锻造加热炉是金属锻造前对坯料进行加热的关键设备，其工作环境具有高温（通常800-1300℃，部分达1400℃以上）、温度波动大、坯料机械冲击频繁、炉内气氛复杂（含氧化皮、烟气、粉尘等） 等特点。因此，对耐火材料的技术要求需围绕“耐高温、抗热震、耐冲击、抗侵蚀、低导热”等核心性能展开，具体如下：

锻造加热炉长期在高温下运行，耐火材料需在工作温度范围内保持稳定的化学与物理结构，不发生软化、熔融或显著相变。

1•核心要求：耐火度需高于炉内最高工作温度（通常要求耐火度≥1500℃，高温段炉衬需≥1700℃）；在使用温度下（如1200-1400℃），材料的荷重软化温度（T0.6）需高于实际工作温度，避免因载荷（如自重、坯料挤压）导致炉衬变形或坍塌。

2•典型应用：炉底、炉墙高温区需采用高铝质（Al₂O₃≥60%）、莫来石质或刚玉质材料，其高温稳定性显著优于黏土质材料。

锻造加热炉在装料（低温坯料入炉）、出料（高温坯料出炉）及升/降温过程中，炉衬会经历频繁的温度骤变（温差可达200-500℃/次），易因热应力导致开裂、剥落。

1•核心要求：材料需具有低的线膨胀系数（如莫来石质约5-6×10⁻⁶/℃）、高的热导率或良好的弹性，以减少热应力积累；热震稳定性（如水冷-风冷循环次数）需≥15次（对高铝质材料），甚至≥30次（对莫来石-刚玉复合材料）。

2•技术原理：通过引入微裂纹（如添加碳化硅、锆英砂）或优化颗粒级配，使热应力在裂纹处释放，避免宏观开裂。

锻造过程中，高温坯料的装、出、翻动会直接冲击炉底和炉墙，同时氧化皮（FeO、Fe₂O₃等）的冲刷也会造成材料磨损，因此耐火材料需具备足够的常温及高温强度。

1•常温强度：冷态耐压强度需≥50MPa（浇注料）或≥30MPa（耐火砖），避免施工或检修时因碰撞损坏。

2•高温强度：1000℃下的高温耐压强度需≥30MPa，防止高温下因坯料冲击导致炉衬碎裂；抗折强度需≥5MPa，抵抗局部剪切力。

3•耐磨性：对于炉底等直接接触坯料的部位，可添加SiC（5%-15%）或刚玉颗粒，利用其高硬度（莫氏硬度≥9）提升耐磨性。

炉内高温下，金属坯料氧化产生的氧化皮（主要成分为FeO、Fe₂O₃、MnO等）会熔融或半熔融，与耐火材料表面反应生成低熔点相（如铁铝尖晶石、铁硅酸盐），导致材料“溶蚀”；同时，燃料（如煤、重油）燃烧产生的SO₂、CO₂等气体也可能与耐火材料反应（如与CaO反应生成CaSO₄）。

1•抗化学侵蚀：优先选择高铝（Al₂O₃≥70%）、莫来石质材料，其对铁氧化物的耐蚀性优于黏土砖；避免使用含CaO较高的材料（如普通水泥浇注料），以防与SO₂反应生成疏松的CaSO₄导致剥落。

2•抗渗透侵蚀：材料需致密（显气孔率≤20%），减少熔融氧化皮或烟气向内部渗透扩散，可通过添加超细粉（如硅灰）优化致密度。

锻造加热炉热损失主要来自炉体散热，优质隔热性能可降低能耗（节能10%-30%），同时保护炉体钢结构（避免高温变形）。

1•核心指标：常温导热系数λ≤1.0W/(m·K)（工作层背衬），高温（1000℃）下λ≤2.0W/(m·K)；体积密度≤1.5g/cm³（轻质隔热材料）。

2•材料选择：炉墙外层或低温区采用轻质隔热砖（如轻质高铝砖、莫来石隔热砖）、陶瓷纤维毯（λ≤0.2W/(m·K)，但需注意抗冲击性较差，需与耐磨层复合使用）；工作层与外层之间可设置隔热浇注料（如含漂珠的轻质高铝浇注料）。

耐火材料在高温使用过程中若发生过大收缩（如黏土砖高温收缩率＞1%）或膨胀（如含游离CaO的材料水化膨胀），会导致炉衬开裂、缝隙增大，甚至整体剥落。

1•核心要求：高温重烧线变化率需控制在±0.5%以内（1400℃×3h）；避免使用未充分煅烧的原料（如欠烧铝矾土），以防高温下继续烧结收缩。

2•调控手段：通过添加蓝晶石（高温下缓慢膨胀）、硅线石等膨胀性矿物，补偿材料的高温收缩，维持体积稳定。

1•施工性：对整体浇注炉衬，要求浇注料流动性好（扩展度≥220mm）、易振捣、脱模后强度增长快（24h耐压强度≥10MPa）；对砌筑炉衬，耐火砖需尺寸精确（公差≤±1mm），便于灰浆砌筑（灰缝≤2mm）。

2•抗剥落性：材料需具有良好的韧性，避免因长期热循环或机械冲击导致表层成片剥落，可通过添加钢纤维（0.3%-0.5%）增强浇注料的抗裂性。

总结

锻造加热炉对耐火材料的要求是“高温稳定+抗变抗冲+耐蚀隔热”的综合平衡，需根据炉型（室式、连续式、环形炉等）、工作温度分区（高温段、中低温段）及燃料类型，选择不同材质的复合结构（如“耐磨工作层+隔热背衬层”），以兼顾使用寿命与节能效果。例如，高温炉底采用刚玉-莫来石浇注料（抗冲击+耐侵蚀），炉墙高温区用高铝砖砌筑，低温区搭配轻质隔热材料，可显著提升炉衬寿命（通常要求≥1-3年）。

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