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熔融。为此选用材料荷重软化温度应高于加热炉工作温度100 -150℃为宜。
(2)热强性:耐火一保温内衬在高温条件下工作必须要有足够的强度，才能适应高温烟气，工件的冲刷磨损和机械震动的冲击，并有承受一定载荷的能力。衡量耐材热强性的主要指标不是常温强度，而是高温(工作温度)下抗折强度，对不同部位或部件的耐火内衬应有相应的高温抗折强度要求。可惜不论国家或行业标准，尚无这方面规定。应在实践的基础上制订这方面的标准。实践证明，为了改善耐火内衬的热强性，提高其高温抗折强度，宜选用超微粉结合的超低水泥硅酸铝质耐火浇注料做加热炉炉墙、炉顶耐火内衬。这是因这种材料中Ca0含量很低，玻璃相形成的数量受到严格控制。超微粉所具有的高分散性.高表面活性和低温成相性，促进了二次莫来石化的进行:
（莫来石)
从而实现浇注体的高温陶瓷结合，这也是第三代高技术浇注料在加热炉上应用后，炉衬寿命大幅度提高的主要原因。
(3)热稳定性:耐火内衬在交变温度条件下保持其体积(尺寸)、强度稳定的性能，称为热稳定性。表示耐火内衬热稳定性的主要指标是重烧线收缩和抗热震次数。这些指标国家行业标准中均有明确规定。
加热炉的蓄热体，烧咀砖、吊挂砖和水冷炉筋管包扎等所用耐火材料，其内部温度梯度大或承受频繁温度变化。按断裂力学理论，前者会产生各部位胀缩不均，后者会出现体积膨胀或收缩交替变化，都可能在制品内部产生热应力，这种应力如果得不到及时吸收或释放，必然引起制品内部裂纹源的扩展，当其扩展到临界尺寸时，使制品整体或局部发生脆性断裂，出现掉片或破坏，这是各类耐火制品，尤其是经整体烧结耐火砖衬损坏的重要原因之一。
为了改善耐火内衬的热稳定性，设计选材时可从以下几个方面着手:首先:选用新型高技术耐火浇注料替代经整体烧结的耐火砖。未经整体烧结的耐火浇注内衬，不仅重烧线变化小，而且易于吸收热应力，阻止裂纹源的扩展。
其次:在耐火内衬中引人ZrO2,，对浇注体实现强韧化处理。这是因为Zr02:在加热炉工作温度下会发生如下晶形转变。
这是一个快速切变的马氏体相变，使ZrO2,晶粒产生8.8-9.7%的体积胀缩效应，在晶粒边界出现显微裂纹，它可吸收耐火内衬热胀冷缩时的应力，并阻止裂纹源的扩展，达到强韧化的目的。
应当指出，用从AL203到 SiO2:系耐火浇注料及其预制品制作加热炉耐火内衬，除控制CaO, Fe2O3, MgO,K20, Na20等杂质外，还应适当控制其A1203含量。实践证明，过高的Al203,含量，不仅增高材料成本，而且还会恶化内衬的热稳定性。我们认为，加热段，均热段选用Al203，含量一60%，吊挂砖，炉筋管包扎选用A1203, +ZrO2:含量一50%，烧咀砖、蓄热体选用A1203+ZrO2:含量60一70%左右即可。
此外，在某些部位如炉筋管包扎的耐火内衬引人适量耐热钢纤维，可以使其热震性提高20-25%.
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(4)隔热性:耐火保温内衬必须具备足够的隔 热性，以降低内衬外表面温度，减少炉子的散热损 失，改善工作环境。隔热性用热阻R表示:
;
这里: R— 热阻,
S - 耐火、保温层的厚度,M;
k- 耐火、保温层的导热系数，W/M·K
而选择合适的材质并设计适当的厚度，核定各层的热阻及介面温度，是加热炉热工设计计算不可缺少的环节之一。
近来出现的利用高强度轻质浇注料(如轻质莫来石浇注料)和耐高温纤维制品制作耐火内衬，使内衬材质实现轻质化，是一个很值得注意的新动向，应在实践的基础上认真总结，并进行必要的技术经济评价。
(5)传热性:强化炉内传热，尤其是炉衬与工件之间的辐射传热，对于提高加热质量，节约能源有重要意义。在炉衬热面预制或装置具有工业标准黑体性质的“多功能强辐射元件”，组成“自带黑体窑炉内衬”是十分有效的途径。通过实验研究和在工业炉上应用测试表明:“自带黑体窑炉内衬”不仅能够显著提高并长期稳定炉衬热面的黑度，增大辐射热面积，还能有效调控炉膛内的热射线，从而大幅度提高辐射传热的效率.可节约能源20-25%。
1.7.1.2 其它特殊性能要求
加热某些部位，如炉底，出钢槽的工作条件较一般内衬有所不同。前者承受FeO的浸蚀，应选用镁质或MgO一Al2O3,一SiC浇注料制作。后者不仅要承受FeO的浸蚀，还要承受钢坯运动所造成的强烈机械磨损，一般选用铬钢玉制品或电熔莫来石大砖较为合适。
1.7.2 工艺性能
耐火内衬，尤其是浇注的耐火内衬或预制品，设计选材时应十分注意它的工艺性能。良好的工艺性能是影响耐火内衬施工是否顺行和使用寿命长短的重要因素之一。耐火浇注料的工艺性能，包括以下三个方面: 施工工艺性
