Теоретические основы доменной плавки
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Теоретические основы доменной плавки 6
- Сырые материалы и их подготовка 6
1.1.1 Железные руды 6
1.1.2 Примеси железных руд 7
1.1.3 Подготовка
железных руд к доменной плавке
1.1.4 Флюсы и отходы производства 9
1.1.5 Топливо 10
- Конструкция доменной печи 11
- Общее описание печи 11
1.2.2 Профиль печи 13
1.2.3 Фундамент,
кожух и холодильники
1.2.4 Футеровка печи 15
1.2.5 Горн печи 16
1.2.6 Колошниковое устройство 17
1.3 Доменный процесс 18
1.3.1 Загрузка шихты и
1.3.2 Распределение температур и удаление влаги 19
1.3.3 Процессы восстановления 20
1.3.4 Образование чугуна 23
1.3.5 Образование шлака 24
1.3.6 Продукты доменной плавки 25
ВВЕДЕНИЕ
Среди металлов чёрные металлы и, в первую очередь, железо, которое лежит в основе получения чугуна и стали, по своему значению занимают особое место. В общем мировом производстве металлов 90 % приходится на производство железа и его сплавов. Объём производства чугуна и стали является мерилом экономического развития государства. Преимущественным применением в самых разнообразных областях техники и в быту чёрные металлы обязаны своим ценными физическими и механическими свойствами, а также широкому распространению в природе железных руд и сравнительной простоте и дешевизне производства чугуна и стали.
Производство чугуна в настоящее время в основном осуществляется доменной плавкой, которая производится в доменных печах. Доменная печь является мощным и высокопроизводительным агрегатом, в котором расходуется огромное количество шихты и дутья. Современная, наибольшая по размерам, доменная печь ежесуточно расходует около 23000 т шихты, 18000 т дутья, 1700 т природного газа и выдает 12000 т чугуна, 4000 т шлака и 27000 т колошникового газа. Таким образом, в большой доменной печи ежеминутно выплавляется около 9 т чугуна. Для обеспечения непрерывной подачи и выпуска столь большого количества материалов необходимо, чтобы конструкции печи были просты и очень надежны.
Доменный процесс является сложным и для правильного его ведения и обеспечения высоких технико-экономических показателей необходимо, чтобы сырье для доменной плавки было высокого качества и поэтому его подготовке уделяется большое внимание. В зависимости от характеристики добываемой руды в настоящее время применяют несколько основных методов подготовки руды, таких как дробление, сортировку, обогащение, усреднение, окускование.
Чугун является исходным материалом для получения стали, которую получают путём переработки чугуна в различных металлургических агрегатах. В настоящее время получил наибольшее распространение, и является доминирующим, мартеновский способ получения стали из чугуна.
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ
1.1 Сырые материалы и их подготовка
Для производства черных металлов применяют различные сырые материалы, являющиеся полезными ископаемыми, или специально приготовленные материалы, а также отходы металлургического производства.
К сырым материалам металлургического производства, прежде всего, относят руды, топливо и флюсы. Руда представляет собой полезное ископаемое, добываемое из недр земли. Это - горная порода или минеральное вещество, из которого при данном уровне развития техники экономически целесообразно извлекать металлы или их соединения.
Руды обычно называют по одному или нескольким металлам, содержащимся в них, например железные, медные, алюминиевые и марганцевые или медно-никелевые, медно-кобальт-никелевые и др. Основным сырьевым материалом в производстве чугуна доменной плавки является железорудное сырье.
1.1.1 Железные руды
Железо является распространенным элементом в природе. Так, по распространению в земной коре оно занимает четвертое место (4,2 %) после кислорода (49,7 %), кремния (26 %) и алюминия (7,45 %). Железо как составная часть входит почти во все горные породы, однако многие нельзя считать рудами. Железными рудами следует называть горные породы, из которых при данном уровне развития техники экономически целесообразно извлекать железо.
