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高炉用炮泥，是铁口维护的关健所在，高炉用炮泥，分为有水炮泥，无水炮泥，随着环保形势的趋紧，越来越多的高炉采用了环保炮泥，而有水炮泥，因其耐冲刷性，稳定性差已逐步退出了历史的舞台。了解高炉生产过程中炮泥的损毁机理，有助于正确合理使用炮泥，加强铁口的维护，保证安全生产。生产中炮泥的损毁原因，主要包括热械原因、化学侵蚀的原因、炮泥质量原因、及操作原因等，现分述如下： 1 热机械作用损毁机理 (1)出铁时，铁口中心被钻头钻开，开铁口机的钻开方式，角度、力的大小和速率等对铁口产生了不同的影响。出铁时，炮泥最高承受1500℃左右的高温，由于高炉内外压差变化，铁渣溶液迅速涌出，冲刷铁口孔道和泥包，机械冲刷相当严重。 (2)渣铁出完后，炮泥重新堵住出铁口，旧炮泥与新堵口的炮泥相接触，温度突变至200℃左右。研究指出，通过上述的这样反复作用，旧炮泥套内部产生的巨大热应力，易导致铁口为圆心的圆弧形微裂纹。 (3)新炮泥在干燥和烧结过程中，大量的气孔因为水分或结合剂的挥发而留下。铁口内外温度差使炮泥烧结速度产生差异，从而在铁口内外产生热应力，导致出现微裂纹并逐渐扩大。同时在新旧炮泥的接触面上，由于新炮泥烧结收缩会产生缝隙，熔融渣铁通过缝隙渗入其中，当铁口再次打开时，炮泥会在熔流强烈地冲刷下发生脱落。 (4)高速流动的渣铁液由于受到孔道截面面积限制，会在炉墙和泥包处形成涡流，冲刷、磨损泥包，最后会将铁口炉墙端炮泥冲成喇叭形。所以需要按时、按料批和堵口时间及时操作，为炉况的顺利与减少渣量创造条件，从而缓解渣液对铁口孔道与泥包的冲刷和侵蚀。 2 化学侵蚀作用损毁机理 高炉炮泥除受到高速高温渣和铁熔体的冲刷损毁外，还同时受到熔渣的侵蚀。熔渣侵蚀和冲刷磨损是高炉炮泥损毁的主要原因。炮泥中含有 TiO2、Fe2O3、CaO、MgO等多种氧化物杂质，炉渣中也含有 SiO2、CaO、Al2O3、MgO、MnO、FeO、CaS 等多种成份，出铁期间，炮泥与熔渣长时间接触，发生化学反应，侵蚀炮泥。主要反应有： C+O2=CO2 C+CO2=CO CaO+Al2O3=CaO.Al2O3 2 CaO+CaO.Al2O3=3CaO.Al2O3 5 CaO+7CaO.Al2O3=12CaO.Al2O3 FeO+Al2O3= FeO.Al2O3 2 FeO+SiO2=2 FeO.SiO2 2 FeO+SiO2+ 2Al2O3= 2 FeO.2Al2O3.SiO2 MnO+SiO2= MnO.SiO2 2MnO+SiO2=2MnO.SiO2 3MnO+Al2O3+3SiO2=3MnO.Al2O3.3SiO2 2MnO+2Al2O3+5SiO2=2MnO.2Al2O3.5SiO2 这些反应中，铁橄榄石 2FeO·SiO2、铁堇青石 2FeO·2Al2O3·SiO2 、MnO·SiO2、 2MnO·SiO2的熔点分别只有1178℃、1083℃、1291℃、1345℃，2MnO·2Al2O3·5SiO2的熔点低于1300 ℃。在出铁期间，铁水温度普遍高于1350度，通常在1430－1520之间，熔渣温度更高，炮泥因为内壁温度不断升高反应成渣液，也会随着铁渣熔液冲刷而流失，导致增大出铁口孔径，影响出铁安全。 3、炮泥的制造加工质量原因 炮泥在制造加工过程中，因其成份波动，原料质量问题等，使炮泥的耐高温性、耐冲刷、耐急冷急热、耐化学侵蚀等物理性能也会有波动，甚至波动较大，从而使炮泥的使用性能波动或恶化，此外，不同的炮泥配方，制造加工工艺，也使得炮泥的性能各有不同，一般不同炉容的高炉，针对不同的风压和单炉出铁量，渣铁流速和吨铁渣量，需要选用不同配方的炮泥，以适应高炉正常的生产。 4、炉内、炉前操作原因 正确的炉前操作，是保证铁口正常的关健因素之一。而恶劣的炉前工作环境，也造成了对于铁口维护的不确定性。铁前事故、开口操作、甚至炉况波动，都有可能造成炮泥的不正当损毁，如炉前事故提前堵口，炮泥在大流量的渣铁冲刷下，形不成正常的泥包，开口操作不当，铁口孔道过大或过小、烧铁口事故，提前出铁炮泥结焦时间过短等等不正常的炉前操作，都会导致炮泥的提前损毁，引发铁口事故。炉况不稳，如边缘过份发展，对炮泥的冲刷侵蚀加剧导致铁口难维护，炉缸堆积导致假来风提前堵口，焦炭强度差碎焦多，出铁过程中卡口频繁透铁口加剧对炮泥的物理损伤等，都容易导致炮泥的提前损毁。也极容易形成炉前铁口事故。 |
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