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目前，高炉用耐火材料的品种很多，炉身中上部一般采用性能优异的粘土砖或高铝砖，炉身下部、炉腰及炉腹则用碳质制品、碳化硅砖、莫来石砖、刚玉砖等特种耐火材料，特别是最近发展起来的碳化硅砖，在高炉上的应用获得了成功。同时，其它不定形耐火材料也得到了广泛应用。
20世纪50年代以前，世界上大多数高炉的炉衬采用粘土砖砌筑，由于粘土砖很容易受到碱金属盐类的侵蚀，即使在较低温度下也能发生化学反应，因此高炉投入运行后，在化学反应的影响下，粘土砖的荷重软化温度和耐火度不断下降，导致粘土砖在冶炼过程中逐渐被熔蚀或砌体产生裂纹，所以采用粘土砖砌筑的高炉寿命较短，有时引发炉壁、炉缸或炉底烧穿事故。
20世纪50年代以后，炼铁高炉的炉底和炉缸大量使用碳质耐火材料，有的高炉炉腰、炉腹及下炉身也使用碳质耐火材料，采用碳质耐火材料以后，高炉炉役明显延长，很少发生炉底或炉缸烧穿事故。但是，随着高炉大型化和强化冶炼技术的采用，炉衬耐火材料的工作条件越来越恶化，因此对炉衬耐火材料提出更高的要求。70年代末，各国研制了多种新型碳质耐火材料用于高炉的各个部位，如高密度炭块、微孔炭块、半石墨化质炭块、石墨块、半石墨质-碳化硅块、高温模压炭块等，这些新型碳块(砖)各有各的优点和适用范围。
我国几座高炉内衬选用的耐火材料见表3-6。
各部位用耐火制品的理化指标、尺寸误差和要求
高铝砖
高炉用高铝砖是以高铝矾土熟料为主要原料制成的用于砌筑高炉的耐火制品，YB/T5015-1993将高炉用高铝砖按理化指标分为GL-65、GL-55、GL-48三种牌号，其理化指标、尺寸允许偏差及外观见表3-7和表3-8。
表3-7 高炉用高铝砖的理化指标
表3-8 高炉用高铝砖的尺寸允许偏差及外观
粘土砖
高炉用粘土砖是以耐火粘土为原料生产的用来砌筑高炉内衬的粘土砖。高炉用粘土砖用于大高炉炉身及小高炉炉衬的炉喉、炉身、炉底。
高炉用粘土砖要求常温耐压强度高，能够抵抗炉料长期作业磨损;在高温长期作业下体积收缩小，有利于炉体保持整体性;显气孔率低和Al2O3含量低，减少炭素在气孔中的沉积，避免砖在使用过程中膨胀疏松而损坏;低熔点物形成少，高炉用粘土砖比一般粘土砖具有优良性能。
YB/T5050-1993将高炉用粘土砖按理化指标分为ZGN-42和GN-42两种牌号，其理化指标、尺寸允许偏差及外观见表3-9和表3-10。
表3-9 高炉用粘土砖的理化指标
表3-10 高炉用粘土砖的尺寸允许偏差及外观（mm）
磷酸浸渍粘土砖
高炉用磷酸浸渍粘土砖是砌筑高炉内衬用的磷酸浸渍粘土砖。YB/T112-1997规定高炉用磷酸浸清粘土砖的代号为CLN-42，其理化指标，尺寸允许偏差及外观见表3-11和表3-12。
表3-11 磷酸浸渍粘土砖的理化指标
表3-12 磷酸浸渍粘土砖的尺寸允许偏差及外观（mm）
碳化硅砖
碳化硅砖是用碳化硅为主要原料烧制的耐火制品。其主要特征是SiC为共价结合，不存在通常的烧结性，依靠化学反应生成新相达到烧结。20世纪70年代SiC质耐火材料在国外高炉上使用后，取得了很好的使用效果，一代高炉寿命延长到10年或10年以上。我国1985年在鞍钢6号高炉上首次使用Si3N4结合碳化硅砖获得成功，对SiC制品的研究与开发逐步深入，产品性能不断提高。目前，我国高炉用优质碳化硅砖主要品种有：Si3N4结合碳化硅砖，Sialon结合碳化硅砖和自结合(βSiC结合)碳化硅砖。
⑴Si3N4结合碳化硅砖。Si3N4结合碳化硅砖是用SiC和Si粉为原料，经氮化烧成的耐火制品。SiC、Si3N4都是共价键化合物，烧结非常困难。在多级配的SiC颗粒和细粉中，加入磨细的工业硅粉，Si与N在高温下按下式进行烧结反应：2N＋3Si Si3N4。反应生成的Si3N4与SiC颗粒紧密结合而形成以Si3N4为结合相的碳化硅制品。经研究发现，大多数Si3N4结合相为针状或纤维状结构，存在于SiC颗粒周围或孔隙处，Si3N4呈纵横交错的结构与SiC颗粒紧密结合，使这种新型的耐火材料具有很高的常温和高温强度。
