7 Огнеупоры для доменного производства

Основным агрегатом в черной металлургии для получения чугуна является доменная печь. Она потребляет около 70‑73 % всей энергии, необходимой для производства металла, в том числе расходуется до 0,5 т кокса на 1 т чугуна. Расход огнеупоров на производство чугуна составляет 1,5 кг/т. При таком небольшом расходе необходимо иметь в виду, что остановка доменной печи на ремонт связана с износом огнеупорной футеровки.

На кладку доменной печи объемом, например, 5000 м³ расходуется 3,5 тыс.т огнеупоров; на три воздухонагревателя и другие вспомогательные устройства доменного цеха около 27,5 тыс.т.

7.1 Предназначение огнеупорной футеровки в доменной печи

Футеровка служит для выполнения рабочего пространства при строительстве и ремонтах доменных печей, сохранения его в процессе работы. Она предназначена для восприятия давления материалов и газов, уменьшения тепловых потерь, предохранения кожуха печи от тепловых и других вредных воздействий.

Всю огнеупорную футеровку доменной печи условно подразделяют на ряд зон (рис. 7.1). Верхнюю часть печи называют колошником. Шахта состоит из двух частей: верхней, неохлаждаемой, и нижней, охлаждаемой холодильниками. Шахта и колошниковая части печи опираются на опорное кольцо (мараторное). Ниже расположен распар – зона восстановления. В следующую зону – заплечики подается дутье. В этой зоне происходит горение топлива. Ниже расположена цилиндрическая часть – горн, в верхней части которого устроены летки для выпуска шлака, а в нижней – чугуна. Дно печи называют лещадью. Максимальные температуры зон следующие: в верхней части шахты и газопроводах 300‑400°С, в нижней части шахты 1200‑1250°С, в заплечиках 1710‑1750°С, в горне 1550‑1600°С, лещади 1300°С, в желобе 1500°С.

1 – купол; 2 – колошник; 3 – неохлаждаемая часть шахты; 4 – охлаждаемая часть шахты; 5 – распар; 6 – заплечики; 7 – горн; 8 – лещадь; 9 – опорное кольцо (мараторное); 10 – фурмы; 11 – жароупорная часть фундамента; 12 – фундамент из обычного бетона

Рисунок 7.1 – Основные конструктивные элементы печи

Футеровка работает в тяжелых условиях: высокие температуры, давления газа и материалов (рис. 7.2), воздействия расплавов чугуна и шлака, различных элементов и соединений.

1 – средняя температура; 2 – максимальная температура; 3 – давление газов на колошнике 125 кПа; 4 – давлении газов на колошнике 350 кПа

Рисунок 7.2 – Изменение температуры периферийных газов и давления газов по высоте доменных печей

Множество выявленных к настоящему времени факторов, способствующих разрушению огнеупорных материалов, из которых возводится футеровка, можно условно разделить на три группы:

– тепловые (высокие температуры и колебания их во времени, высокие градиенты температур по высоте и сечению кладки);

– физико-химические (размывающее действие чугуна и шлака, отложения углерода и цинка, взаимодействие рабочего слоя футеровки с компонентами, понижающими его огнеупорность);

– механические (удары загружаемой шихты; истирание опускающимися материалами и восходящим газовым потоком, несущим абразивную пыль; давление газа, шихты, расплавов; расклинивающее действие застывшего чугуна; всплывание огнеупорных изделий под действием выталкивающей силы при проникновении чугуна и свинца в швы кладки).

Наиболее интенсивно огнеупорная футеровка изнашивается в первые четыре месяца ее эксплуатации.

Тепловое и химическое воздействие возрастает от верха печи к низу. При повышении температуры усиливается насыщение огнеупорных материалов примесями, понижающими его огнеупорность вплоть до расплавления, т.е. происходит шлакование огнеупоров.

Механические нагрузки преобладают главным образом в верхних 2/3 высоты шахты и имеют свой максимум в цилиндрической части колошника. Кладка печи здесь испытывает максимальное ударное воздействие от падающих с засыпного аппарата шихтовых материалов.

