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耐火材料中無水炮泥的分類和原料及其作用

炮泥是煉鐵高爐用于堵鐵口的耐火材料，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到高爐能否安全運(yùn)行。隨著高爐大型化、高風(fēng)壓、大量渣鐵的排出，對(duì)堵鐵口的炮泥質(zhì)量要求越來越高?？傮w講，高爐不出鐵渣熔液時(shí)，炮泥填充在鐵口內(nèi)，使鐵口維持足夠的深度；高爐出鐵時(shí)，鐵口內(nèi)的炮泥中心被鉆出孔道，鐵渣熔液通過孔道排出爐外，這要求炮泥維持鐵口孔徑穩(wěn)定，出鐵均勻，終出凈爐內(nèi)的鐵渣熔液。每天高爐的出鐵口都要反復(fù)多次被打開和充填，熾熱的鐵水和熔渣對(duì)炮泥產(chǎn)生物理和化學(xué)作用，使炮泥損毀。為了使鐵口工作狀態(tài)穩(wěn)定，滿足高爐強(qiáng)化冶煉的需要，要求炮泥的作業(yè)性、體積穩(wěn)定性、燒結(jié)性同時(shí)具有抗渣、鐵液侵蝕和沖刷的特征。1、鐵口深度鐵口深度的深淺標(biāo)志著炮泥對(duì)爐墻的保護(hù)程度，是衡量炮泥使用效果好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)。

炮泥主要原料

1.焦粉

焦炭的種類不同將產(chǎn)生不同化學(xué)反應(yīng)及其他不同特征。焦炭的特性是氣孔率高、導(dǎo)熱及導(dǎo)電性能好，抗渣及熱震穩(wěn)定性好，使鐵口保持還原氣氛，對(duì)SiC、碳化網(wǎng)絡(luò)及碳素材料起保護(hù)作用，是炮泥的主要原料之一。

2、碳化硅

SiC具有高熔點(diǎn)（2200℃）、耐侵蝕、高熱導(dǎo)率、高耐磨性（硬度值達(dá)到2500kg/mm2)、高溫強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)小、熱震穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，在泥料中配入一定數(shù)量的碳化硅其作用是為了填充主骨料顆粒之間的空隙，以形成耐火基質(zhì)，使泥料具有更好的抗渣性、高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和熱震穩(wěn)定性，可改善其抗熔渣侵蝕和抗沖刷能力。但加入量過多時(shí)，可能由于結(jié)焦使得無水炮泥中空隙增大，體積密度減小，強(qiáng)度下降，過高或過低的瀝青加入量都會(huì)影響炮泥的性能。

3、棕剛玉

棕剛玉在炮泥中常作為骨料和粉料使用。

4、高鋁（鋁礬土）骨料

高鋁骨料屬于致密質(zhì)耐火顆粒原料，耐火度達(dá)到1770℃，在堵出鐵口中起骨架作用。

5、絹云母

作用： （1）提高炮泥的中、低溫強(qiáng)度； （2）絹云母在高溫下可做結(jié)合劑

（3）絹云母在炮泥原料中系超微粉原料，能使炮泥潤滑，有利于打泥

6、瀝青

瀝青作為含碳粘結(jié)劑配入泥料中，主要是幫助結(jié)合劑發(fā)揮強(qiáng)化效應(yīng)，可以進(jìn)一步起到改進(jìn)泥料某些性能的作用。

7、粘土（白泥）粉

炮泥生產(chǎn)中所選用的粘土為軟質(zhì)可塑性粘土，主要成分是AL2O3 SiO2,粘土在中溫（900℃—1400℃）下能燒結(jié)成陶瓷材料，具有一定的硬度和耐磨性，但受熱收縮大且致密，不利于水分及有機(jī)物的揮發(fā)和逸出。

8、氮化硅（氮化硅結(jié)合碳化硅、氮化硅鐵）

高爐出鐵口用炮泥是功能性耐火材料。在高爐爐前出鐵作業(yè)中，炮泥的功能就如閥門，需要出鐵時(shí)，將出鐵口孔打開，出完鐵后，能及時(shí)將出鐵孔堵上，且要確保其充分的出鐵時(shí)間。

馬夏值是炮泥的重要物理指標(biāo)，的炮泥必須具備良好的作業(yè)性能：

易打開。當(dāng)出鐵口需要出鐵時(shí)，出鐵口孔內(nèi)的炮泥能很容易被鉆通，及時(shí)出鐵，確保高爐爐前出鐵作業(yè)的順行，減輕爐前的勞動(dòng)強(qiáng)度；

當(dāng)該出鐵口出完鐵后，能在短時(shí)間內(nèi)將出鐵口堵上,且確保足夠的打泥量，保持穩(wěn)定的鐵口深度；隨著大風(fēng)量、富氧鼓風(fēng)以及氧煤混噴技術(shù)等特殊的冶煉工藝的應(yīng)用，對(duì)炮泥的性能和鐵口的維護(hù)提出了更高的要求。鐵口深度的變化引起出鐵量波動(dòng)。鐵口過深不利于開鐵口和出鐵正點(diǎn)， 延長出鐵時(shí)間，又浪費(fèi)堵口泥料；鐵口過淺則易發(fā)生出鐵事故，又出不凈、出不勻渣鐵，對(duì)爐內(nèi)的穩(wěn)定操作影響較大，長期過淺容易釀成爐缸燒穿事故，嚴(yán)重影響高爐長壽工作。

高爐用無水炮泥特點(diǎn)：(1)以焦油或樹脂做結(jié)合劑，在一定溫度下液化和粘土作用，使各種配料 結(jié)合在一起成泥狀，并具有一定的可塑性。 (2)在高溫作用下，結(jié)合劑先液化使炮泥變軟，繼而揮發(fā)分揮發(fā)，游離碳 結(jié)焦，各種原料在進(jìn)行一次燒結(jié)，使炮泥熱硬并形成高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。從堵口炮泥液化變軟到變硬，大約需要 20—30 分鐘。因此，用無水炮泥時(shí)，要堵上鐵口 20 分鐘后再退炮。樹脂結(jié)合炮泥與焦油結(jié)合炮泥相比，不但可改善作業(yè)環(huán)境，而且可縮短作業(yè)時(shí)間，保證鐵口深度穩(wěn)定和穩(wěn)定出鐵操作。常用無水炮泥原料一般以剛玉、高鋁礬土、碳化硅、粘土及焦粉等，為了改善炮泥性能， 提高其強(qiáng)度及耐侵蝕性，已開始采用金屬硅、金屬鋁、絹云母粉、氮化硅 鐵等原料，各種微粉以及超微粉原料的添加進(jìn)一步的提高了其致密度及燒結(jié)性能，無水炮泥通常采用焦油、二蒽油、樹脂作為結(jié)合劑。