在煉鐵企業(yè)中，球式熱風爐是高爐鼓風加熱設備。球式熱風爐技術問題的核心是球床。球床是由等徑耐火球自然堆積而成，一般按球徑和材質不同分為上下2個段次。用作球床上段高溫區(qū)熱介材料的耐火球主要有3種：

　　1、高鋁質耐火球

　　Al2O3質量分數(shù)大于45%，以氧化鋁或鋁硅酸鹽為主的耐火材料稱為高鋁質耐火材料。一般高鋁質耐火球的耐火度不低于1750-1790℃，荷重軟化開始溫度不低于1400-1530℃。當制品的Al2O3含量越高，其熱穩(wěn)定性會顯著降低。

　　生產中高鋁質耐火球用于球床上段高溫區(qū)，其耐火度和荷重軟化溫度能夠滿足要求，但熱穩(wěn)定性和抗渣性顯得不足。因此，經常會出現(xiàn)表面裂紋和渣化粘結現(xiàn)象，導致床層透氣性變差，清球周期縮短。

　　2、硅質耐火球

　　硅質耐火球是一種酸性耐火材料，SiO2的質量分數(shù)大于93%，其他成分主要是Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO及某些堿金屬氧化物等。硅質耐火球的耐火度一般為1710-1750℃，荷重軟化溫度較高，可達1640-1650℃。

　　生產中硅質耐火球用于球床上段高溫區(qū)，在高溫和大梯度溫變條件下，球體表面開裂嚴重，抗堿性煤氣灰塵侵蝕能力較差，渣化粘結現(xiàn)象嚴重，清球比較困難。

　　3、鎂鋁質耐火球

　　鎂鋁質耐火球的耐火度一般超過2000℃，荷重軟化溫度一般不高于1550℃，抗堿性渣侵蝕能力強。

　　鎂鋁質耐火球的生產工藝要比普通鎂磚精細嚴格，其使用性能也比普通鎂質耐火制品更好;熱穩(wěn)定性好，850℃水中熱交換次數(shù)可達20次以上;抗渣性較好，特別是抗Fe2O3侵蝕的能力特別高。鎂鋁質耐火球適用于工作溫度高且頻繁波動的球床上段。

　　三種耐火球，鎂鋁質耐火球有利于熱風爐蓄熱和熱傳遞，同時解決粘球問題，并且在長期高溫負荷作用下，結構穩(wěn)定，不發(fā)生脆化和軟化，目前，在球床上段高溫區(qū)，鎂鋁質耐火球逐漸取代了其他兩種，被越來越多的企業(yè)使用。

　　目前生產耐火球常用的方法及工藝：

　　機壓成型法是目前耐火球生產中使用多的成型方法。該方法使用壓球機和鋼模具將配制耐火球原料壓制成球體。因一般機壓成型均指含水量為4%～9%的半干料成型方法，因而也稱半干法成型。該法常用的設備有摩擦壓磚機、杠桿壓磚機和液壓機等。

　　機壓成型過程實質上是一個使球料內顆粒密集和空氣排出、形成致密球體的過程。機壓成型的耐火球具有密度高、強度大、干燥收縮和燒成收縮小、耐火球尺寸容易控制等優(yōu)點，所以該法在耐火球生產中占主要地位。

　　機壓成型時為獲得致密的球體，給予球料足夠的壓力。這壓力的大小應能夠克服球料顆粒間的內摩擦力，克服球料顆粒與模壁間的外摩擦力，克服由于球料水分、顆粒及其在模具內填充不均勻而造成的壓力分布不均勻性。

　　這三者之間的比例關系取決于球料的分散度、顆粒組成、球料水分、球體的尺寸和形狀等。雖然壓力與球體致密化的關系有若干理論公式可供計算，如球體氣孔隨壓力成對數(shù)關系而變化等，但通常用試驗方法近似地確定球體所需的單位面積壓力，并依此決定壓磚機應有的總壓力。

　　機壓成型對球料的要求除水分應有一定的波動范圍外，對其顆粒度也有一定的要求，如應有合理的粒級配比，堆積密度盡可能大。一般臨界粒度為3~5mm，小于0.088mm的細粉含量應在35%~45%范圍內。

　　機壓成型的耐火球易出現(xiàn)的缺陷是層裂和層密度現(xiàn)象。層裂是在加壓過程中形成的垂直于加壓方向的層狀裂縫。球料水分過高、細粉過量、結合劑過少及壓力過高都會導致層裂的產生。

　　因此，在生產中對這幾方面的參數(shù)加以控制。層密度現(xiàn)象即成型后耐火球的密度沿加壓方向逆變。由上方單向加壓的耐火球一般是上密下疏，同一水平面上是中密外疏。這是由于球料顆粒間的摩擦力和球料與模壁間的摩擦力而造成的壓力遞減所致。采用雙面加壓及在模具四壁涂潤滑油降低外摩擦力的方法，可減少此種現(xiàn)象并降低球體的氣孔率。

　　選用成型設備要根據耐火球的質量要求、尺寸和生產數(shù)量等進行綜合考慮。一般加熱爐用耐火球或形狀簡單、數(shù)量多、質量要求一般的制品，可選用生產效率較高的杠桿壓球機;質量要求較高的耐火球可采用公稱壓力不低于2000K•N的摩擦壓球機。