礦熱爐又稱電弧電爐或電阻電爐，主要用于還原冶煉礦石，碳質(zhì)還原劑及溶劑等原料。主要生產(chǎn)硅鐵，錳鐵，鉻鐵合金等鐵合金，其工作特點(diǎn)是采用碳質(zhì)或鋁質(zhì)、鎂質(zhì)耐火材料作爐襯及爐眼磚。但是鎂質(zhì)或鋁質(zhì)爐眼磚在長(zhǎng)期受到爐內(nèi)熱負(fù)荷沖擊及二氧化硅熔渣侵蝕的情況下，容易破損，甚至引發(fā)爐墻燒穿，嚴(yán)重影響礦熱爐的正常運(yùn)行。因此，以碳化硅為主要原料的爐眼磚應(yīng)運(yùn)而生。
早些年代我國(guó)礦熱爐出鐵口磚主要采用小塊標(biāo)準(zhǔn)高鋁磚或者剛玉磚，只有少數(shù)大中型礦熱爐采用硅線石磚、剛玉莫來石磚和復(fù)合棕剛玉磚，出鐵口壽命普遍較短。而國(guó)外大型礦熱爐出鐵口多為組合磚，并采用高質(zhì)量耐火材料，如歐洲國(guó)家用微孔炭磚、莫來石磚，日本用硅線石磚、AL2O3-SiO2磚 ，北美用熱壓小炭磚等，再加上科學(xué)的管理、操作和維護(hù)，出鐵口壽命都較長(zhǎng)為此，武漢炭質(zhì)爐襯新材料研究推廣中心根據(jù)國(guó)內(nèi)耐火材料生產(chǎn)設(shè)備條件，吸取國(guó)外出鐵口耐火材料優(yōu)點(diǎn)，針對(duì)礦熱爐出鐵口的破損原因，開發(fā)了礦熱爐出鐵口用半石墨質(zhì)一碳化硅磚，現(xiàn)已在國(guó)內(nèi)各種品類，不同大小的礦熱爐中成功應(yīng)用多年。并且該產(chǎn)品也在內(nèi)蒙古、寧夏、山西、河南等地區(qū)形成了主產(chǎn)區(qū)。
1：礦熱爐出鐵口侵蝕原因及對(duì)材質(zhì)要求
爐眼是礦熱爐爐體爐缸的一部分，是高溫熔體從爐內(nèi)排出的唯一通道，一臺(tái)礦熱爐比如工業(yè)硅冶煉礦熱爐配有五個(gè)出鐵爐眼，40500KVA硅鐵礦熱爐配備有三個(gè)爐眼，還有小型礦熱爐也根據(jù)爐型配備有不同數(shù)量的爐眼，近年來，隨著鐵合金生產(chǎn)工藝技術(shù)操作水平的進(jìn)步，其整體的爐襯使用壽命可達(dá)3~5年。而出鐵口的爐眼損壞最快，是爐襯使用壽命最為薄弱的環(huán)節(jié)，因?yàn)闋t眼受到高溫爐氣、熔融鐵水和高溫爐渣的侵蝕和機(jī)械沖刷，形成橢圓形的爐眼，爐眼空大后堵眼困難，常出現(xiàn)跑眼和噴火，此時(shí)需更換使用爐眼，并由修眼技術(shù)人員對(duì)空大變形的爐眼進(jìn)行修復(fù)。若爐眼長(zhǎng)年失修將影響爐底碳磚和爐缸碳磚使用壽命，甚至?xí)霈F(xiàn)爐眼周圍漏鐵現(xiàn)象，存在較大安全隱患。
根據(jù)之前調(diào)查多座礦熱爐停爐結(jié)果表明：強(qiáng)化冶煉礦熱爐投產(chǎn)后1年左右出鐵口爐眼磚就被侵蝕，中小礦熱爐經(jīng)過2～3年時(shí)間出鐵口耐火材料被嚴(yán)重侵蝕。一代爐役末期，出鐵口耐火材料幾乎不復(fù)存在，取而代之的是炮泥、渣、焦炭、鐵等混合物。出鐵口耐火材料經(jīng)受的侵蝕主要在機(jī)械沖擊、熱震、熱應(yīng)力作用；鐵水、熔渣沖刷、磨蝕 ；堿金屬侵蝕；高溫氧化等幾個(gè)方面。礦熱爐投產(chǎn)后，鐵口砌體溫度升高，由于溫差存在，冷熱端膨脹量不同而產(chǎn)生熱應(yīng)力。每次出鐵時(shí)溫度升高到1500℃以上，出鐵完畢，堵上炮泥后又迅速下降到500～800℃，出鐵口砌體經(jīng)常受到急冷急熱 (熱震)作用。耐火材料的抗熱震能力與材料的導(dǎo)熱系數(shù)、強(qiáng)度成正比，與熱膨脹系數(shù)、彈性模量成反比。高鋁磚等AL2O3—SiO2系耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)低、熱膨脹系數(shù)高、彈性模量大，其耐熱震性差，在熱應(yīng)力的作用下出鐵口砌體產(chǎn)生裂縫甚至剝落。堿金屬侵入耐火磚后與AL2O3、SiO2。反應(yīng)生成鉀霞石等化合物，使耐火材料變質(zhì)、組織結(jié)構(gòu)劣化，強(qiáng)度下降，熱膨脹系數(shù)增加，導(dǎo)致出鐵口砌體抗熱震性、耐剝落性變差，在開堵出鐵口時(shí)，還受到開孔機(jī)泥炮的機(jī)械力作用，有時(shí)破壞砌體結(jié)構(gòu)。
出鐵口通道和砌體內(nèi)側(cè)盡管有泥套、泥包保護(hù)，當(dāng)液態(tài)鐵、渣流經(jīng)出鐵口時(shí)仍沖刷、磨蝕出鐵口砌體并存在鐵水溶蝕、渣蝕等。溫度越高，這些破壞作用越厲害。如果冷卻設(shè)備漏水或使用有水炮泥，水蒸汽在高溫下破壞耐火材料。若用氧氣燒通出鐵口會(huì)使耐火材料熔蝕、氧化一旦鐵口區(qū)砌體與冷卻壁之間密封不好，水蒸汽和空氣沿縫隙進(jìn)入，出鐵口砌體周圍炭磚和炭素填充料被氧化，就會(huì)出現(xiàn)煤氣泄漏。為了延長(zhǎng)礦熱爐出鐵口壽命，必須提高砌體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，選用適應(yīng)出鐵口條件的高質(zhì)量耐火材料．提高砌筑質(zhì)量及操作水平。出鐵口耐火材料必須具備下列特性；①耐熱震性好；②耐剝落性優(yōu)良；⑧抗鐵水溶蝕、沖刷性好；④耐堿性好 ；⑤抗渣性好 ；⑥耐氧化。