В табл. 7.1 представлены основные причины износа футеровки доменной печи в конструктивных элементах кладки. Разрушающее воздействие на футеровку большинства факторов усиливается от колошника к горну, поэтому требования к огнеупорам для разных элементов профиля отличаются: чем ближе элементы к горизонту фурм, тем жестче требования.

Таблица 7.1 – Факторы, способствующие разрушению кладки в различных зонах доменной печи

Факторы	Зоны печи
Высокие температуры	Лещадь, горн, заплечики, распор, низ шахты
Напряжения, возникающие в огнеупорах, под действием разности температур (температурные напряжения)	Во всех зонах и, особенно, в охлаждаемых зонах доменной печи
Насыщение рабочего слоя футеровки компонентами (Na2O, K2O, FeO …), понижающими огнеупорность кирпича	Заплечики, распар, низ шахты
Абразивный износ движущимися шихтовыми материалами и газами, содержащими большое количество пыли	Все зоны, кроме лещади
Воздействие чугуна и шлака	Лещадь, горн, распар, заплечики, низ шахты
Гидростатическое давление чугуна и шлака	Лещадь, горн
Подъемная (архимедова) сила	Лещадь
Отложения цинка с последующим превращением его в цинкит, способствующим росту кладки	Шахта, колошник
Удары загружаемой шихты	Колошник, верх шахты
Отложение углерода в порах, а также трещинах, образовавшихся в огнеупорах в результате действия температурных напряжений	Шахта

Футеровка нижней части шахты и заплечиков в наибольшей степени подвержены износу и фактически определяют срок службы доменной печи. Основными причинами износа огнеупоров в этих местах является химическое воздействие шлаков, и особенно в нижней части шахты, паров щелочей, монооксида углерода, цинка, а также значительные колебания температур, способствующие возникновению термических ударов; абразивный износ, создаваемый опускающейся шихтой и жидким чугуном.

Щелочные оксиды содержатся в некоторых железных рудах (до 0,6 %). При эксплуатации доменных печей вследствие различных расстройств их хода возможен неравномерный нагрев отдельных участков кладки нижней части шахты, приводящий к образованию трещин, в которые и проникают пары щелочных соединений и химически взаимодействуют с алюмосиликатными огнеупорными материалами, образуя щелочные алюмосиликаты. В футеровке шахты их может быть до 8-10 %.

Механизм разрушения огнеупорной кладки связан с циркуляцией щелочных металлов и их соединений в печи. В зонах высоких температур при наличии углерода щелочи восстанавливаются, K и Na в виде пара вместе с другими газами поднимаются вверх и при температуре менее 900С реагируют с футеровкой, образуя соединения типа , Na₂OAl₂O₃nSiO₂ плотность которых примерно на 45 % меньше, чем у огнеупоров футеровки. В результате изменения объема прореагировавшей части футеровки между ней и остальной массой возникают напряжения, измененная часть скалывается, а неизмененная часть снова вступает в реакцию. Сколки же опускаются с шихтой в зоны высоких температур, где, как уже было сказано, K и Na восстанавливаются. Таким образом, замыкается цикл их перемещения в печи.

Наиболее действенным способом борьбы с химическим разъеданием огнеупорной кладки является применение тонкостенной футеровки печей с усиленным охлаждением. Повышению стойкости огнеупорной кладки способствует также применение карбидкремниевых огнеупоров. Их щелочеустойчивость в 5‑10 раз больше, чем шамотных.

Щелочи путем инфильтрации и диффузии проникают не только в алюмосиликатные изделия, но и в углеродистые блоки лещади и горна вызывая их разбухание. Щелочи в условиях доменной печи разрушительно действуют на углеродистый кирпич уже при 850С. Атомы щелочных металлов (K, Na) внедряются в плоскости кристаллической решетки графита или углерода. Увеличение объема углерода вызывает механическое повреждение блоков, которое выражается в образовании мелких трещин. Наиболее агрессивным является K₂CO₃.