Железо, как известно, обладает сравнительно большим сродством к кислороду и в силу этого в земной коре не обнаруживается в самородном виде, а находится главным образом в соединениях с кислородом и двуоксидом углерода.
Из большого числа встречающихся в земной коре железосодержащих минералов промышленное значение имеют минералы, в которых железо в основном представлено магнитным оксидом Fe3О4 (72,4 % Fe), безводным оксидом Fe2О3 (70 % Fe), водными оксидами mFe2О3 ∙ nН2О с различным количеством воды (52,3-62,9 % Fe), карбонатом железа FeCО3 (48,3 % Fe).
Магнитный оксид железа в рудах представлен минералом магнетитом. Руду, содержащую в основном магнетит, называют магнитным железняком или магнетитовой рудой. Магнетит Fe3О4 можно рассматривать как соединение FeO ∙ Fe2O3, содержащее 31,04 % FeO и 68,96 % Fe203. Магнитный железняк обычно представлен крепкими, плотными кусковыми рудами. Он содержит обычно 55-60 % Fe (иногда лишь 16-30 % Fe), 0,02-2,5 % S, 0,02-0,7 % Р и чаще всего кислую пустую породу (SiО2, А12О3).
Безводный оксид железа представлен в рудах минералом гематитом. Руды, содержащие в основном гематит, относят обычно к красным железнякам или гематитовым рудам. Красный железняк - это продукт выветривания магнитных железняков, т.е. в значительной мере окисленный магнетит. В нем обычно содержится от 1 до 8 % магнетита.
Красный железняк, применяемый в металлургии, содержит обычно 55-60 % Fe, а некоторые разновидности - до 69,5 % Fe. В ряде случаев в рудах содержится мало серы и фосфора. Руды бывают кусковые, а иногда пылевидные. Цвет красных железняков колеблется от красного до светло-серого и даже черного, но на фарфоровой пластинке красный железняк всегда дает красную черту. Пустая порода таких руд обычно состоит из SiО2 и А12О3.
Водные оксиды железа представлены в рудах главным образом минералами лимонитом 2Fe2О3 ∙ ЗН2О и гетитом Fe2О3 ∙ Н20. Руды, содержащие в основном эти минералы, называют бурыми железняками. Бурый железняк образуется при выветривании и окислении железных руд других типов. Обычно бурый железняк смешан с глиной или кварцем. В добываемых рудах содержится 37-55 %, а чаще 37-40 % Fe. Они характеризуются повышенным содержанием фосфора (0,5-1,5 %), иногда в них присутствует в небольшом количестве ванадий (0,03-0,06 %).
Бурый железняк наиболее распространен в земной коре. Обычно он беден и влажен, к тому же трудно поддается обогащению, поэтому его используют сравнительно в небольшом количестве.
Карбонат железа представлен в руде минералом сидеритом. Руды, содержащие в основном сидерит, называют шпатовыми железняками. Они обычно встречаются в виде плотных и крепких горных пород или глинистых железняков. В шпатовых железняках содержится 30-40 % железа.
Промышленно используемым является также минерал ильменит FeTiО3, встречающийся в сочетании с магнетитом. Руды, в которых преобладает ильменит, называются титаномагнетитами.
1.1.2 Примеси железных руд
Кроме указанных соединений железа, в рудах присутствуют различные примеси (тоже в виде соединений), которые в зависимости от вида плавки могут быть полезными и вредными.
К вредным примесям относят серу, цинк и мышьяк. Сера вызывает красноломкость стали, а процесс ее удаления в доменном и сталеплавильном производствах связан с ухудшением технико-экономических показателей. Правда, серу можно легко удалить из руд окислительным обжигом и агломерацией.
Цинк, хотя и не переходит в чугун, но возгоняется и, проникая в швы кладки, приводит к ее росту и разрыву металлического кожуха доменной печи.
Небольшое количество мышьяка можно удалить из руды при агломерации или лучше при специальном обжиге руды, а при доменной и сталеплавильной плавках он переходит в металл. Мышьяк придает стали хладноломкость и ухудшает ее свариваемость.
