高炉出铁口用炮泥研究

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炉前三大机之泥炮机控制系统的研究

炉前三大机之泥炮机控制系统的研究姓名：***工作单位：首自信炼铁二班摘要：高首钢迁钢炼铁分厂3#高炉炉前设备引进德国TMT公司的炉前三大机泥炮机、开口机、移盖机系统。

高炉炉前出铁设备中，泥炮主要负责堵铁口，是高炉生产的重要设备，其自动控制必须非常稳定可靠，这样才能保证高炉顺利稳定持续的生产。

关键词：钢铁；高炉；出铁口；泥炮机Abstract:3# Blast Furnace of the the Shougang Qiangang iron-smelting factory equipment introduction of the German company TMT blast furnace three machine clay gun machine, opening machine, the move cover machine system. In blast Furnace iron equipment, clay gun is mainly responsible for plugging the taphole and the necessary equipment for the production of blast furnace, its automatic control must be very stable, so as to ensure the blast furnace smooth stable continuous production.Key words: iron and steel; blast furnace; taphole; clay gun0 前言首钢迁钢炼铁分厂3#高炉引进德国TMT公司的炉前三大机泥炮机、开口机、移盖机系统，应用此系统标志着首钢迁钢自动化炼铁技术又实现了一个新的突破。

在炉前TMT三大机自动化控制中，这套设备的工艺复杂、要求严格、安全系数高、连锁关系繁多、控制设备及网络复杂、自动化程度高，是一项较难消化吸收与应用的项目。

探究高炉出铁口用炮泥的损毁机理

探究高炉出铁口用炮泥的损毁机理1）热机械侵蚀出铁时铁口中心被钻头钻开，炽热的铁水和熔渣从铁口流出，使铁口炮泥承受1500℃以上高温。

当铁渣出完，用炮泥重新堵铁口时，旧炮泥接触新堵口的炮泥，温度从1500℃急速降到200℃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中，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中，当下次铁口打开时，在熔流强裂的冲刷下，使炮泥发生脱落损毁。

2）热化学侵蚀我国高炉原料中大量烧结矿及少量球团矿和矿石，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。

容易反应生成铁橄榄石（F2S），铁堇青石（F2AS5），铁铝酸四钙（C4AF），锰堇青石（2MnO2Al2O35SiO2）等低熔点矿物相，在出铁期间，这些低熔点的矿物相容易形成液相，同时随着铁渣熔液的冲刷而流失，使出铁口孔经扩大，造成铁水急速冲出铁口，影响铁口稳定。

3）出渣出铁方式的影响若高炉同时设有出铁口和出渣口，熔渣从渣口排出铁水从铁口排出，可减轻铁口的出渣量。

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，铁水和渣层水平面的厚度，炉内煤气压力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，避免出铁量急剧增加时减少磨损非常重要，这些都与炮泥的性能有直接关系，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，保证高炉安全顺利。

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，有利于铁口的维护。

出铁次数多，出铁间隔时间短，炮泥在铁口内烧结不完全，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。

高炉出铁口炮泥的损毁机理和铁口的操作与维护

泥活塞的推力和炉缸压力的双重作用下均匀
,
度将决定铁水流向出铁口的流动方式高的铁
水流量与传递到炉壁的高热量结合起来将对
,
。
地粘结在旧炮泥上
,
,
弥补喇叭口形成完整坚
,
固的炉墙保护体从而保证了正常的铁口孔道
深度如出铁不净打入孔道的炮泥漂浮四散
,
有利于孔道的清洁使打入孔道的炮泥与孔道
良好粘结成为完整的一体从而保证了适宜
, ,
。
同时随着环保要求的日益提高需要我们这
些炮泥研究人员研究出新型环保炮泥来满足
,
的孔道深度和泥包的完整性
高炉大型化后高风压高风温和出铁次数减少
。
该技术可使炮泥在出铁口内进一步压实
。
。
度变化选择适宜的打泥量
量
,
。。
,
不得随意增减泥
,
任何不希望在炉内蘑菇体中出现的裂缝和裂
口也可以被炮泥填上
造成得不偿失如铁口浅也应本着慢慢
,
该技术有助于提高已堵
进行修补
。
求更高质量的无水炮泥来满足高炉长寿顺行的需要国内外炮泥厂家通过提高原料纯度及添加不同的外加剂改善并提高了炮泥的质量
, ,
。
,
同时又要在新的位置产生新的泥

