半個世紀以來，焦爐與高爐大型化相呼應(yīng)，焦爐也發(fā)展為大型化，焦爐構(gòu)造實例如圖7-17所示。圖7-18 表示考伯斯焦爐爐容擴大的變化，其他的方式(卡爾斯蒂爾式煉焦爐、迪迪爾型煉焦爐、奧托式煉焦爐、日鐵式煉焦爐)也大體是同樣的變化過程。伴隨著大型化的發(fā)展，耐火磚尺寸也有若干的變化，重要部位的炭 化室壁的耐火磚(硅質(zhì)耐火磚)情況從熱傳導的關(guān)系可以看到壁厚向薄壁化方向發(fā)展。另外，同時看到，耐火磚的大型化，一般要增大溫度升降時的接縫處的交錯，為使耐火磚結(jié)構(gòu)體的應(yīng)力均一化，在焦爐使用的情況下要格外重視砂漿。

　　焦爐炭化室的硅質(zhì)耐火磚在使用中如何變質(zhì)，和損耗是否有關(guān)，這是窯爐壽命特別是爐齡高的焦爐中要關(guān)注的事情，對此，外進行了多項的調(diào)查，特別是西德有關(guān)壽命從4.5年到42年的10座焦爐使用之后的調(diào)査，為此提供了許多有益的參考，耐火磚內(nèi)各種添加劑成分在使用中的移動形態(tài)和殘留石英的鱗石英化的狀況，以及殘留石英多的窯爐初期，應(yīng)盡量避免1250℃以上的急劇升溫等對爐子操作的見解都體現(xiàn)在上述的調(diào)査報告當中。焦爐炭化室爐壁的損傷從耐火磚的變質(zhì)層形成開始，經(jīng)過接縫處的變質(zhì)，終體現(xiàn)在爐壁耐火磚的破損。

　　許多的解剖調(diào)査和操作經(jīng)驗正如所示的那樣，在對焦爐壽命提高的貢獻中，由于炭化室接縫、耐火磚氣孔中炭素物質(zhì)的侵入，適應(yīng)了碳氧化物類復合組織的形成和操作爐齡，特別是開爐初期存在爐體內(nèi)耐火磚構(gòu)造拘束應(yīng)力的小的調(diào)格控制(由于護爐拉條)也是如此。

　　這方面不僅只限于焦爐的炭化室，對于長時間使用耐火材料的對策，除了耐火材料自身之外，爐體設(shè)計、操作方法的因素也很大。在焦爐超過20年壽命的情況下，其爐齡的各種經(jīng)驗反映在下一代耐火材料的材質(zhì)上是非常難的工作，這里，對這種長壽命爐所采取的耐火材料技術(shù)方面的措施是有其一定難度的，需要下很大的功夫。

　　作為焦爐炭化室耐火材料的硅磚，包含其經(jīng)濟性，若去除其中的一個難點，可以說是合適的材料，其難點是熱傳導性低。

　　對此，從兩個方面探討了提高其熱導率的對策，一個是與硅磚相比，用熱導率高的耐火磚材質(zhì)更換。有若干個研究機構(gòu)(如西德的Bergbau-Forschung公司)，從1970年到1980年之間研究了氧化鎂、碳化硅質(zhì)材料轉(zhuǎn)換的可能性，但都沒有成功。

　　另一個是保持硅磚所具有的特性(體積穩(wěn)定性)，通過添加物質(zhì)使其致密化進一步促進的方法。嘗試了作為添加物的Cu2O、 TiO2、金屬Si等方法，也嘗試了磷酸類的浸漬方法，添加Si3N4方式的作為超致密“super-dense”的硅磚得到較高的評價。添加 SiN4后的組織致密化結(jié)構(gòu)，由于在1000℃燒成時產(chǎn)生氧化膨脹， 其主要特性值見表7-8。

　　主要特性

　　焦爐心臟部位的炭化室、燃燒室以外也使用大量的耐火材料，其大部分是黏土，我們可以看到在這半個世紀當中黏土的質(zhì)量有很大變化，但是，為代替以往的黏土，從1960年開始，各國在炭化室的入口部位有效的使用了耐熱沖擊性更好的材料(例如，熔融硅質(zhì))。伴隨著上升管內(nèi)附著炭素物質(zhì)的除去后而產(chǎn)生的對內(nèi)襯 損傷效果的措施，近年來，嘗試了熱噴補和新材質(zhì)(涂釉堇青石耐火磚)的使用方法。

　　進一步的是從1970年開始，各公司以附屬焦爐的形式采取了排熱回收方式和環(huán)保措施，設(shè)立的CDQ (焦爐干熄焦設(shè)備)設(shè)備中也使用了耐火材料，主要是高爐爐身上部的黏土耐火磚中使用了類似的物質(zhì)其損傷結(jié)構(gòu)因部位不同而不同，近判定主要損傷為機械摩擦損耗和熱沖擊所造成。