Доменная плавка цинкосодержащих руд и агломерата, сопровождается отложением в шахте печи цинкитных настылей. При 650-800С образуется сплав железа с цинком, проникающий в швы и трещины футеровки печи. Охлаждение кладки ниже 647С вызывает затвердевание этого сплава, происходящее с увеличением объема. Увеличение объема сплава создает распирающие усилия в кладке, что является причиной образования дополнительных трещин. Многократное повторение этого явления ведет к росту кладки и разрыву кожуха печи. Наиболее подвержена воздействию цинка нижняя часть шахты, но разрыв кожуха происходит обычно в верхней, менее прочной части шахты печи. Максимальное количество цинка (в металлической форме) откладывается в нижней части шахты доменной печи, в верхней части кладки шахты цинк находится в форме кристаллического оксида – цинкита.

Влияние К₂О и ZnO на расширение шамотного кирпича в атмосфере СО показано на рис. 7.3, из которого следует, что проникновение щелочей увеличивает коэффициент расширения в 2 раза и более. Такое аномальное расширение приводит к раздавливанию и к растрескиванию изделий под действием высоких напряжений, что становится причиной выпадения кирпичей из кладки.

Рисунок 7.3 – Влияние компонентов ZnO и К₂О на расширение шамотного кирпича в атмосфере СО

Наиболее распространенной причиной преждевременного выхода из строя футеровки доменной печи является реакция отложения сажистого углерода.

При температуре от 425 до 650С в доменной печи протекает реакция Белла:

2СО  СО₂ + С_саж.

Отложение сажистого углерода приводит к перерождению структуры огнеупорного кирпича и к росту кладки. Пары цинка при этом выступают катализаторами процесса, взаимодействуя с СО по реакции

Zn + СО  ZnO + С.

Эта реакция протекает с увеличением линейного размера на 6 %, что приводит к появлению распирающих усилий, росту и разрушению футеровки. Наиболее разрушительно сажистый углерод действует на футеровку шахты доменной печи в зонах выше мараторного кольца.

Из шихты и продуктов плавки образуются настыли двух категорий:

– настыли на стенах при интенсивном их охлаждении в результате обогащения продуктов плавки тугоплавкими материалами огнеупоров (жидкая фаза застывает при соприкосновении с более холодными стенами печи);

– настыли, затвердевающие при местном похолодании печи – при неровном ходе, неправильном распределении шихты или попадании воды в печь.

При некоторой толщине настылей первой категории между скоростью нарастания и износа наступает равновесие, позволяющее работать даже при отсутствии футеровки. Настыли такого рода называются гарнисажем. Постоянный тепловой режим позволяет сохранять гарнисаж. При перемене теплового режима гарнисаж оплавляется или нарастает.

Настыли второй категории ухудшают работу печи, и при достижении значительных размеров их удаляют, что часто вызывает разрушение футеровки.

7.2 Футеровка доменной печи

Толщина футеровки определяется проектом печи, в зависимости от применяемых материалов и условий работы доменной печи с учетом специальных стандартов и инструкций. До начала огнеупорных работ необходимо закончить все монтажные работы, проверена правильность форм, размеров стальных конструкций и т.д.

Огнеупорный кирпич отбирается по внешнему виду и сортируется по толщине. Огнеупорные растворы должны быть чистыми и тщательно перемешанными. Толщина швов в зависимости от огнеупорных материалов колеблется от 2,5 (графитированные блоки лещади) до 0,5 мм (шамотные каолиновые изделия и углеродистые блоки в горне).

Ориентировочное количество огнеупорных изделий, используемых для кладки, устанавливают по номограммам, приведенным в справочниках, или расчетов каждого кольца кладки. При этом необходимо определять количество изделий каждого номера с учетом его габаритов. Расход углеродистых и муллитовых изделий для выкладки центральной части лещади определяют делением объема, занимаемого каждым из этих типов огнеупоров в лещади, на объем соответствующего изделия. Углеродистые и графитированные блоки изготавливают на заводе-изготовителе по проекту для конкретной доменной печи, где проходит контрольная сборка углеродистой кладки горна и лещади. В доменный цех поступают блоки после разборки и маркировки.

По форме и размерам изделия подразделяют на прямые и клиновые, нормальные, нормальные (длина 230 мм) и полуторные (345 мм) с перевязкой швов в радиальном и вертикальном направлениях. Применяют также большемерные огнеупоры. Для различных проемов (фурменных отверстий, чугунных и шлаковых леток, а также для деталей воздухопроводящих магестралеей) применяют арочных кирпич.