关于450-600立高炉用无水炮泥浅析

关于450-600立高炉用无水炮泥浅析随着国内炼铁行业的发展，冶炼技术的进步，高炉的生铁产量日益提高。

随着高炉日产量的提高，出铁次数与单炉产量逐渐增加，这样对炮泥的要求也随之更高，相应的也给无水炮泥的制造带来了新的课题。

由于450-600立的高炉利用系数高，综合成本低，项目投资少，近几年来，这一规格的高炉新建特别多，给无水炮泥这一产品带来了巨大的市场。

判定无水炮泥的好坏，主要看一下几个指标：1、炮泥可塑性指数；2、结焦时间的长短；3、炮泥的强度高低；4、耐冲刷性能；5、高温体积变化。

以上指标的制定，是由炮泥这一产品特殊的使用部决定的。

首先，炮泥可塑性指数的高低直接关系到炮泥能否被泥炮顺利的推入铁口。

450-600立高炉通常铁口深度在1.7-1.9米之间，每次打泥量在110-130公斤左右，配备100吨液压泥炮。

在高炉全风全压正常生产情况下，炮泥的可塑性指数不好，泥炮将无法把足够量的炮泥推入铁口，铁口孔道没有足够的炮泥来充填，造成铁口浅，以至于出不净铁、铁口喷溅、假喷等一系列问题，给高炉稳产高产带来极其不利的因素，而且给炉前操作难度增加，工人劳动强度加大。

同时更重要的是炮泥可塑性指数决定着铁口深度这一重要的操作指标。

塑性愈好，则炮泥愈好长铁口，铁口深度愈好维护。

第二，炮泥结焦时间的长短。

这一指标直接关系到高炉的生产节奏问题。

随着高炉产量的提高，炉次日益增加，18次铁已经司空见惯，营口中板高炉最多日出铁21次，出铁间隔时间短，也就在20-25分钟之间。

这就要求炮泥结焦时间越短越好。

炮泥结焦时间长，首先会造成潮铁口出铁，铁口打开后开始喷溅，3-7分钟后停止，正常出铁。

这样不仅给环境造成巨大污染，而且大大增加工人的劳动强度，恶化操作环境。

同时容易造成生产事故，危及操作工人的人身安全。

同时，由于炮泥没有完全烧结，强度低，造成出铁过程中铁口扩径、假喷，渣铁出不净，影响高炉顺行。

第三，强度高低是炮泥重要的指标之一。

高炉出铁口无水炮泥的研制

ＸｕＧｏａＺｈｎｎｌｉｕｔｏａｇＨｏｇｅ
（ｅｅｒｈＩｓｔｔｏＷｕａｏｎｔｌｒｕｏｏａｉ，Ｗｕａ３００ｈｎ）ＲｓａｃｔｕｅｆｈｎＩｎａｄＳｅｏｐＣｒｒｏｎｉｒｅＧｐｔｎｈｎ４０８，Ｃｉａ
２无水炮泥的使用状况
国外对出铁口炮泥研究很多．各公司都有专门
的研究技术人员。早期，国外无水炮泥主要用焦油
理和化学侵蚀具有抵抗性。炮泥质量差，使用时口、断铁口、跑大流、减
ｐｎｇｍｉ．ｉｘ
Ｋｅｒｓ：Ｂｌｓｕｎｃｙｗｏｄａｔｆｒａｅ；ＷａｅｒｅｓｏｉｇｍｉＴａｉｇｈｌｔｒｆｅｔｐｐｎｘ；ｐｐｎｏｅ
１前言
随着炼铁技术的进步，大型高炉纷纷采用高风
第３卷第２５期
２１００年４月
耐火与石灰
高炉出铁口无水炮泥的研制
徐国涛张洪雷（汉钢铁集团公司研究院，武汉武４０８）３００
摘要：对高炉出铁口无水炮泥的原材料、配比、生产工艺进行了介绍。目前在高炉大型化的条件下，炮泥
度为３．ａ．４５２ＭＰ．在顶压达到０１Ｍａ的３８０．Ｐ５０ｍ
文章编号：１７— ７２（００２００—４６３７９２１）０—０１０
Ｄｅｅｏｖｌｐｍｅｔｏｔｒｆｅｔｐｎｇｍｉｎｆｗａｅｒｅｓｏｐｉｘ