Такие примеси, как фосфор, никель, хром и медь, являются полезными при выплавке чугуна некоторых марок, в остальных же случаях их, особенно фосфор и медь, относят к вредным примесям. Фосфор вызывает хладноломкость стали, его необходимо удалять при переработке чугуна в сталеплавильных печах.
Ванадий и титан - полезные примеси.
Пустая порода руд в основном состоит из SiО2, А12О3, СаО и MgO, которые обычно находятся в виде различных соединений. Для доменной плавки желательно, чтобы отношение (СаО + MgО)/(SiО2 + А12О3) « 1. В этом случае не требуются флюсы. Такую руду называют самоплавкой, однако встречается она очень редко. Чаще всего указанное отношение значительно менее 1, то есть пустая порода руд является кислой.
1.1.3 Подготовка железных руд к доменной плавке
Чем тщательнее подготавливают руду к доменной плавке, тем выше производительность доменной печи, ниже расход топлива и выше качество выплавляемого чугуна.
В конечном итоге стремятся снабжать доменную печь шихтой, состоящей только из двух компонентов: офлюсованного железорудного сырья и кокса определенной кусковатости и не содержащих мелких фракций (ниже 5-8 мм для железосодержащей шихты и ниже 20-30 мм для кокса).
Для обеспечения хорошей газопроницаемости плавильных материалов желательно, чтобы шихта была однородной по кусковатости. Рекомендуется, чтобы диаметр самого крупного куска не превышал диаметр самого мелкого куска более чем в два раза, т.е. целесообразно давать руду или окускованную шихту кусковатостью 10-20 или 20-40 мм.
Важным резервом повышения производительности доменных печей и снижения расхода топлива является увеличение содержания железа в шихте. Его увеличение на 1 % позволяет снизить расход кокса на 2-2,5 % и на столько же увеличить производительность печи.
Кроме того, при росте содержания железа в шихте снижается выход шлака при доменной плавке, что ведет к повышению технико-экономических показателей плавки.
Для получения богатого железорудного сырья разработаны и внедрены эффективные способы обогащения железных руд. При решении вопроса об оптимальной степени обогащения железных руд нужно исходить из технико-экономических соображений.
Расчеты показывают, что для многих руд оптимальное содержание железа в концентратах для доменной плавки находится в пределах (64-67 %). Существующая подготовка шихты пока еще не удовлетворяет указанным требованиям. Поэтому повышение однородности шихты по кусковатости и химическому составу и увеличение содержания железа в шихте крайне необходимы. В зависимости от характеристики добываемой руды применяют следующие методы подготовки руды:
а) дробление;
б) сортировку;
в) обогащение;
г) усреднение;
д) окускование.
1.1.4 Флюсы и отходы производства
Флюсы вводят в доменную печь для перевода пустой породы железосодержащей шихты и золы кокса в шлак требуемого химического состава, обладающего определенными физическими свойствами.
Температура плавления оксидов, входящих в состав пустой породы агломерата, окатышей или руд, а также в золу кокса (SiО2 - 1710, А12О3 - 2050, СаО - 2570, MgO - 2800°С), значительно выше температуры шлака в доменной печи (1450—1600°С). Вместе с тем при определенном соотношении указанных оксидов образуются легкоплавкие составы, которые имеют температуру плавления ниже 1300°С и характеризуются хорошей текучестью при 1450-1600°С.
Необходимо также, чтобы шлаки, получаемые в доменной печи, содержали определенное количество основных оксидов (СаО и MgO) для обеспечения требуемой десульфурирующей способности. Например, рекомендуется, чтобы в шлаках отношение (СаО + MgO) : (SiО2 + А12О3) составляло около 1, а отношение SiО2 : А12О3 было равно 2-4,5.