Размеры огнеупорных изделий оказывают большое влияние на качество и срок службы кладки, определяя не только количество и толщину швов, но и качество самого изделия, например, однородность свойств по длине, постоянство размеров.

В конце XIX в для футеровки доменных печей в Европе использовали шамотные блоки с размерами 1000150150 мм. Кладка выполнялась толщиной в один кирпич. Качество изделий было не однородно по длине. Поэтому переход к использованию маломерного шамотного кирпича для футеровки доменных печей в США был шагом вперед. В России маломерные огнеупорные изделия стали использовать для футеровки доменных печей с 1905 г. Повысилось качество огнеупорных изделий, удобство проектирования кладки, Недостаток – увеличение количества швов – удалось частично компенсировать перевязкой вертикальных кольцевых и соседних швов, которую позволяли осуществить два типоразмера по длине 230 и 345 мм. Наличие прямого и клинового кирпичей давало возможность выкладывать кольца (арки) с различным радиусом.

До 40-х годов XX в. для футеровки доменных печей использовали, в основном, шамотные изделия. Это объясняется относительной дешевизной и простотой изготовления, широким диапазоном их свойств. Дальнейшее ухудшение условий службы футеровки доменных печей при форсированной плавке требовало повышения стойкости огнеупорных изделий. Было освоено производство новых видов, наметилась тенденция к увеличению размеров огнеупорных изделий. Налажено производство углеродистых и графитированных блоков сечением 400400 и 550550 и длиной до 1600‑3000 мм, высокоглиноземистых блоков длиной 400, 550 мм, алюмосиликатных блоков толщиной до 200 мм вместо 75 мм.

Футеровка лещади.

Современные доменные печи имеют как цельноуглеродистые, так комбинированные лещади.

Цельноуглеродистая конструкция лещади.

Для доменных печей > 3000 м³ лещадь выкладывается полностью из углеродистых блоков.

Кладка лещади при этом представляет собой углеродистый стакан с размещением в основании вертикального ряда блоков, а по периферии – блоков уложенных горизонтально.

В нижней части лещади в центре устанавливают вертикальные и по периферии горизонтальные прямоугольные графитированные блоки. Графитированные блоки всегда размещают в основании лещади как более прочные и теплопроводные. Кладка ведется на углеродистой пасте с вертикальными (2,5 мм) и горизонтальными (1 мм) швами (рис. 7.4, 7.5). Каждый блок должен прилегать к соседним блокам своими плоскостями, образуя шов требуемой толщины. Шов между блоками должен быть заполнен углеродистой пастой, подогретой до 30‑50С. Каждый последующий ряд укладывается после проверки вертикальности, горизонтальности и прямолинейности выполненного ряда и устранения замеченных дефектов.

а) двухкольцевая кладка; б) однокольцевая кладка

1 – графитированные блоки; 2 – углеродистые блоки; 3 – высокоогнеупорные муллитовые изделия; 4 – углеродистая масса повышенной теплопроводности; 5 – углеродистая масса; 6 – углеродистые блоки (вертикальные) повышенной теплопроводности; 7 – шамотные изделия; 8 – плиты воздушного охлаждения лещади

Рисунок 7.4 – Лещадь цельноуглеродистая

1 – графитированные блоки; 2 – углеродистые блоки; 3 – углеродистые блоки повышенной теплопроводности; 4 – углеродистая масса повышенной теплопроводности

Рисунок 7.5 – Лещадь цельноуглеродистая (план двухкольцевой кладки)

Отклонение фактического расстояния от проектного (от основания лещади до оси чугунной летки) по высоте не должно превышать 20 мм, а отклонение от горизонтали не более 5 мм. Для этого основание лещади перед началом кладки тщательно выравнивают углеродистой массой. Выше графитированных блоков в центре лещади устанавливают ряд углеродистых блоков на углеродистой пасте.