炼铁高炉出铁口用有水炮泥的研制及应用

山西新临钢钢铁有限公司任魁锋 ’ 车迎泽靳丽艳
摘要针对临钢高炉冶炼条件，高炉出铁口用有水炮泥进行研制，过试削、验和批量使对通试研制应用
用，研制的炮泥满足了高炉的使用要求。所
ＡｂｔａｔＲｅｅｒｈｏｔＳｔｆｕｅｎｉｏｏｃｓｃｎｕｅｎｔｅｉｏｍａｉｇｃｎｉｉｎｉｓｒｃｓａｃｎＢｏｕｆｓｄｉｒｎｎｔｈｗａｏｄｃｄｏｈｒｎｋｎｏｄｔｏｎＮｅｗＬｉｇｎｇＩｏｎｔｅｎａｒｎａｄＳｅｌＣｏ．ｄＡｓａｒｕｔｅＢｔｆａｅｔｔｅｒｑｉｅｅｔｆｂｉｇＬｔ．ｅｈ，ｈｏｔＳｕｆｃｎｍｅｈｅｕｒｍｎｓｏｅｎ
１有水炮泥的研制
１２原料的加工．
１２１冶金焦．．
利用对辊破碎机破碎，分，工成Ｏ筛加～
任工程师
．一
．
男，６年生・８堡毕于西安建筑科１９７１９技大学冶金系硅酸盐工程专业．现任山西新临钢耐火材料厂副主任工程师。邮编：４００收穑日期：０１—１０１０２０２—１７
表１
序号物料名称
原辅材料技术指标技术指标
１冶金焦２球牯土
灰分Ａｄ１．％；末含量 ≯ １； ≯ ３５焦Ｏ０Ａ块度：２４４￣５ｍｍ０ｒｒ／ｆｌＡｌ０３３％；ｅ０３２０％ｉ火度２ ≥ ３Ｆ２ ≤ ．耐 ≥ １７０ ℃ ；塑性指标 ≥ ３５１可．

高炉铁口泥套跑泥的原因和治理探讨

高炉铁口泥套跑泥的原因和治理探讨摘要:高炉堵铁口时泥套跑泥，高炉日常生产中泥炮堵铁口操作中,炮头与泥套的缝隙,铁口泥套裂纹，泥炮堵口时跑泥的原因分析，泥套使用寿命延长探讨。

关键词:高炉铁口；铁口泥套；泥套跑泥；泥套寿命1.前言山东钢铁日照有限公司炼铁厂1#5100高炉2017年12月开炉。

高炉容积为5100m3，高炉设有4个铁口，没有设渣口，出铁场为东西各一个双矩形出铁场，两个出铁场上各设有2个铁口2个铁口之间的夹角为81℃..正常生产执行3个铁口轮流出铁，每个铁口都设有一台液压泥炮，一台多功能开口机和一台起落移动式防喷溅罩。

铁口有负责人和助手两人配合操作.,高炉铁口泥套制作是检验炉前工铁口二人技术操作水平之一,合格的铁口泥套寿命长短,是检查铁口炉前工操作技术的最终结果.“善于动脑筋炉前工干活不累,.偷奸摸滑炉前工总会让你加倍偿还”，这就是高炉炉前工前辈经验,身为十几年工龄炉前工的我，在工作中泥套制作和维护中总结实践经验，得到了至今还在使用的操作方法。

1.高炉铁口泥套跑泥原因炉前液压泥炮嘴与铁口接触不严密，泥套没有产生密封炮头作用，而产生缝隙。

导致泥炮口泥炮打泥时，炮泥在液压炮压力作用下没有进入铁口孔道,而是从缝隙处流出现象，轻则造成下一炉,开口机钻铁口时难开,铁口深度变浅,放不净这炉渣铁.重则，铁口堵不上铁口，造成减风或休风堵铁口的重大事故，具体原因如下；（1）炉前工开铁口时，铁口眼不正，没有发现,,造成跑泥现象（2）泥炮堵口时，没有清理干净炮头上面残渣，造成缝隙跑泥（3）铁口出净渣铁前，没有及时清理好泥套内残渣，产生缝隙跑泥现象（4）开铁口前, 没有确认泥炮炮头与泥套严密性，造成跑泥现象（5）炉前工堵铁口时，液压泥炮油压不足，压力达不到，轻则跑泥，严重时烧坏炮头，堵不上铁口事故。