主要指流动性和凝固性能，对确保施工是否顺行，减轻劳动强度，确保浇注体质量有直接的影响。这两种性能主要取决于微粉，添加剂的种类、用量及加水量，一般由耐火材料生产和施工企业合理控制。自流浇注料的开发应用对改善浇注料的施工作业性能，尤其适于那些薄壁和形状复杂的部位和制品的浇注施工有重要意义。然而其浇注体理化的性能指标一般较普通振动成形微低，因而除特殊需要外，还是选用普通振动成形的浇注料为宜。
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结构工艺性
设计耐火内衬，尤其是预制品的结构、形状、尺寸时应充分考虑其适应浇注成形施工的要求，尽量避免锐角、直角相交，避免过渡壁厚相差太大，避免壁厚过薄，避免复杂的内腔结构，合理布置浇注位置，使工作面和装配面朝下或向侧，才能确保浇注成形顺行和浇注体的使用质量及装配质量。然而这方面的要求，往往被设计者所忽视，造成成形施工中出现难以克服的困难。 烘烤烧结性能
浇注体或预制件是要经过适当烘烧才能使用的。耐火内衬设计选材时应充分注意产品在烘烧过程中的物理化学变化，确保烘烤，烧结顺行并达到希望的组织结构和性能。选用超微粉结合的超低水泥高铝浇注料和铝错质浇注料，配合适量的添加剂、防爆剂，可以大幅度减小浇注用水量，使烘烤顺行，并获以二次莫来石结合相为主的组织结构，确保内衬有优良的使用性能。
1.7.3 加热炉内衬选材方案的评价
加热炉耐火一保温内衬的设计选材，不仅要确保其使用性能可靠，工艺性能良好，还应确保技术经济合理，这是选材的最终目标。所说技术经济合理，是指选材方案在技术上是否先进、适用，在经济上单位产品产量或一定运行周期内其建造、维修、运行成本是否低廉。一切技术之所以先进、适用，都必须保证加热炉高产、优质、长寿、低耗这一目标的实现。在此，引人价性比作为对不同选材方案技术经济合理性进行综合评价的指标。所谓价性比是指在一个炉役期内加热炉耐火-保温内衬的建设、维修费用和维修停产损失与其寿命之比，可以表示为:
这里: Ai— 价性比，万元/年;
Ci— 加热炉内衬的总耗费，包括耐火保温内 衬采购施工费用和维修停工损失费用，万元; Wi— 加热炉一个炉役的寿命，年。
显然，A值小，表明选材方案技术经济合理。我们曾对一个三段式连续加热炉耐火内衬的不同选材方案进行综合评价，结果表明:用新型高技术耐火浇注料及制品替代传统耐火砖和浇注料，制作加热炉耐火内衬，虽然前者产品的单价高于后者，但前者的使用寿命远高于后者，其价性比仅为后者的1/2-1/3，说明选用新型高技术耐火浇注料作加热炉内衬，其技术先进适用，经济合理，是显而易见的。
1.7.4 结论
加热炉耐火一保温内衬选材应遵循耐火内衬使用性能可靠、工艺性能良好、技术经济合理等基本原则，并用价性比这一指标对其进行综合评价，从而确保选材方案技术上先进适用，经济上更为合理。
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1.8 工业炉的发展方向
对工业加热炉总的要求是：高产、优质、低消耗和少污染，阻碍工业加热炉发展的原因是目前工业加热炉对上述要求存在着下列一些矛盾，新理论的产生和建立，就是要解决这些矛盾，工业加热炉才能快速地发展。
加热产量与质量的矛盾： 要提高工业加热炉的产量，就必须提高整个工业炉的温度水平，重点是炉子的加热段（对连续式炉为加热段，对间歇式炉为加热期）的温度水平，这就很容易产生质量问题，如氧化烧损增加、形成过热和过烧，甚至烧化和烧毁而造成废品等，这就与加热质量产生了矛盾。从另一方面来说，为了提高加热质量，减小表面和中心的温 差和提高整体的温度均匀性，必需延长连续式均热段的长度（对间歇炉为均热期的时间），也就减少了炉子的产量，造成与产量的矛盾。
加热产量与低消耗的矛盾： 在提高整个工业炉的温度水平，增加产量的同时，必然要增大热负荷，导至提高烟气的排出温度，增加烟气带走的热损失。提高整个工业炉的温度水平后，也会使炉衬的蓄热和散热热损失的增加，这些结果都会使燃耗增加，这就与低消耗产生了矛盾。
加热质量与低消耗的矛盾： 要提高工业加热炉产品的质量，减小加热材料的断面温差和提高整体温度的均匀性，就必须延长连续式的均热段的长度（对间歇炉为均热期的时间），这必然会增加工业加热炉的燃料消耗量和降低工业加热炉的生产量，也就使加热质量和低消耗产生了矛盾。
加热产量与污染的矛盾： 提高工业加热炉的产量后，必然会过多地增加燃料供给量，导至燃烧器的超负荷运行，燃烧更加不完全，排出的烟气量也随之增加，使温室气体二氧化碳、有毒气体一氧化碳、腐蚀性气体氧化氮、有害微粒碳黑和灰尘等的排放量都增加了，造成产量提高对环境污染增加的矛盾。
这些矛盾都产生于目前工业加热炉采用的是：连续式加热炉的低温预热段（对间歇炉为低温预热期）实行慢速加热，或者用烟气的余热来慢速加热（连续式加热炉），或者用炉内蓄热来慢速加热（间歇式加热炉）；而在连续式加热炉的高温加热段（对间歇炉为高温加热期）则实行快速加热，或者提高加热段的炉温和延长加
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