Известна конструкция лещади, при которой выше графитированных блоков уложены два ряда углеродистых клинообразных блоков (рис. 7.6). По периферии клинообразные блоки обкладывают прямоугольными блоками, прилегающими к ним своими скосами. Зазор между блоками и холодильниками составляет 90‑120 мм. Зазоры между вертикально и горизонтально установленными блоками составляют около 80 мм. Все зазоры заполняют нагретой до 70‑80С углеродистой массой.

1 – графитированные блоки; 2 – клинообразные углеродистые блоки; 3 – горизонтальные углеродистые блоки; 4 – углеродистая масса; 5 – плитовые холодильники

Рисунок 7.6 – Лещадь цельноуглеродистая с клинообразными углеродистыми блоками

Основным преимуществом углеродистых изделий перед шамотными является отсутствие дополнительной усадки при самых высоких температурах, практическое отсутствие смачиваемости шлаками, высокая огнеупорность, отсутствие деформации под нагрузкой при высоких температурах. Износ углеродистых блоков в горне и лещади доменной печи происходит главным образом от взаимодействия с парами воды, углекислотой и закисью железа и марганца. Кроме того, однородность материалов обеспечивает лучшую стойкость лещади.

Комбинированная конструкция лещади.

Углеродистые графитированные блоки кладут также, как и в цельноуглеродистой лещади (рис. 7.7). Кладка выше графитированных блоков ведется на периферии из углеродистых трапециевидных блоков, укладываемых горизонтально, на углеродистой пасте при толщине горизонтальных швов до 1,0 мм, и вертикальных – до 0,5‑0,7 мм. Вертикальные швы в смежных по высоте рядах углеродистых блоков должны располагаться вразбежку с расстоянием между швами не менее 100 мм. Кладку центральной части комбинированной лещади ведут из высокоглиноземистых изделий с содержанием глинозема не менее 62 % (Al₂O₃  62 %) на растворе жидкой консистенции из муллитового пластифицированного мертеля марки ММЛП‑62, при этом толщина горизонтальных швов не должна превышать 1 мм, а вертикальных – 0,7 мм.

1 – графитированные блоки; 2 – высокоогнеупорные муллитовые изделия; 3 – углеродистые блоки; 4 – углеродистые блоки вертикальные, повышенной теплопроводности; 5 – углеродистая масса повышенной теплопроводности; 6 – углеродистая масса; 7 – шамотные изделия; 8 – плиты воздушного охлаждения лещади

Рисунок 7.7 – Лещадь комбинированная

Кладка центральной алюмосиликатной части лещади осуществляется крестом (рис. 7.8) без перевязки горизонтальных швов. Перевязка вертикальных швов осуществляется за счет смещения вышележащего ряда по отношению к нижележащему на 2230’ (рис. 7.9). Вертикальные продольные швы верхнего ряда лещади должны располагаться под углом 45 к оси чугунных леток. При нескольких летках допускается уменьшение угла поворота швов до 35‑38. Поверхность выполненного ряда выравнивают шлифовальными машинами, после чего закладывают крест следующего ряда. Верхний ряд лещади выравнивают только по кольцу под углеродистые блоки.

1 – ось печи; 2 – шнур; 3 – брус

Рисунок 7.8 – Закладка деревянного креста при кладке алюмосиликатной части лещади

а – четный ряд; б – не четный ряд

1 – углеродистые блоки; 2 – высокоогнеупорные муллитовые изделия; 3 – углеродистая масса; 4 – углеродистые блоки повышенной теплопроводности; 5 – углеродистая масса повышенной теплопроводности

Рисунок 7.9 – Лещадь комбинированная

Зазор между углеродистой кладкой и холодильниками шириной 90‑120 мм и зазор между углеродистой и алюмосиликатной кладкой шириной 40 мм забивают углеродистой массой, как и при кладке цельноуглеродистой лещади.

Для печей менее 700 м³ допускается лещадь, выполненная полностью из алюмосиликатных изделий.

Футеровка горна.

В конструкции горна можно выделить фурменную зону, металлоприемник и зоны чугунных леток, различающиеся условиями службы.