（6）炉前工堵铁口前清理残渣，破坏泥套密封性，造成跑泥现象3.高炉泥套制作工具首先,使用旧钻杆,炮头直径大10mm圆盘,五个钻头和丝头,旧钻杆焊接在圆盘中心,距离钻杆前端200mm.,,炮头直径为长度写十字,十字中心与圆盘中心重合,,十字中心和四个方向末端焊接好丝头,安装好钻头,组成泥套清理工具,保证人身安全,减少劳动强度,节省人工清理时间.4泥套浇注步骤（1）提前检查泥套浇注料是否有板结,杂物,等,出现后禁止使用,更换新浇注料.（2）检查开口机和液压炮是否正对铁口中心（3）使用开口机和泥套角膜器,,钻铁口300----500mm.,抠成内大外小的喇叭状空腔,用压缩空气吹扫干净,禁止打水降温.（4）铁口泥套浇注料使用时,要搅拌均匀,水分控制在5-6%,手抓成团即可.入（5）将混合好浇注料填入掏好铁口孔道内, 料面略高于铁口保护板.（6）浇注料填好后,炮头安装泥套压试实模具,泥炮压实铁口泥套时膜具接触浇注料面要涂抹黄油,,有利于30-50分钟顺利退炮,拆卸泥套模具.保证泥套完整成型,密封良好.（7）拆卸模具完毕后,自然干燥20--30分钟.然后,用小火烘烤30分钟.防止水份急剧挥发,铁口泥套出现裂纹,蹦暴,产生缺埙现象.（8）在开铁口出铁前必须用大火加风烘烤30分钟以上,用开口机钻出铁口眼,确认泥炮与铁口泥套良好密封性.校正泥跑和铁口中心线位置,（9）泥套制作流程图1.铁口泥套日常维护铁口泥套在日常生产中,跑泥是泥套维护最难的障碍,铁口出铁时,渣铁侵蚀,喷溅,磨埙,以及泥炮堵铁口时,固体渣铁垫炮头,造成堵铁口跑泥.现象.总结以下治理措施;（1）随时保证铁口框整洁.禁止打水（2）开铁口前后,确任开口机,泥炮是否对正铁口中心线,及时校正机械偏差（3）确保泥套完好无缺和接触面密闭良好（4）开铁口前,泥掏周围铺垫好细沙,有利于清理残渣,保护泥套（5）堵铁口前,清理干净泥套周围残渣,杜绝垫炮现象出现（6）堵铁口时,操作严格按照操作规程,杜绝座炮和泥炮压不到位现象1.总结（1）泥套使用寿命长短,充分体现铁口工作炉前操作水平高低,及时校正机械偏差,操作时严谨,保持铁口区域清洁.及时调整机械操作方法,合理保养和维护泥套合格率.（2）泥套合格率增加,减少制作泥套频率,降低炉前工劳动强度,提高铁口合格率,有利于高炉顺行,稳产,节能,降耗。

低水高炉铁口炮泥及其制备方法

低水高炉铁口炮泥及其制备方法，其原料配比为（重量单位）：
废焦末40-50，粘土25-30，高铝矾土15-20，沥青粉6-8，有机减水剂2-4，无机减水剂0.2-0.5，蓝晶石4-7，水14-18。

制备方法依次包括破碎及筛分、预混、混炼、困泥工序。

以工业废弃物废焦末为主要原料，大大降低了生产成本。

本发明炮泥既具有良好的可塑性，又具有优良的高温强度及耐机械冲刷、耐化学侵蚀性能，满足高炉炼铁大风高产的需要，工艺简单，具有显著的经济效益。

无水耐火炮泥涉及一种专用于中小炼铁高炉堵铁口的耐火材料。

中型炼铁高炉用的无水耐火炮泥主要用的原料为软质粘土、硬质粘土、熟料粉、高铝粉、焦粉、红煤渣和焦油。

小型炼铁高炉用的无水耐火炮泥主要用的原料为软质粘土、焦粉、红煤渣和焦油。

以上原料用搅拌机搅拌即成，用这样的无水耐火炮泥堵铁口时铁口不硬，易操作，铁口直径不被刷大铁流稳定，炉况运行稳定可靠。

沟铁量和黑渣量减少50-70%，用量比有水炮泥减少70-80%成本费用降低，经济效益提高。

主权项
无水耐火炮泥涉及一种专用于中、小炼铁高炉堵铁口的耐火材料，
其特征在于：
Ａ、中型炼铁炉用的无水耐火炮泥所用的原料为：软质粘土、硬质粘土、熟料粉、高铝粉、焦粉、红煤渣、焦油、它们的重量比依次为1：0.3～0.5：0.3～0.5：0.3～0.5：1.5～2.5：0.3～0.5 ：1.5～2.0。

