高炉出铁口用炮泥研究

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1、高炉出铁口用炮泥研究刘元胜随着高炉向长寿命、强化冶炼和大型化方向发展，作为高炉出铁口使用的耐火材料(炮泥)在材质与质量方面不断地改进和提高，已从单纯的消耗性耐火材料转向功能性耐火材料。炮泥的性能对于铁口的维护有着非常重要的作用，为了满足高炉安全生产的要求，国内外的科技工作者和工程技术人员对炮泥进行了多方面的攻关，如提高原材料的纯度以降低炮泥内杂质的含量，以不同的有机结合剂代替水拌和炮泥料以改善炮泥的结合性，在炮泥内添加新的功能材料以改善炮泥的抗渣铁侵蚀性和冲刷性等，所有这些都为改善炉前的作业环境、

2、减轻工人的劳动强度起到了积极的作用。口前国内的大型高炉用炮泥始终存在较多的问题，2003年起，北京科技大学研制开发新型无水炮泥，通过使用耐火原料一氮化硅铁，同时对炮泥的生产工艺进行系统的研究，解决了以往大型高炉用炮泥使用上的缺陷，使大型高炉用无水炮泥的使用性能取得了突破性的提高，最大限度地满足大型高炉的冶炼耍求和寿命要求，为延长高炉寿命打下了坚实的基础。1高炉出铁口用炮泥的损毁机理1)热机械侵蚀出铁时铁口屮心被钻头钻开，炽热的铁水和熔渣从铁口流出，使铁口炮泥承受1500°C以上高温。当铁渣出完，用

3、炮泥重新堵铁口时，III炮泥接触新堵□的炮泥，温度从1500°C急速降到200°C左右，这样反复作用，在旧炮泥内部产生巨大的热应力，易导致以铁口为圆心的圆弧形裂纹。新炮泥在干燥和烧结过程屮，结合剂的挥发，留下大量的气孔，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，这就使得熔融的渣铁液体易渗入这些缝隙屮，当下次铁口打开时,在熔流强烈的冲刷卜，炮泥发生脱落损毁。2)热化学侵蚀我国高炉大量使用烧结矿，仅少量球团矿和矿石，渣铁比高，炮泥与铁液及渣熔液长时间接触，易发生化学反应，使炮泥被侵蚀。反应

4、生成铁橄榄石(F2S),铁堇青右(F2AS5),铁铝酸四钙(C4AF),猛革青右(2Mn0.2A1203.5Si02)等低熔点矿物相，在出铁期间，随着铁渣熔液的冲刷而流失，使出铁I」孔径扩大，造成铁水急速冲出铁口，彩响铁口稳定。3）出渣出铁方式的影响若高炉同时设冇出铁口和出渣口，可减轻铁口的岀渣量。若不设渣口，渣铁熔液全部通过铁口排出，将增加铁口的工作负荷，使炮泥损毁加剧。另外，铁口直径、铁口深度、铁水和渣层水平而的厚度、炉内煤气压力等对放出的铁水和炉渣有直接的影响。稳定操作、获得较长时间出铁、避

5、免出铁量急剧增加时加剧磨损，这些都与炮泥的性能冇直接关系，炮泥优良的抗渣铁冲刷及耐侵蚀性能可以减少出铁口直径及铁口深度的快速恶化。4）出铁次数的影响高炉出铁次数少，炮泥在铁口内烧结完全，冇利于铁口的维护。出铁次数多,出铁间隔时间短，炮泥在铁I丨内烧结不完全，结构强度低，炮泥抗渣铁化学侵蚀和机械冲刷性能变差，潮铁口，浅铁口经常出现，铁口不能见渣，经常跑大流，只能放风或拉风出铁，影响高炉的安全生产。追求长时间出铁、减少出铁次数是大型高炉的努力方向。5）开铁口方式的影响无水炮泥烧结强度大，开I」较难，用

6、合金钻头配合氧气吹烧，开I」时间长，铁口孔径不稳定，1102易对炮泥中的C产生氧化。同吋降低铁口的稳定性，增加工人的劳动强度。为了维持高炉的正常运行和高效生产，必须定期或不定期地对内衬进行修补。目前国内外广泛使用的维修方法为压入造壁修补和喷补技术。压入造壁维修技术是在高炉不降低料线的情况利用料柱对炉了圆周方向的阻力，将修补料曲炉外强制灌入或压入高炉炉体中，并在炉衬表面扩展，在温度作用下，与炉壳铁皮、炉衬等粘结成一体，修补炉衬脱落耐火材料，堵塞炉内气体的对流通道，增厚炉衬耐火材料。高炉内衬压入造壁修

7、补技术具有只需在很短休风时间内进行，不必停炉修补，不需降低料而，可维持稳定的炉衬厚度，延长高炉寿命等特点。1压入修补料北京联合荣大工程材料有限责任公司研制、生产的高炉内衬造壁压入料采用复合树脂结合剂，配以适当的流动性添加剂、硕化剂、抗氧化剂与优质耐火骨料一起制成，具备良好的施工流动性，良好的粘结性、扩展性，低温早强，从低温到高温强度高，整体性好，施工体组织密实，线变化率小，具有一定的保存期等优点。2压入设备要求压入的主要设备是高压泵，将压入料通过一般为？50im的高压软管由高压泵运送到炉了上的压入

8、孔。为了满足高度的要求，泵的最大压力一般为4.2〜4.9MPao若为硬质压入料，则要压力为18.8MPao压入喷嘴及软管应具冇转换压入点的灵活的转换器。压入前需将压入管道使用乙醇湿润。3压入施工工艺高炉内衬造壁压入效果的好坏，除与造壁压入料本身冇关Z外，其最主要的决定因素就是施工工艺，卜•面就压入施工工艺中的4个重要环节做以卜•说明：(1)炉身压入孔。在高炉上埋焊输浆管，位置的准确与否一•般是靠外部直观和测温的办法来判断的，但最终还是要靠试压来决定。另外，压入孔部位还取决于压入料的