表3-13 高炉用氮化硅结合碳化硅砖的理化指标
YB4035-1991规定，高炉用氮化硅结合碳化硅砖按其理化指标将制品分为两类，分别为DTZ-1和DTZ-2。标准规定制品的理化指标应符合表3-13的要求。高炉用标准型号制品的尺寸允许偏差及外观应符合表3-14的规定。高炉用非标准型号制品的尺寸允许偏差及外观要求，一般由供需双方协议来定。
表3-14 高炉用标准型号制品的氮化硅结合碳化硅砖尺寸允许偏差及外观（mm）
⑵Sialon结合SiC砖。在1700℃时，在Si3N4-Al4N4-Al2O3-Si3O6构成的正方形相图中，有以Si3N4为起点的4/3（Al2O3、AlN）延伸，组成在相当大范围内变化的βSialon相；有以Si2ON2为起点的大体向X方向延伸，组成在较小范围内变化的O′-Sialon相。在氮化硅结合制品的生产过程中，加入适量加入物，使氧进入Si3N4晶格，生成一定数量的βSialon固熔体相，制出Sialon结合的SiC砖。表3-15为Sialon结合SiC砖的理化指标。
⑶自结合SiC砖。在工业α-SiC原料中加入工业硅和碳，在高温还原气氛下发生Si(s)＋C →SiC(s)的反应，生成β- SiC，与原生高温型α-SiC颗粒结合，制出自结合SiC材料，使制品具有良好的性能。
表3-16为我国生产的SiC质耐火制品与国外的SiC质制品的理化指标相比，我国生产的SiC质耐火制品各方面指标均达到了国外同类产品的水平。
铝炭砖
氮化硅结合碳化硅砖在高炉炉身下部的使用效果好，但该砖价格过高(每吨8500～9000元)难以普遍推广。我国耐火材料工作者，在借鉴炼钢用铝炭质滑板砖的生产工艺基础上，开发了高炉铝炭砖，该砖性能优良、价格便宜，已在大中小型高炉上推广应用。高炉铝炭砖采用特级高铝矾土熟料，鳞片状石墨及SiC为主要原料，添加抗碱剂及其它附加物，用酚醛树脂为结合剂，机压成型，按烧成和不烧成分为致密型(烧成温度不大于1450℃)和普通型铝炭砖，经200～250℃低温固化焙烧。高炉铝炭砖具有气孔率低、透气度低、耐压强度高、热导率高、抗渣、抗碱、抗铁水溶蚀及抗热震性好等各种优良性能。
⑴铝炭砖。YB/T5269-1999适用于以低铁高铝矾土熟料、鳞片状石墨为主要原料，酚醛树脂为结合剂，经机压成型工艺制成的铝炭砖。该产品适用于砌筑中小型高炉炉身及炉底。铝炭砖理化指标应符合表3-17的规定，高炉用标准型铝炭砖的尺寸允许偏差及外形应符合GB2278的规定。
表3-17 铝炭砖的理化指标
表3-18 铝炭砖的尺寸允许偏差(mm)
⑵烧成微孔铝炭砖。烧成微孔铝炭砖是指平均孔径不大于1μm的孔容积占开口气孔总容积的比例(%)不小于70%的烧成铝炭砖。烧成微孔铝炭砖一般用于砌筑高炉内衬。YB/T113-1997将烧成微孔铝炭砖，按理化指标分为WLT-1、WLT-2、WLT-3三个等级。砖的理化指标应符合表3-19的规定，砖的尺寸允许偏差及外观应符合表3-20的规定。
表3-19 烧成微孔铝炭砖的理化指标
注：1.孔径分布检测范围：0.006～360μm；
2.铁水溶蚀指数仅用于炉缸和炉底。
表3-20 烧成微孔铝炭砖的尺寸允许偏差及外观(mm)
注：用该砖砌筑炉底时尺寸允许偏差要求严，磨砖应达到用户要求。
炭砖
炭砖是用热处理无烟煤或焦炭、石墨为主要原料，以焦油沥青或酚醛树脂为结合剂制成的耐火制品。炭砖在高炉中的应用发展很快。炭砖具有以下性质：
⑴耐火度高;
⑵极高有荷重软化温度;
⑶高温耐磨性能良好;
⑷良好的化学稳定性;
⑸高温体积稳定性好;
⑹良好的导热性和导电性;
⑺抗热震性好。