Ｂ、小型炼铁炉用的无水耐火炮泥所用的原料为：软质粘土、焦粉、红煤渣和焦油，它们的重量比依次为：1：2.5～3.0：1.0～1.5∶1.5～2.0。

高炉出铁口无水炮泥的研制_徐国涛

（8） Al2O3 微粉添加剂：添加 Al2O3 微粉添加剂可以提高炮泥的体积密度和基质强度；加入膨胀剂蓝晶石，可以降低炮泥的显气孔率[2]。
（9）焦油或蒽油结合剂：对炮泥质量影响大，焦油和蒽油中水分控制不好，会降低其使用性能；采用焦油作结合剂，会恶化炉前作业环境。蒽油粘度低，研究用二蒽油和筑路油配制混合油[11]作结合剂，筑路油加入量为 13% ~15% ，其对应的粘度（E50）为 2.57~2.70。马钢[12]炮泥采用焦油结合剂，质量参照日本标准：恩氏粘度 14~16，密度 1.1~ 1.2，固定碳≥17%，水分微量。首钢炮泥采用的混合油包括：一蒽油+二蒽油 70%，油沥青 15%~ 20%，杂油适量；密度 1.18g·cm-3，游离碳 79% ，水分＜1%。武钢脱晶蒽油 20℃时密度 1.10g·cm-3，粘度 1.6~1.7，游离碳＞80%，水分＜1%。有研究表明，焦油或蒽油结合剂在炮泥中的用量增加，炮泥的体积密度、强度与马夏值（炮泥挤出试验的一个特性值）会下降，气孔率增加。改性焦油是一种蒸发温度高于炮泥操作温度的油，打泥过程中不容易从炮泥中蒸发掉，因此不影响炮泥的使用性能。沥青粉代替焦炭增加了低温范围内的碳结合，也增加了泥料的可塑性，因而易于挤泥。
宝钢 1 号 4 063m3 高炉[1]于 1985 年投产，该高炉出铁口初期采用国产原料生产的 TA-3 炮泥，它能满足该高炉日产万吨的水平。宝钢[1-3]高炉铁产量大，有的高炉出渣量达到 3 200t，出铁速度为 5.8~ 7.5t·min-1，要满足这些操作条件，必须采用优质炮泥。 TA-3 炮泥是以电熔刚玉为主要骨料，以焦粉、碳化硅、粘土、绢云母为主要原料，以焦油作结合剂生产的无水炮泥；出铁口采用无水炮泥的高炉每天出铁次数 14~16 次，有时高达 18 次以上。宝钢研制了 TA-4 炮泥，在炮泥中加入了氮化硅原料，日均出泥[8]，其显气孔率由 30.3% 下降到 24.7% ~21.5% ，体积密度由 1.98g·cm-3 提高到 2.50~2.74g·cm-3，抗折强度和耐压强度都有很大提高；该高炉每次平均出铁时间达到 3.13h，月平均出铁次数减少到 8.34 次，吨铁炮泥消耗量减少，从过去的 0.8kg·(t 铁)-1 降到 0.35kg (t 铁）-1；打泥量逐步增加，以确保足够的出铁口深度，出铁口深度维持正常，达 3.8~4.0m。国外优质无水炮泥消耗最低仅为 0.3~0.4kg·（t 铁）-1。

天铁高炉用无水炮泥的开发和应用

的耐火材料，使用时用冶炼行业专用的设备——泥炮以一定的压力挤入出铁口。目前，根据结合剂的不同，
青粉、ｉ。结合剂为焦油、ＳＣ蒽油。
（）无水炮泥主要成分的技术分析２
０
。
无水炮泥中矾土熟料（１８％，度＜ｍ）Ａ２＞０粒０３ｍ与。
铁，容易发生铁口放炮事故，不利于安全生产。近几
年，随着高炉的不断扩容和强化冶炼，有水炮泥已经不能满足生产的需要。天铁劳服实业有限公司针对炼铁老区５座高炉进行开发研制无水炮泥，以满足炼铁高炉生产的需要。根据无水炮泥研制开发的需要，添置了一台炮泥成型机并采购一批生产原料，在原料配
ｏ
◇
方和制作工艺的数次试验后，无水炮泥研制开发成
功。首先在５号高炉进行试验，应用效果良好，后逐之
２２无水炮泥的生产工艺．
（）主要生产设备１
渐在其它４座高炉推广应用，取得了显著的经济效益
和社会效益。
２１无水炮泥的主要成分及技术分析．
便。在炼铁高炉上应用后，减少了高炉休风次数，延长了出铁时间，为高炉的顺产、高产打下了坚实的基础，经济效益和社会效０
益显著。
关键词
炼铁
高炉
铁口炮泥
成分
性能
开发
蠢０
０ ≯
１前言
无水炮泥基本成分有矾土熟料、焦炭粉、土、０粘沥０
高炉用炮泥是炼铁过程中用来封堵高炉出铁口

