高炉铁口炮泥的现状与发展

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1、高炉铁口炮泥的现状与发展摘　要　阐述了国内外高炉铁口炮泥的发展状况，分析了铁口炮泥的侵蚀机理，指出原料、结合剂、生产工艺和外加剂是影响铁口炮泥质量的主要因素，并针对有水炮泥和无水炮泥的利弊，提出了改进措施。关键词　铁口炮泥　损毁机理　发展　改进　　近年来，不同容积高炉如雨后春笋般竖起，争相采用高风压、高顶压、高冶强、大风量、富氧大喷吹等新技术。中小型高炉在强化冶炼后，日出铁次数增加，绝大部分已由12次/日增加到15次/日，有的已增加到18次/日，并取消了放上渣工艺；大型高炉也因其通铁量大，对铁口炮泥质量的要求越来越高。总体上讲，高炉铁口用炮泥堵上时，出铁通道

2、内要填充满炮泥，并在炉缸内形成泥包，使铁口维持足够的深度；出铁时要求炮泥维持稳定的孔径，出铁均匀；出完铁后，要尽量避免大量焦炭和半熔融的粘液喷出。每天高炉的出铁口都要反复多次被打开和充填，炽热的铁水和渣液对铁口炮泥产生物理和化学侵蚀。如果炮泥质量差，使用时就会出现潮铁口、浅铁口、断铁口、跑大流、减压、放风、烧坏炉前设备等一系列问题，影响正常生产，甚至造成人身伤害事故。因此，要求铁口炮泥应具有下列性能：①可塑性和粘结性好，容易挤进并填满铁口通道；②气孔率适宜，便于干燥时排出水分和气体；③高温体积收缩小，可避免产生裂纹；④烧结性能好，强度高，耐冲刷和耐侵蚀；⑤开

3、口性能良好，开口机钻口容易；⑥环境污染小；⑦具有高耐火度。1　高炉铁口炮泥的现状1.1　国内现状近年来由于精料水平提高，渣量减少，再加上放上渣易损坏渣口小套，发生事故较多，许多炼铁厂已停止放上渣操作，所有渣铁溶液全部从铁口排出，而且日出铁次数均有不同程度增多。堵铁口所用炮泥大部分是有水炮泥，是以焦粉、粘土、矾土熟料、碳化硅、绢云母、焦油沥清为主要原料，加水搅拌碾压而成。这种炮泥一般体积密度小，烧结性能差，烧结收缩率高，易产生裂纹，耐渣铁侵蚀性差，铁口通道容易扩大，出铁期间炽热的焦炭易喷出，出不净铁，堵不住铁口，影响高炉正常生产。为维护好铁口，有的采取了加大打

4、泥量，出铁前钻进一定深度烘烤，用小直径钻头钻开等办法，但由于没有从根本上找出解决问题的办法，效果不理想。我国的大型高炉一般只设1个事故渣口和1~4个铁口，铁口每天排出的渣铁量很多。要满足大型高炉对铁口炮泥的质量要求，必须采用无水炮泥。无水炮泥一般由刚玉、碳化硅结合氮化硅、焦粉、优质结合粘土等为主要原料，同时配加不同的外加剂，用蒽油、洗油、焦油作结合剂。这种炮泥由于采用了优质高纯原料，并以碳质原料为结合剂，其耐渣侵蚀性能良好，可使铁口出铁时间延长，降低出铁次数，但因存在其配料严格，打泥压力高，成本高，开铁口困难，单次打泥量大(中小型高炉每次打泥量为50~70k

5、g，大型高炉为400~500kg)，污染环境等一系列问题，给生产使用带来不利影响。1.2　国外现状国外各主要产铁国家对铁口炮泥的质量都十分重视，有专门的研究机构，如日本的川崎、新日铁，乌克兰的耐火材料研究所，美国的伯利恒公司，均设有堵铁口炮泥技术小组。目前，它们主要是以无水炮泥为主，起初的无水炮泥都是用焦油作结合剂，但焦油在使用中会产生烟雾，恶化工作环境，影响职工身心健康，日本、美国和欧洲等国，研制出了以树脂为结合剂的无水铁口炮泥，这种炮泥不仅消除了用焦油作结合剂产生的环境污染，而且能快速硬化，炮泥单耗降低(如日本千叶4500m3高炉吨铁炮泥消耗只有0.25

6、kg/t)，大大提高了无水炮泥的性能。除对结合剂方面进行改进外，日本新日铁还开发了碱性无水铁口炮泥，其组成如下：氧化镁25%~60%，轻烧氧化镁8%~15%，焦炭12%~15%，有时还加入电熔氧化铝和碳化硅，采用改性酚醛树脂作结合剂，用量为15%~20%。这种炮泥的显气孔率为25%~32%，1450℃高温抗折强度为3.2~4.5MPa，在顶压达到0.15MPa的3800m3高炉上试用获得了良好的使用效果。英国还先后开发了SiO2炮泥，硅质料含量达到了64%~68%，无烟煤为12.8%，焦油16.6%，加热至1250℃，2h后耐压强度达4.08MPa。为解决无

7、水炮泥开铁口困难的问题日本于1985年开发出了插棒法开铁口，取得了较好的使用效果。2　高炉铁口炮泥的侵蚀机理2.1　热机械作用侵蚀出铁时，铁口通道被打开，炽热的铁水和熔渣从铁口涌出，使铁口炮泥承受1480~1600℃的高温侵蚀。当铁、渣出完煤气导出时，重新用铁口炮泥堵铁口，旧炮泥接触新炮泥,温度突然下降至180~200℃。这样反复作用，在旧铁口炮泥套内部产生巨大的热应力，易造成以铁口为圆心的圆弧形微裂纹；新炮泥在干燥和烧结过程中，水分或其他结合剂蒸发和挥发，留下大量的气孔，在新旧炮泥的接触面上，也会由于新炮泥的烧结收缩产生缝隙。这样就使得熔融液体易渗入这些缝

8、隙之中，当下次铁口打开时，在熔流强烈的冲刷下，使炮泥