⑻高温下易氧化。炭砖的以上特性，很适应高炉炉底和炉缸生产特点对内衬的要求。近年来，炭砖的使用范围不断扩大，炉腹和炉身下部也开始采用炭砖。
⑴高炉炭块。YB2804-1991规定了高炉炭块和炭键的理化指标和尺寸允许偏差，见表3-21和表3-22。
表3-21 高炉炭块和炭键的理化指标
注：1.热导率、透气度两项作为参考指标。
2.每生产一座高炉的炭块，要为用户提供热导率（800℃、400℃、200℃）和透气度指标。
表3-22 高炉炭块和炭键的尺寸允许偏差(mm)
我国某些耐火材料厂生产的半石墨炭砖的理化指标见表3-23。
⑶自焙炭块。自焙炭块及自焙炭块技术是一种新型炭质炉衬材料和成套炉衬技术。自焙炭块除了具有传统的焙烧炭块所具有的耐高温、高温强度大、不易粘渣铁、耐侵蚀等特性外，能够利用烘炉和生产过程中的热量逐步焙烧成坚实、致密近于无缝的整体炉衬。我国耐火材料厂生产的自焙炭块的理化指标见表3-24。
⑷微孔炭块。微孔炭块是用高温电燃烧无烟煤、人造石墨、碳化硅为主要原料，煤焦油沥青为粘结剂，加入多种添加剂微粉，经过振动成型、高温焙烧、精磨加工而制成的，主要用于高炉炉底上部和炉缸、出铁口。YB/T141-1998规定的微孔炭块的理化指标见表3-25。
我国某厂生产的微孔炭块的理化指标见表3-26
⑸国外炭砖。美国UCAR公司生产的热模压小碳砖NMA、NMD和NMS，采用热压制砖法BP工艺(即热模压)成型。把配好的料经过加热混练，与定量的糊料一起放到模具内进行模压，通电加热。脱模以后，焙烧结束。这种热压小块炭砖具有下列特点：优良的高温性能;热导率高，导电性好;良好的抗碱侵蚀性能;抗热震性、热冲击性好;低渗透性，孔隙度小，气孔封闭，吸水性能极弱;炭砖尺寸小，单块炭砖的温差小。日本以电煅烧无烟煤、人造石墨为主要原料生产的炭块也具有很好的抗碱侵蚀性能以及优良的高温性能和导热性能。法国生产的AM101、AM102型炭砖热导率高、抗碱侵蚀性能好。表3-27为国外炭砖的技术指标。
表3-27 国外炭砖的技术指标
石墨砖
高炉用石墨砖是以石油焦、沥青焦和煤沥青等为主要原料，制成具有较高导热性能的高炉砌筑用石墨材料。YB/T122-1997规定的高炉用石墨砖用于高炉炉底底层，除具有高炉炭块的一般特性外，还具有较高的热导率，起尽快导出炉底的热能、降低炉底温度的作用。其理化指标、规格尺寸、尺寸允许偏差和外形应符合表3-28～表3-31的规定。
表3-28 高炉用石墨砖的理化指标
表3-29 高炉用石墨砖的规格尺寸(mm)
表3-30 高炉用石墨砖的尺寸允许偏差(mm)
表3-31 高炉用石墨砖的外形
硅线石砖、红柱石砖、蓝晶石砖
硅线石砖、红柱石砖、蓝晶石砖是在高铝质砖的配料中加入一定比例的硅线石或红柱石或蓝晶石及其它微量元素制成的制品，也称三石制品。添加三石使制品的抗热震性得到改善，特别是制品的高温蠕变率得到降低。在高炉、热风炉、鱼雷罐等关键部位使用收到了良好的效果。也有人将这种砖称作低蠕变高铝砖。
表3-32是我国某耐火材料厂硅线石砖、红柱石砖、蓝晶石砖的理化指标。
刚玉砖、棕刚玉砖
含Al2O3大于90%以上的制品称为刚玉质耐火材料，亦称为纯氧化铝耐火制品。刚玉硬度很高。刚玉具有抵抗酸、碱性炉渣、金属和玻璃溶液作用的良好稳定性。它在高温下的氧化性气氛或是在还原性气氛中使用，均能收到良好的使用效果。表3-33和表3-34为刚玉制品的理化指标。表3-35为加入SiC的塑性相结合刚玉砖的技术指标。棕刚玉砖是以棕刚玉为主要成分压制成型的耐火砖，加入SiC的复合棕刚玉砖具有良好的抗热震性和强度，且价格相对刚玉砖便宜许多，可以部分代替刚玉砖用于高炉。表3-36为复合棕刚玉砖理化指标。
表3-33 纯刚玉砖理化指标
表3-34 电熔刚玉理化指标
表3-35 塑性相结合刚玉砖的技术指标
表3-36 复合棕刚玉砖理化指标
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