高炉铁口无水炮泥强度及其特性分析

２ｏｒ，ｅｃｍｐｅｓｏ协ｅｇｌａｄｂｅｋｎｔｅ山ｒａｈｓｔｅｔｐＡｄｔｏｅａｅｍｉｉｌａｔｒｂｒｅｎｅｅｃｎｉｏｆ４ｈｕｓｔｏｒｓｉｎｓｎｔｒａｉｇｓｒｒｈｌｎ；旨ｅｃｅｏ．ｎｈｓｒｎｍｌｈｍｆｕｎｄｕｄｒｔｄｔｎｏｅｈｏｉ８０ ℃ ｆｒｏｒ．ｔｒｂｒｅｎｅｔｅｃｎｉｏｆ１１０ ℃ ｆｒｏｒ．ｅａｐｒｎｏｏｉｉｎｃｎｙｌｗｒｈｎｔｏｅｂｍ－０ｏｈｕｓＡｆｕｎｄｕｄｒｄｔｎｏ０２ｅｈｏｉｏ２ｈｕｓｔｐａｅｔｒｓｔｉｓｉａｔｏｅｔａｈｓｕｈｐｙｓｇｆｉｌｅｎｅ０ ℃ ｆｒｏｒ．ｅｔｓｂｒｅｎｅ４０Ｃ。ｅｍｃｏｔｎｔｒｌｓ－ｒｉｅｎｖｎｗｉｔｌｐｏｅｔｄｕｄｒ８０ｏｈｕｓＷｈｎｉｉｕｎｄｕｄｒ１０￣ｔｒｓｒｃｕｅｉｃｏｅｇａｎｄａｄｅｅｔｓａｅｒｐｒ２ｈｉｓｈｂｙ
高炉铁口无水炮泥强度及其特性分析
董英，孙航
２００）５１１
（济南钢铁股份有限公司，山东济南
摘
要：通过模拟高炉铁口生产条件的试验，对某大型高炉的无水炮泥在不同条件下焙烧后的强度
及微观组织结构进行了分析。结果表明：试样经２０℃ ｘ２０４ｈ烘干后，耐压强度和抗折强度最大；８０℃ ×２ｈ经０

高炉出铁口用炮泥的损毁及延长出铁时间的探讨

关键词：高炉；出铁口；炮泥中图分类号：ＴＱ１７５．７３文献标识码：Ａ文章编号：１６７３ — ７７９２（２０１３）０１ — ０００３ — ０４
Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｄａｍａｇｅｏｆｃｌａｙｇｕｎｆｏｒｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅｔａｐｐｉｎｇｈｏｌｅａｎｄｔａｐｐｉｎｇｔｉｍｅｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇ
２．ＳｔｅｅｌｍａｋｉｎｇＰｌａｎｔｏｆＡｎｓｈａｎＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＣｏｍｐａｎｙ，Ａｎｓｈａｎｌ１４００２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅｎｔｈｅｔａｐｐｉｎｇｈｏｌｅｉｓｂｅｉｎｇｏｐｅｎｅｄ，ｔａｐｐｉｎｇｔｉｍｅｓｈｏｕｌｄｂｅｍａｘｉｍｉｚｅｄｆｏｒｔｈｅｍｏｓｔｓｔａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｌｏｗｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｃｌａｙｇｕｎ，ｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｌａｂｏｒｉｎｔｅｎｓｉｔｙａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃａｎｂｅａｃｈｉｅｖａｂｌｅ．Ｆｏｒｌｏｎｇｅｒｔａｐｐｉｎｇｔｉｍｅ，ｔｈｅｄａｍａｇｅｒａｔｅｏｆｃｌａｙ－ｇｕｎ－－ｍａｄｅｔａｐｐｉｎｇｐａｓｓａｇｅｓｈｏｕｌｄｂｅｒｅｄｕｃｅｄ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｃａｕｓｅｏｆｄａｍａｇｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇｔｈｅｔａｐｐｉｎｇｔｉｍｅｉｎｓｅｖｅｒａｌａｓｐｅｃｔｓ，ｉｎｔｅｒｍｓｏｆｕｐｇｒａｄｉｎｇｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｗｅａｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｌａｙｇｕｎａｓｗｅｌｌａｓｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｆｕｒｎａｃｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｍｏｄｅ．