Горн доменной печи в зависимости от толщины кладки его стен по высоте и внешней конфигурации кожуха выполняется коническим, или комбинацией цилиндра и усеченного конуса. Кожух, во втором случае выполняется конусообразным для увеличения прочности кладки в месте перехода ее в массив лещади. Цилиндрический горн отличается одинаковой по высоте толщиной кладки и цилиндрическими очертаниями кожуха. Иногда встречаются тонкостенные цилиндрические горны, обеспечивающие уменьшение термических напряжений в кожухе и кладке, но они не получили широкого распространения.

Кладку стен горна выполняют комбинированной из углеродистых и алюмосиликатных (шамотных) изделий. От лещади до уровня шлаковых леток (на 300‑350 мм ниже оси леток) горн выкладывается из углеродистых блоков трапециевидной формы. Верхняя часть горна выкладывается из шамотокаолиновых изделий из-за опасности разрушения углеродистой футеровки при прогаре элементов воздушных фурм.

Для печей менее 1000 м³ кладку горна выполняют целиком из алюмосиликатных изделий. Алюмосиликатную кладку горна выполняют из шамотных каолиновых изделий замкнутыми, не перевязанными между собой концентрическими кольцами и расположением радиальных швов вразбежку. Первый ряд кладки из шамотных каолиновых изделий укладывают на поверхность углеродистых блоков на углеродистой пасте. Все радиальные и кольцевые швы в смежных рядах кладки выполняют вперевязку. Допускается кладка стен горна штрабой, но не более трех рядов одновременно.

Для перевязки горизонтальных швов углеродистая кладка горна выполняется из двух колец блоков: внутреннего – укороченных продольно-трапециевидных блоков и наружного – из поперечных блоков, устанавливаемых на торец. Между кольцами оставляется зазор 40‑50 мм, заполняемый углеродистой массой. Углеродистые блоки укладывают на углеродистой пасте, при этом толщина горизонтальных швов не должна превышать 1 мм, вертикальных – 0,5 мм. Изнутри кладку защищают кладкой толщиной 230 мм из шамотных изделий. Шов между блоками и защитной кладкой выполняется на углеродистой пасте, а кладка ведется на шамотоглинистом растворе полугустой консистенции.

Зазор между кладкой горна и холодильниками составляет 120 мм. Для обеспечения требуемого зазора в наружном кольце допускается укладка укороченных изделий со скалыванием их со стороны, обращенной к периферийным холодильникам. Зазор заполняется углеродистой массой, кроме зон в районе чугунных и шлаковых леток, где кладку ведут впритык к плитовым холодильникам. Углеродистую массу, нагретую до 70‑80С, укладывают в зазор слоями не более 100 мм и трамбуют раскаленными докрасна трамбовками.

Футеровка заплечиков.

Различают три вида конструкций заплечиков:

– тонкостенные (поверхностное охлаждение поливкой водой);

– толстостенные (горизонтальная система охлаждения);

– тонкостенные (вертикальная система охлаждения) – преимущественно!

При конструировании заплечиков преследуют цель максимального сохранения кладки или создания заменяющего ее гарнисажа.

Кладка заплечиков выполняется обычно в один окат толщиной 345 мм из шамотокаолиновых кирпичей впритык к периферийным плитовым холодильникам с соблюдением перевязки вертикальных швов.

За рубежом выполняют заплечики, футерованные силимонитовыми, хромокорундовыми или углеродистыми огнеупорами.

Футеровка шахты.

Шахты являются наименее стойкой частью строения печи. Различают три типа: толстостенные шахты, среднестенная и тонкостенная. Неохлаждаемая часть шахты составляет около 1/3 общей высоты шахты.

Огнеупорная кладка неохлаждаемой части шахты выполняется из шамотных изделий на шамотоглинисто-цементном растворе с толщиной горизонтальных и радиальных швов 2 мм, кольцевых – 2,5 мм. Между кладкой неохлаждаемой части шахты и кожухом оставляется зазор 150‑200 мм, заполняемый для сокращения тепловых потерь шамотоасбестовой или шлакоасбестовой массой, которую слегка увлажняют и утрамбовывают.

Для предотвращения просыпания набойки через каждые 1000‑1500 мм в зазор на всю ширину укладывают асбестосмоляные блоки толщиной 100‑150 мм. Кладка шахты заканчивается на 250‑300 мм ниже футеровочных плит колошника. Зазор забивают плотно утрамбованной глинисто-асбестовой массой.

