襯局部損毀時，可采用耐火噴涂料進行噴補。該設(shè)備的生產(chǎn)能力為每小時8米耐火混凝土，拆除與修建均可實現(xiàn)半自動化，一般僅需2名工人操作。

日本雖然結(jié)束了平爐的煉鋼史，但回顧一下以前在平爐上用的堿性耐火材料的使用情況，對其它國家現(xiàn)有平爐還是有借鑒作用的，而且這些材料目前仍在轉(zhuǎn)爐、電爐或爐外精煉等熱工設(shè)備上應(yīng)用著。下表為日本黑崎公司堿性磚的性能和使用范出。

過去，日本在平爐上采用直接結(jié)合磚作爐頂，比不燒鎂鉻磚爐頂壽命提高2.0~2.5倍。同時，在前后墻和上升道等部位，也使用了直接結(jié)合磚及高純鎂磚和電熔鎂鉻磚，使爐襯損基本達到了均衡。

平爐各部位耐火材料的消耗比例如下：爐頂35.7%，前墻23.9%，爐底28.7%，蓄熱室9.7%，沉渣室2.6%。下表為美、蘇和西德亞爐用耐火材料的單耗。從表中看出，平爐煉鋼消耗的耐火材料是較多的，介于10~30公斤/噸鋼之間，因此也增加了鋼的成本。

綜上所述，各國對平爐用耐火材料做了大量的工作，使其質(zhì)量提高、品種增加。同時，采用自動控制技術(shù)、吹氧強化冶煉和改進管理制度。因此，平爐生產(chǎn)率顯著提高，爐齡有所延長，消耗逐漸下降。但是，它與氧氣轉(zhuǎn)爐和超高功率電爐相比，仍然是遜色的。

平爐爐襯的噴補也是提高爐齡的一種措施，美國、蘇聯(lián)和加拿大等國應(yīng)用較普遍。噴補部位主要有爐頂、爐墻及堤坡、上升道和沉渣室等。耐火噴涂料一般采用鎂質(zhì)或鎂鉻質(zhì)材料，用硅酸鈉，磷酸或磷酸鹽作結(jié)合劑。

平爐預(yù)防性的濕法熱噴補方案是多種多樣的。例如，加拿大阿爾果馬鋼廠平爐投產(chǎn)6~8爐次后，便開始對爐頂進行噴補，直至爐役結(jié)束為止。這樣做能使185噸平爐爐頂?shù)氖褂脡勖岣?/span>12倍左右，但耐火材料單耗增加了0.52公斤/噸鋼；美國鋼鐵公司的全部平爐爐頂均采用熱噴補措施，即當爐頂首次出現(xiàn)剝落或掉片時，就開始進行噴補，每周5~8次，爐役后期每周9~14次。噴補是在熔煉后期或出鋼后，爐頂溫度最高時進行的，每次噴補約需10分鐘，耗料量為1000~1600公斤。采用噴補技術(shù)后，普通平爐爐頂壽命能提高58%，吹氧平爐的則提高27%。

蘇聯(lián)馬格尼托哥爾斯克鋼鐵公司雙床平爐開爐后，便進行噴補，每天一次，直至爐役結(jié)束。普通吹氧平爐爐頂?shù)膰娧a，應(yīng)根據(jù)爐頂?shù)膿p毀情況而進行。采用噴補措施后，爐頂壽命可提高1~4倍；扎波羅什鋼廠平爐用耐火噴涂料系采用鎂砂和鉻礦配制的，其比例為40:60或60:40，外加5%的耐火粘上和3%的水玻璃。該廠500噸平爐爐頂壽命為157~206爐次，采用噴補措施后，使爐頂壽命提高了40~54%，平均蝕損速度約為10毫米/爐次；根據(jù)卡木納爾冶金廠平爐爐頂?shù)膰娧a經(jīng)驗，在整個爐役中，噴補次數(shù)不能少于40次，否則效果不顯著。爐頂無噴補層時，蝕損速度為13毫米/爐次。噴補后，蝕損速度則降為09~1.1毫米/爐次。下表為平爐爐頂噴補后的壽命和單耗。

從上表中看出，耐火噴涂料的單耗高于爐頂鎂鉻磚的消耗，根據(jù)各國平爐的噴補實踐，耐火材料消耗量均有所增加，但爐齡普遍提高，中修率降低，生產(chǎn)率提高，鋼產(chǎn)量增加。因此，平爐爐頂?shù)膰娧a，應(yīng)合理地選擇噴涂料和制定操作制度，并探討最佳的經(jīng)濟效果。

平爐熱噴補是主要的，冷噴補也試用過。例如，蘇聯(lián)謝洛夫鋼廠175噸平爐中修時，前后對五個爐頂進行過噴補。每個爐頂消耗耐火噴涂料約為10噸。該種噴涂料是用磷酸作結(jié)合劑的，并加有促凝劑。噴補是分層進行的，每層厚度為10~15毫米，總享為30~35毫米。噴后自然養(yǎng)護6~8個小時，然后在24小時內(nèi)烘烤到使用溫度，未發(fā)現(xiàn)魚裂或掉片現(xiàn)象。使用情況如下表所示。

應(yīng)當指出，在鎂質(zhì)或鎂鉻質(zhì)耐火噴涂料中，摻加少量的硅酸鋁質(zhì)材料，有利于高溫下燒結(jié)，并與爐頂磚形成致密的粘結(jié)層，使用效果更好些。

平爐用氧操作后，爐墻及堤坡的損毀加劇。過去一般是手工投補，效果不好。目前，蘇聯(lián)采用噴涂的方法修補爐墻及堤坡，取得了良好的使用效果。例如，伊卓爾斯克工廠的平爐后墻，采用耐火噴涂料噴補后，使壽命由180爐次提高到400爐次。

總之，平爐爐襯進行噴補后，能延長爐齡，提高鋼產(chǎn)量，使用得當是有益處的。