综述高炉用环保无水炮泥的研制

综述高炉用环保无水炮泥的研制随着重钢的环保搬迁，高炉由原来的最大1350m3增至2500m3，新区高炉朝大型化、高效长寿和环保方向发展，并采用高风温、高顶压、富氧等强化冶炼技术，使高炉工作条件日益苛刻，对高炉铁口炮泥质量要求越来越高，老区高炉用的有水炮泥已无法满足新区高炉的使用要求。

本文介绍了重钢新区2500m3高炉用环保无水炮泥的研发过程，现该产品已成功用于重钢新区1#、2#、3#三座2500m3高炉，取得了满意的使用效果。

1 炮泥损毁机理及性能高炉炮泥用于堵塞高炉出铁口，高炉不出铁渣溶液时，炮泥填充在铁口内，使铁口维持一定的深度，高炉出铁时，铁口内的炮泥中心被钻出孔道，铁渣溶液通过孔道排出炉外，在此期间要求出铁口孔径稳定、出铁均匀、出铁时间长。

因每天高炉出铁口要反复多次打开和堵塞，所以既要求出铁口炮泥易烧结（易堵口）、易开口，又要求其耐冲刷、抗侵蚀。

炮泥受熔渣化学侵蚀主要是由于熔渣中的SiO2、CaO、MgO、FeO等高温下与炮泥发生化学反应生成铁橄榄石2FeO、SiO 及铁堇青石2FeO、Ai2O3、SiO2等低熔物，出铁过程中变成渣液流失。

高炉炮泥若质量不好，则会出现潮铁口、断铁口、开口难、铁口浅、工况恶化等现象，影响高炉正常生产。

因此，现代新型大高炉用环保无水炮泥应具有以下性能：1.1 抗侵蚀性炮泥因承受高温铁渣溶液的长时间冲刷，应具有较高的耐火度、较好的抗渣铁机械冲刷和化学侵蚀性能。

1.2 可塑性好良好的可塑性便于炮泥机顺利地将炮泥压入铁口，充填饱满，以确保正常的铁口深度，使高炉生产顺利。

1.3 烧结性好炮泥具有好的烧结性能，才能快速烧结并形成足够的强度。

1.4 稳定性好高炉炮泥要求在烧结过程中体积收缩小，避免出现渗铁和漏铁。

1.5 开口性好高炉出铁口需反复钻孔打开和堵塞，炮泥烧结后应具有适中的强度，既满足抗冲刷的要求，又要便于钻孔打开。

1.6 环保无害化新型高炉要求工人作业环境良好，炮泥使用过程中不产生有毒有害物质，环保健康。

关于高炉炉前操作和炮泥使用的几点认识

关于高炉炉前操作和炮泥使用的几点认识徐瑞图工学博士北京瑞尔非金属材料有限公司摘要本文针对目前我国平均的高炉出铁次数与国际先进水平相比偏高，吨铁消耗炮泥的数量也偏大的现状，从改进炉前出铁操作和合理选择与使用炮泥两个方面提出了自己的观点。

介绍了标准出铁次数，见渣系数和空炉缸操作等与出铁操作相关的概念，建议精心调节铁口开口直径，以实现最低出铁次数为目标，努力使出铁速度接近实际高炉的产铁速度。

提出了针对具体的高炉没有“最好”的炮泥而只有“最适合”炮泥的观点，对于高炉如何选择炮泥的原则和如何合理地使用炮泥提出了建议。

概说近年来，国内高炉的操作者们对于出铁厂的优化管理和改进操作的重视程度越来越高。

由于大多数高炉针对渣铁沟系统与供应商签订了吨铁结算的承包协议，所以对于如何优化材质从而提高特别是主沟的通铁量，努力降低吨铁的耐材单耗方面，承包商有了尽力改进的动力，相应的技术经济指标也有了显著的进步。

相对而言，对于铁口炮泥的使用和炉前操作的优化，尤其在中小高炉范围则还略显重视不足。

1000m3高炉日出铁次数达到15次甚至更高者并不罕见，炮泥消耗高者可达1.5㎏/吨铁。

笔者认为，目前制约炉前进一步降低出铁次数的的主要原因大致可以归纳为1.高炉设定的受铁能力不足、2.炉前与出铁有关的操作方式有待进一步改进、3.没有合理的选择和使用铁口炮泥。