Кладку охлаждаемой части шахты выполняют из шамотных каолиновых изделий. Толщина горизонтальных и радиальных швов не должна превышать 1,5 мм, а кольцевых швов – 2,5 мм.

Кладка каолиновых изделий ведется на шамотно-глинистом растворе из шамотного пластифицированного мертеля марки МШП‑42, а шамотных изделий на растворе – из мертеля ШТ‑1.

Кладку шахты ведут концентрическими кольцами с соблюдением перевязки радиальных и кольцевых швов, с уменьшением внутреннего радиуса каждого последующего ряда кладки в соответствии с наклоном образующей профиля печи. Для уменьшения тески изделий в каждом ряду кладки выкладывают второе кольцо от центра печи, затем остальные кольца ряда.

Для ускорения кладку можно вести штрабой, но не более трех рядов одновременно.

Между холодильниками шахты и кладкой оставляют зазоры для компенсации расширения кладки. Зазоры заполняются шамотоглинистой массой, густым шамотно-цементным раствором, углеродистой массой. Применение углеродистой набойки объясняется достаточно высокой ее податливостью для расширения кладки с хорошей теплопроводностью. Зазор между кладкой и кожухом (при использовании горизонтальных или кронштейновых холодильников) составляет 150‑200 мм и заполняется шамотоасбестовой или шлакоасбестовой массой для сокращения теплопотока в этой зоне.

Зазоры, возникающие после монтажа, между периферийными плитовыми холодильниками и кожухом, после выполнения кладки заполняют под давлением шамотоглинистым-цементным раствором.

В шахте могут применять наливную футеровку и торкретирование с использованием холодильников типа «тепловые трубы». Например, применяют огнеупоры на основе карбидов кремния или карбонитридов кремния в сочетании с углеродистыми материалами.

Футеровка распара.

Различные способы кладки шахты непосредственно сказываются на конструкции распара – конструкция распара повторяет конструкцию охлаждаемой части шахты.

Тонкостенный распар ограничивает возможность улучшения очертаний профиля за счет естественного разгара. Это делает профиль почти жестким, что считается не рациональным.

Конструкция толстостенного распара зависит от формы кожуха и наличия мараторного кольца, при котором кладка толстостенного распара опирается на маратор.

Тонкостенный распар располагается ниже опорного основного кольца (маратора), и имеет кладку, одинаковую по толщине и исполнению с заплечиками.

Для кладки используют высокоплотные шамотокаолиновые огнеупорные изделия.

Футеровка колошника.

Во избежание разрушения кладки колошника загружаемыми в печь материалами на высоту 2,5-3,0 м устанавливают стальные защитные плиты, которые крепятся в броне колошника жестко или на подвесках. На больших доменных печах нижняя половина защитных плит может быть выполнена водоохлаждаемой. В пределах футеровочных плит колошника кладку ведут из шамотных изделий на шамото-глинисто-цементном растворе. Толщина швов не должна превышать 3 мм. Каждый ряд футеровочных плит колошника кладут на постели толщиной около 10 мм из густого раствора, на котором ведут кладку.

Все полости футеровочных плит колошника, а также пустоты между изделиями и плитами заполняют соответственно шамотными изделиями и густым шамотоглинистым цементным раствором. Между кладкой колошника и кожухом печи оставляют зазор 100‑150 мм и заполняют его шлакоасбестовой массой.

Применяют подвижные плиты колошника позволяющие менять условия загрузки шихты при конусных засыпных аппаратах.

Футеровка купола печи.

Купол печи футеруется жаростойким торкретбетоном, муллитокремнеземистым теплоизоляционным волокнистыми изделиями.

Купол футеруется стальными или чугунными футеровочными плитами, выполненными по форме купола, жаростойким торкрет-бетоном и муллитокремнеземистыми теплоизоляционными волокнистым изделиями. Зазоры между футеровочными плитами забивают чугунной замазкой. Крепят плиты клиновыми затяжками. Полость между верхней конической частью футеровочных плит купола и футеровочными плитами колошника заполняют плотно утрамбованной глинисто-асбестовой массой.