Таким образом, в зависимости от состава пустой породы руды и вида топлива нужно применять основные, кислые или глиноземистые флюсы. Добываемые руды, как правило, содержат кислую пустую породу и характеризуются приемлемым соотношением SiО2 и А12О3, поэтому по технологическим причинам обычно применяют основной флюс - известняк, состоящий из карбоната кальция СаСО3, или доломитизированный известняк, содержащий, кроме СаСО3 еще MgCО3.
При доменной плавке используют также некоторые отходы производства, содержащие Fe, Мn, СаО и MgO и являющиеся заменителями железных руд и флюса. К ним относят колошниковую пыль, сварочный шлак и окалину нагревательных печей, пиритные огарки и шлаки мартеновского производства. Наиболее широко применяют колошниковую пыль, получаемую в доменных цехах. Она состоит из железосодержащих материалов и кокса, уловленных при очистке газа доменных печей. В пыли содержится 40-56 % Fe и 3-15 % С. С целью утилизации ее добавляют в шихту к рудам или концентратам при их окусковании.
1.1.5 Топливо
Основным топливом доменной плавки является кокс - кусковой пористый материал из спекшейся углеродистой (83-88 % С) массы, получающейся при прокаливании каменного угля без доступа воздуха. Вследствие своей прочности, термостойкости (способности не растрескиваться) и способности не спекаться кокс сохраняет форму кусков на всем пути движения шихты от колошника до горна. Благодаря этому кокс разрыхляет столб шихты в печи, обеспечивая необходимую ее газопроницаемость. В нижней части печи (в заплечиках и горне) только кокс остается в твердом состоянии, образуя как бы подвижную дренажную решетку (коксовую насадку), через которую в горн стекают жидкие продукты плавки, а вверх проходят газы.
Естественные твердые виды топлива не пригодны для доменной плавки вследствие низкой термостойкости и из-за склонности к спекаемости, поэтому кокс не может быть заменен другим топливом; возможна лишь частичная замена кокса газообразным, жидким и пылеугольным топливом.
Как топливо кокс, сгорая у фурм, обеспечивает доменную печь теплом, необходимым для нагрева и расплавления шихты и протекания процессов восстановления железа из оксидов. Кроме того, углерод кокса является восстановителем и служит для науглероживания железа, а продукт сгорания кокса - газ СО также является восстановителем.
Кокс содержит 83-88 % углерода; 8-13 % золы; 0,7-1,5 % летучих; 0,5-5 % влаги; 0,4-1,8 % серы; 0,02-0,05 % фосфора. Кокс хорошего качества светло-серого цвета и при ударе куска о кусок издает легкий звон. Удельное количество тепла при сгорании кокса 28000-31500 кДж/кг. Наряду с высокой теплотой сгорания кокс как доменное топливо должен обладать определенным комплексом свойств, эти основные свойства следующие:
- высокая прочность, чтобы кокс не был раздавлен столбом вышележащей шихты в печи и не истирался при движении от колошника до фурм, а также высокая термостойкость, чтобы он не растрескивался при нагреве. В случае измельчения в печи кокса сильно снижается газопроницаемость шихты;
- малое содержание золы, основными
составляющими которой
- неспекаемость в условиях доменной плавки;
- определенный размер кусков - от 25 до 60 мм; загружать в печь более мелкий кокс недопустимо, так как при этом ухудшается газопроницаемость шихты;
- высокая пористость, благодаря
чему достигается высокая
Кокс является дорогостоящим и дефицитным материалом, поскольку запасы коксующихся углей во многих странах невелики.
В связи с этим в последние годы при доменной плавке часть кокса заменяют природным газом, мазутом или пылевидным топливом. Природный газ содержит 90-98 % углеводородов (главным образом, СН4 и С2Н6) и небольшое количество азота (около 1 %, а в газе Ишимбайского месторождения до 10 %).
Мазут представляет собой тяжелый остаток прямой перегонки и крекинга нефти. Горючая масса мазута содержит 84-88 % С, 10-12 % Н2, 0,3-0,5 % 02 и 0,5-4 % S. В качестве пылевидного топлива обычно используют молотый каменный уголь.
