改善出铁口炮泥性能的研究_

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1、改善出铁口炮泥性能的研究魏英杰高炉堵出铁口的炮泥是高炉稳定操作的重要材料。钻开炮泥，铁水排出到高炉外部的出铁作业时间由炮泥的性能决定。当然，铁水流动性、炉内状态和压力等也是决定出铁时间的因素，但认为炮泥是起决定性的因素。特别是炮泥的强度和密度低时，出铁口的炮泥由于铁水的磨损或侵蚀，导致出铁口逐渐扩大，因此必须防止出铁口扩大。本研究调查了提高炮泥性能对延长出铁时间的效果。进行了提高炮泥的强度和密度性能，防止出铁口扩大，延长出铁时间的试验。制备了高强度和高密度两种配合的炮泥试样，高强度型是为提高抗压强度而开发，高密度型是为提高耐蚀性而开

2、发。本研究的目的示于图1，如图1所示实线是普通出铁曲线。从出铁中期（T2-T3）开始，出铁口变大，铁水量增加。出铁中期出铁曲线向箭头①方向下降，在出铁末期（T3-T4）急剧增加的量如箭头②，最终出铁时间延长到T5以上是本研究的目的，但这次只调查了强度和密度的影响。1试验方法为了验证实际使用的效果，在制作工厂制备了5t炮泥试样。将炮泥用80℃×2h预热，再用270kgf/cm压力成型。成型的试样进行300℃×10h、1500℃×3h的热处理，分别评价了炮泥试样的性能。采用阿基米德法测量制备试样的比重和气孔率，抗压强度试验为加压速度10

3、-15kgf/2（cm·s），试样尺寸为40mm×40mm×40mm，弯曲强度试验的试样尺寸为40mm×40mm×2160mm，试验速度为5-7kgf/（cm·s）。腐蚀试验采用旋转腐蚀试验法，放入300g铁水和渣（7：3）。在1530±20℃，保持30min后，更换新的铁水和渣，反复操作16h，渣碱度为2.0。表1是高强度型炮泥的成分，为了确认强度的效果，制备了7种试样。添加剂控制粒度平衡，提高了抗压强度。表2是高密度型炮泥的成分，主原料使用刚玉、SiC、C、Me-Si，粒度平衡比A型炮泥构成致密。2试验结果2.1物理、力学性能图

4、2是高强度型炮泥A1-A7的力学性能。从图2（a）的体积密度看，1500℃×3h热处理试样的体积密度比300℃×10h热处理试样低。此外，热处理温度1500℃的试样呈高抗压强度。从A1-A7以一定幅度增加。这是作为添加剂使用的金属烧结料控制的结果。高密度型（B）炮泥粒度平衡比常规炮泥构成更致密，是为了提高抗侵蚀性而开发的炮泥。高密度炮泥比常规炮泥和高强度型炮泥密度高0.3-0.5。即使热处理后密度变化也小。抗压强度与高强度型炮泥一样，采用金属烧结料、粒度平衡，1500℃热处理的试样性能高于300℃热处理试样2倍以上。为了调查实际出铁

5、温度，进行了高温弯曲强度试验。在1000℃到1200℃的阶段，烧结进行，强度增加，但在1200-1400℃的阶段，SiO2的相转移，由于Si3N4+SiO2+C的反应，产生气体，结晶量减少导致微裂纹产生，强度下降。2.2侵蚀试验从高强度型炮泥A1-A7的侵蚀指数可以看出，如将现有炮泥的侵蚀指数作为100，A1、A2比现有炮泥耐侵蚀性能高，A3-A7比现有炮泥耐侵蚀性能低。认为A7比A1密度高，但耐侵蚀性低是化学反应导致侵蚀发生，这也清楚了在高速流动的铁水中，化学反应也进行。2.3微观组织为了确认高密度试样的性能，用SEM观察了微观组

6、织，结果显示，用于炮泥的焦油部分经过300℃、1500℃的热处理，也发现了形成气孔的部分，但骨料和微量成分仍致密结合。3分析本研究中，为了延长出铁时间，改善了出铁口炮泥的性能，调查了其性能的影响。开发了高强度、高密度型炮泥，调查了物理和力学性能，确认了对延长出铁时间的影响。高强度型炮泥（A）控制金属烧结料，可以提高抗压强度。但是，相对于提高力学性能的结果，对延长出铁时间的影响很小。如图3所示，出铁时间虽有波动，但高强度炮泥基本在与现有炮泥相同时间的A区间存在。而高密度炮泥（B）平均是B区间，比现有炮泥延长出铁时间约10%。高强度炮泥

7、（A）强度越高，脆性增强，不耐铁水速度冲刷和压力，确认了出铁口侧有泄漏现象。根据这些结果认为，高密度炮泥比高强度炮泥对延长出铁时间有效。4结语本研究中，为了延长出铁时间，提高了现有炮泥的强度和密度性能。提高强度性能的炮泥的出铁时间稍有延长，提高密度的炮泥延长出铁时间约10%，没有达到希望的效果。因此，还需要对铁水流动性、炉内压力以及炮泥的填充量等因素进行广泛的验证。