炉前的受铁能力与炉前的罐位，铁水罐的容量以及与炼钢的匹配关系等众多因素的有关，是高炉希望进一步降低出铁次数的先天的制约因素，本文未予详细讨论。

以下主要就高炉炉前与出铁相关的操作方式和如何合理地选择和使用铁口炮泥等两个方面给出了一些自己的认识，供从事高炉操作的专家和同事们参考：与出铁相关的操作方式国际上有共识的最理想的出铁模式为：●日标准出铁次数为6-8次；●出铁过程见渣系数为100%；●日净出铁时间尽量接近24小时；无并行出铁●铁水和熔渣的可计算排出速度与炉内生成速度相等●“空炉缸”操作其中“标准出铁次数”、“见渣系数”和“空炉缸操作”略微难解，试做如下解释：标准出铁次数由于高炉每天的铁水产量是不一样的，所以对具体各日的出铁次数不能进行简单的比较。

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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、减轻工人的劳动强度起到了积极的作用。

目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－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要求和寿命要求，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
出铁时铁口中心被钻头钻开，炽热的铁水和熔渣从铁口流出，使铁口炮泥承受1500℃以上高温。

当铁渣出完，用炮泥重新堵铁口时，旧炮泥接触新堵口的炮泥，温度从1500℃急速降到200℃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中，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中，当下次铁口打开时，在熔流强烈的冲刷下，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。

反应生成铁橄榄石（F2S），铁堇青石（F2AS5），铁铝酸四钙（C4AF），锰堇青石（2MnO.2Al2O3.5SiO2）等低熔点矿物相，在出铁期间，随着铁渣熔液的冲刷而流失，使出铁口孔径扩大，
造成铁水急速冲出铁口，影响铁口稳定。

3）出渣出铁方式的影响
若高炉同时设有出铁口和出渣口，可减轻铁口的出渣量。

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、铁水和渣层水平面的厚度、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、避免出铁量急剧增加时加剧磨损，这些都与炮泥的性能有直接关系，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，有利于铁口的维护。

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，开口较难，用合金钻头配合氧气吹烧，开口时间长，铁口孔径不稳定，且O2易对炮泥中的C产生氧化。

同时降低铁口的稳定性，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下，利用料柱对炉子圆周方向的阻力，将修补料由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，不需降低料面，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、硬化剂、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?50mm的高压软管由高压泵运送到炉子上的压入孔。

为了满足高度的要求，泵的最大压力一般为 4.2～4.9MPa。

若为硬质压入料，则要压力为18.8MPa。

压入喷嘴及软管应具有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有关之外，其最主要的决定因素就是施工工艺，下面就压入施工工艺中的4个重要环节做以下说明：（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性能和压力设备的压力。

压入孔位置处于冷却器之间；用炉皮测温和开孔测厚来选择开孔部位；发红区域周围采取包围圈的选孔方式遏制红区发展，消除红区；冷却壁系统需预留灌浆孔；开孔数量可根据高炉实际情况确定，一般在1～0.5个/m2左右。

（2）材料混练。

在炉皮开孔完成后，可进行配料、混浆工作。

配料应符合一定比例，并掌握浆料的稠度，以确保压入造衬的效果。

高炉造衬的原理是靠灌入的浆液钻入、渗透或充填到炉料的缝隙里，在高温烘烤的环境下主要依靠浆液的快速固化将炉料粘结、凝固在一起形成整体料衬，以此料衬而取代原炉衬进行工作的。

（3）配管试压。

从压入机压出口到高炉炉侧球阀之间使用耐高压胶管进行连接。

管路接好后，将泥浆泵压至管路末端出口处后，暂停泵压，立（4）压入作业。

泵浆开始应注意观察压力表。

各灌浆孔泵足的标志是：表压达到额定值，如2～2.5MPa；管接头或快换接头缝隙间往外溢浆；输浆管路出现明显上挺或超直线伸张；若以上标志没有明显反映时，也可按灌浆时间达到额定值，如2～2.5分钟，按经验即可转换开关，另灌别孔。

也可通过控制各孔的压入量，一般每孔泵浆量在300～2000Kg左右。

在高炉灌浆造衬中其工作压力一般控制在2～3MPa范围内，
最大不超过4MPa。

尽量做到连续工作，使浆流不止。

最后，就压入修补的缺点简单说明一下：一是很难准确判断炉内材料铺展情况，在实际操作中往往要凭操作人员对压力变化的经验判断，也可通过观察邻近孔道的出浆情况来判断；二是新压入的材料与炉墙基面结合状况也难以预料，如附着不好显然会影响压入修补的寿命周期，压入过程中不可避免的会有一部分压入料混入炉料中，炉墙与炉料界面不清，炉形很难保正，有可能会影响炉子的顺行。