1.2 Конструкция доменной печи
1.2.1 Общее описание печи
Доменная печь является мощным и высокопроизводительным агрегатом, в котором расходуется огромное количество шихты и дутья. Для обеспечения непрерывной подачи и выпуска столь большого количества материалов необходимо, чтобы конструкции печи были просты и очень надежны.
Доменная печь - печь шахтного типа (рисунок 1). Сверху в печь порциями непрерывно загружают шихтовые материалы - агломерат (окатыши) и кокс, которые медленно опускаются вниз; длительность их пребывания в печи составляет 4-6 ч. В нижнюю часть печи (верх горна) через фурмы подают дутье - нагретый воздух; у фурм за счет кислорода дутья сгорает кокс с выделением тепла, а горячие продукты сгорания движутся через столб шихты вверх, нагревая ее; время пребывания газов в печи составляет 3-12 с. При опускании нагревающейся шихты в ней из оксидов восстанавливается железо, которое науглероживается, расплавляется и каплями стекает в горн, формируя чугун, а невосстановившиеся оксиды в нижней части печи (низ шахты, распар) расплавляются, образуя шлак, который также стекает в горн. Накапливающиеся в горне чугун и шлак, имеющие температуру 1450-1500°С, периодически выпускают через чугунные и шлаковые летки.
Общий вид доменной печи, оборудованной двухконусным засыпным аппаратом, показан на рисунке 1. Печь опирается на фундамент 1, большая часть которого заглублена в землю. Снаружи печь заключена в сплошной стальной кожух 9. Внутри кожуха находится футеровка 8, охлаждаемая холодильниками, которые крепятся к внутренней поверхности кожуха. В нижней части печи(горне) расположены летки 3 для выпуска чугуна и летки 21 для выпуска шлака. Вокруг печи проложен кольцевой футерованный воздухопровод 6, в который из воздухонагревателей подается горячее дутье (воздух); кольцевой воздухопровод служит для подвода дутья к многочисленным расположенным по окружности печи фурменным устройствам 5, через которые дутье поступает в верхнюю часть горна. Выше колошника 10 печи расположено колошниковое устройство. Оно включает газоотводы 15, 19, служащие для отвода из печи доменного газа; засыпной (загрузочный) аппарат и ряд других механизмов, связанных с загрузкой шихты и отводом газа. Показаны элементы засыпного аппарата: большой конус 11, закрывающий воронку (чашу) 20; малый конус 12, закрывающий воронку 17, и механизм 13, обеспечивающий их вращение; приемная воронка 14, в которую шихтовые материалы высыпают из скипа 16 путем его опрокидывания, причем скип доставляют на колошник по рельсам наклонного моста 18.
1 – фундамент; 2 – колонна; 3 – летка для выпуска чугуна; 4 – чугунные желоба; 5 – фурменные устройства; 6 – кольцевой воздухопровод; 7 – мараторное кольцо кожуха; 8 – футеровка; 9 – стальной кожух; 10 – колошник; 11 – большой конус; 12 – малый конус; 13 – вращающий механизм засыпного устройства; 14 – приемная воронка; 15, 19 – газоотводы; 16 – скип; 17 – воронка; 18 – наклонный мост; 20 – воронка(чаша); 21 – летка для выпуска шлака; 22 – площадка
Рисунок 1 – Общий вид доменной печи с двухконусным засыпным аппаратом.
Тяжесть кожуха и футеровки верхней части печи передается на фундамент через мараторное кольцо 7 кожуха и колонны 2. Выпускаемый из печи через летки 3 жидкий чугун поступает в располагаемые на рабочей площадке 22 чугунные желоба 4 и по ним в чугуновозные ковши; выпускаемый через летки 21 шлак по расположенным на площадке 22 шлаковым желобам стекает в шлаковозные ковши либо на установки припечной грануляции жидкого шлака.
1.2.2 Профиль печи
Профилем доменной печи называют очертание рабочего пространства, ограниченного футеровкой. В горизонтальных (поперечных) сечениях профиль представляет собой окружности переменного диаметра. Профиль печи в вертикальном осевом сечении представлен на рисунке 2; основные элементы профиля - это горн, заплечики, распар, шахта и колошник, составляющие полезный объем печи, т.е. объем от оси чугунной летки – О.Ч.Л - до низа подвижных элементов засыпного аппарата в опущенном положении (в полезный объем не входят объем 1 нижней части горна от оси чугунной летки до кладки лещади, где находится несливаемый слой жидкого чугуна, и ограниченный куполом 3 печи объем 2, в котором расположены элементы засыпного аппарата).
Рисунок 2 – Профиль доменной печи
Колошник имеет форму цилиндра и служит для приема загружаемой сверху шихты. Ниже колошника расположена расширяющаяся книзу шахта; это расширение необходимо, чтобы обеспечить свободное опускание шихтовых материалов, объем которых увеличивается в результате нагрева. Распар, представляющий собой короткий цилиндр, служит для создания плавного перехода от расширяющейся шахты к сужающимся заплечикам. Заплечики выполнены в виде усеченного конуса; такая их форма необходима, поскольку здесь происходит плавление рудной части шихты, в результате чего объем шихты уменьшается и суживающиеся заплечики не позволяют шихте слишком быстро опускаться в горн. Последний имеет цилиндрическую форму, в нижней его части скапливаются жидкие чугун и шлак, а в верхнюю подают дутье и здесь сгорает топливо (кокс).
Основные размеры профиля печи - это полезная высота, высота и диаметр отдельных элементов профиля, полная высота печи. Полезной высотой Н (рисунок 2) называют расстояние от оси чугунной летки до низа большого конуса 5 или низа вращающегося распределителя шихты (лотка) в опущенном положении. Полная высота печи Нп (рисунок 2) - расстояние от оси чугунной летки до верхней кромки колошникового фланца 4, который служит опорой засыпного аппарата.
Оптимальные соотношения между размерами выработаны на основании многолетнего опыта эксплуатации печей.
1.2.3 Фундамент, кожух и холодильники
Фундамент является основанием печи и служит для передачи нагрузки, создаваемой массой печи на грунт. Площадь фундамента рассчитывают с учетом массы печи и того, что давление на грунт не должно превышать 2,5 кг/см2.
Фундамент состоит из двух частей нижней, подземной, называемой подошвой, и верхней, называемой пнем. Подошву выполняют из бетона, а пень - из жароупорного бетона с огнеупорностью 1400-15000С.
Подошву делают в виде восьмиугольной плиты толщиной 4-6 м, толщина пня составляет 2-3,5 м. От перегрева и термического разрушения фундамент на современных печах предохраняют путем воздушного охлаждения низа лещади.
Кожух доменной печи представляет собой сварную конструкцию, состоящую из цилиндрических и конических поясов, изготовленных из стального листа. Толщина кожуха в верхней части составляет 20-40, в нижней 40-60 мм. Делают кожух из сталей с высокой ударной вязкостью, прочностью, пластичностью, термостойкостью.
В кожухе печи делают вырезы для фурм, чугунных и шлаковых леток, для горизонтальных холодильников (если они имеются), а также отверстия для болтов крепления вертикальных холодильников и для трубок, подводящим к ним воду.
Холодильники служат для охлаждения футеровки и кожуха печи с помощью пропускаемой через них холодной технической воды, а при испарительном охлаждении - с помощью кипящей химически очищенной воды. Широко применяются плитовые холодильники, располагаемые вертикально между кожухом и футеровкой. Холодильник - это плита из чугуна с залитой в ней стальной трубкой в виде змеевика для циркулирующей воды. Холодильник крепят к кожуху печи с помощью болтов. Находят применение горизонтальные холодильники; их горизонтально располагаемая плита заглублена в футеровку, усиливая ее охлаждение, и служит опорой для кирпичной кладки.
1.2.4 Футеровка печи
Огнеупорная футеровка (кладка) доменной печи предназначена для уменьшения тепловых потерь и предохранения кожуха от воздействия высоких температур и от контакта с жидким металлом и шлаком.
Для футеровки доменной печи применяют качественный (доменный) шамотный кирпич, высокоглиноземистый кирпич, углеродистые блоки, иногда карбидокремниевый кирпич. Основу шамота составляют SiО2 и А12О3. Для доменных печей стандартом предусмотрено три сорта шамотных изделий с содержанием А12О3 соответственно не менее 42, 41 и 39 %; они отличаются повышенной плотностью и прочностью, высокой огнеупорностью (> 1750°С), низким содержанием Fe203 (< 1,5 %). Кирпич с более высоким содержанием А12О3 применяют для кладки низа печи, а с более низким - для кладки верха. Кроме того, для кладки печей объемом <= 1033 м3 стандартом предусмотрена марка шамота с меньшим 37 % содержанием А1203, меньшей огнеупорностью (> 1730°С), прочностью и плотностью. Кирпич может быть длиной 230 мм (нормальный) и 345 мм (полуторный). Применение кирпичей различной длины обеспечивает хорошее переплетение швов кладки.
Высокоглиноземистый муллитовый кирпич, применяемый для кладки лещади, содержит > 63 % А12О3 при огнеупорности > 1800°С. Доменный карбидокремниевый кирпич содержит >12 % SiC и > 7 % азота и отличается от огнеупоров на основе А12О3 и SiО2 заметно большей прочностью и теплопроводностью.
Углеродистые блоки изготовляют из кокса и обожженного антрацита с добавкой в качестве связующего небольшого количества каменноугольного пека.
Швы между огнеупорными кирпичами заполняют раствором, изготовленным из мертелей, соответствующих классу кирпича. Мертель - это порошок, состоящий из измельченного шамота и огнеупорной глины.
Футеровку горна до уровня фурм выполняют из углеродистых блоков, а в районах фурм и чугунных и шлаковых леток из шамотного (>42 % А12О3) кирпича, поскольку углерод здесь может окисляться кислородом дутья, диоксидом углерода (СО2), а также парами воды из огнеупорных масс. При работе на безводных леточных массах район чугунных леток делают из углеродистых блоков. Для предотвращения окисления углеродистых блоков в период задувки печи их защищают кладкой в один ряд из шамотного кирпича.
Толщина футеровки у низа горна достигает 1600 мм. Снаружи кладку горна охлаждают гладкими плитовыми холодильниками.
Кладку заплечиков чаще всего делают тонкостенной (толщина 230 или 345 мм) из шамотного (>42 % AI2O3) кирпича в один ряд, при этом кирпич примыкает к периферийным плитовым холодильникам с залитым кирпичом. Иногда вместо шамота применяют карбидокремниевые кирпичи.
Кладку распара и охлаждаемой части шахты (~2/3 ее высоты снизу) выполняют из шамотного (> 41-42 % А12Оэ) или карбидокремниевого кирпича, а кладку верхней неохлаждаемой части шахты из шамота, содержащего > 39 % А12О3. Кирпичи укладывают в два-три ряда вперевязку.
Футеровка колошника состоит из одного ряда шамотного кирпича, выкладываемого у кожуха. За ним располагают "колошниковую защиту", которая воспринимает удары падающих сверху в процессе загрузки кусков шихты. Широко распространенная ее разновидность состоит из стальных сегментов - литых полых коробок, заполненных шамотным кирпичом. Сегменты расположены несколькими кольцевыми рядами по высоте колошника; соседние по окружности сегменты соединены между собой болтами. Вся колошниковая защита крепится к кожуху с помощью нескольких подвесок, в каждой из которых сегменты прикреплены к вертикальной пластине, соединенной с серьгой, которая свободно подвешена на штыре, вставленном в отверстие кронштейна; последний прикреплен к кожуху болтами. Такая подвеска позволяет всем сегментам перемещаться вверх в случае роста кладки шахты в вертикальном направлении в результате ее нагрева.