论文部分内容阅读
[摘 要]针对重钢新建2500m3高炉的使用条件和对炮泥使用性能的要求，从耐火原料的选择，结合剂的选取、添加剂的应用等方面进行了研究，研制出具有良好的作业性能、开口性能和高温使用性的优质炮泥，并在重钢2500m3高炉上实际应用，使用效果完全满足要求。
[关键词]重钢 高炉 无水炮泥
中图分类号：TF576.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0005-01
现代炼铁技术的发展要求更高质量的炮泥，炮泥质量的改进及新型炮泥的开发，都着眼于其耐熔渣侵蚀性能和耐磨性的提高，为此，出现了使用高纯原料和复合材料，采用新型添加剂来制作高性炮泥。由于高炉无水炮泥的质保期短，而且随高炉炉况的变化，无水炮泥需要不断的进行调整，以适应高炉的生产需要。重钢新区新建高炉时用的外省市的炮泥，由于运输过程烦琐，保存困难，基于此原因，根据重钢2500m3高炉出铁口炮泥的使用条件和要求，从耐火原料的选择，结合剂的选取、添加剂的应用等方面进行研究，研制出具有良好的作业性能、开口性能和高温使用性的优质炮泥，并在重钢2500m3高炉上实际应用，使用效果完全满足要求。
1、研制
1.1 原料的选用
生产无水炮泥的原料一般有粘土、矾土熟料、刚玉、碳化硅、焦炭（或是无烟煤）等，结合剂有煤焦油、沥青、树脂等，另外添加膨胀剂、烧结剂、及抗氧化剂等。
根据无水炮泥的侵蚀机理，同时参照国内外大型高炉炮泥的的选料情况，本次研制的炮泥选用的原料有：棕刚玉、矾土、绢云母、无序高岭土、焦炭、碳化硅、沥青等，同时加入了一些微粉及添加剂。加入沥青和高岭土是为了增加炮泥的可塑性，以及高岭土在中温时有一定烧结性，使炮泥具有很好中温强度；加微粉及入添加剂是为了使用炮泥具有良好的可塑性及低温强度，缩短炮泥的烧结时间，炮泥的这个作用对于单铁口放铁具有重大的意义。炮泥的主要原料性能指标见表1
1.2研制内容
1.2.1 讨论结合剂种类对炮泥的影响
1.2.2讨论结合剂加入量对炮泥性能的影响
1.2.3 讨论沥青加入量对炮泥的影响
1.2.4 讨论焦炭加入量对炮泥的影响
1.3实验方法：
按照设计方案准确称取原料，置于容器内混合均匀，再加入适量的结合剂搅拌均匀，捣打制成试样尺寸为160mm*40mm*40mm的条样，放入匣钵内经250℃×16h、1300℃×3h、及1450℃×1h埋炭处理，随炉冷却后检测试样的各种性能指标。
2、实验结果与讨论
2.1 结合剂的种类对炮泥性能的影响
大型高炉用无水炮泥的结合剂一般选用焦油或是蒽油。最先试用时采用的是蒽油作为结合剂，经过试用，发现用蒽油结合的炮泥其烧结时间长、挥发份挥发速度慢，使用性能差，所以就没有采用蒽油作为结合剂。焦油作为炮泥最常用的结合剂，同时也起增加塑性的作用，在使用过程中，煤焦油碳化，形成碳结合，因此炮泥从低温到高温的强度得经保证。在选择焦油方面，用武钢焦油和重钢焦油之间做试验，经过多次的试样分析，并比较炮泥的各项性能（如填充性、烧结性、透气性、易开口性、耐熔渣侵蚀性、耐磨性、污染性、成本等多方面）的影响，并根据炮泥的综合性能，最终先择重钢焦油作为结合剂，用重钢焦油的优点为是：A、运输方便；B、价格较武钢焦油便宜；用其生产的无水炮泥完全能满足重钢2500m3高炉的生产使用。
生产出来的炮泥具有以下特点：
①烧结速度快，残碳率高，能显著提高炮泥的抗渣性能，能铁时间长；
②价格比武钢焦油结合的便宜；
③环保方面，此炮泥不冒黄烟，符合环保要求；
④可塑性好，可减少泥炮打击压力，好打泥，有效保证了铁口的深度。
2.2讨论结合剂加入量对炮泥性能的影响
按照设计方案准确称取原料，骨料及粉料各组份配比相同，研究焦油加入对炮泥的影响。
焦油加入量的多少对炮泥的性能影响得很大。随着炮泥中焦油加入量的增加，炮泥的可塑性变好，但是炮泥的体积密度变小，气孔率增加，抗折强度和耐压强度都降低，高温烧成线变化变小。由于無水炮泥压炮打泥时必须有良好的塑性，才能将炮泥顺利地推入铁口中，但在放铁过程中又需要炮泥有很好的抗冲刷性和抗渣蚀性，因此，无水炮泥的焦油加入应控制12%～15%之间。
2.3讨论沥青加入量对炮泥的影响
沥青是炮泥的重要组成部份，在碾泥过程中沥青会熔化填充泥料空隙，提高炮泥的粘结强度，并增加炮泥塑性，在使用过程中沥青炭化增加炮泥残碳量，从而提高炮泥的高温性能。
在加油量和其它组份都不变的情况下，调整沥青的加入量，调整量用矾土细粉来增减，探讨沥青加入量对无水炮泥的影响。
随着沥青的加入增加，炮泥在沥青加入合适时达到较优水平，过高或过低的沥青加入都会影响炮泥的性能。
2.4 讨论焦炭加入量对炮泥的影响
焦炭是炮泥必须加入的成份，焦炭的作用有三个：一是和矾土颗粒等构成炮泥的骨架并防止耐火原料过烧结；二是提高炮泥抗渣蚀性能；三是提高炮泥的透气性和钻开性，保证炮泥好开口。但焦炭的虽入量也有一定的范围。
调整焦炭的加入量，增减部份矾土颗粒代替，其余组份不变，探讨焦炭加入量对炮泥的影响。结果见表2
由上表可以看出，随着焦炭加入量的增加，炮泥的快干性增加，气孔率增加，强度下降。焦炭加入量过少，炮泥的快干性差，容易引起潮铁口，出现喷溅现象。通常加入在12%～14%之间。
3、生产和应用
用研制无水炮泥在重钢新区2#高炉上进行工业性试验使用。重钢2#高炉的技术参数为：有效容积2500m3；日产生铁量5600吨；有3个出铁口；每次出渣铁时间为90min以上；
泥炮的主要技术参数：额定打泥压力250kg； 泥缸有效容积为0.3m3；
开口机的主要技术参数为：钻杆行程为5米；开口深度为3米；
钻孔直径为50mm～65mm；
工业性试验使用在2#高炉的3#铁口试用，使用结果如下：
使用研制炮泥时，平均泥炮的打击压力为100～160kg力；打开铁口平均用时5.5分钟；铁口出铁时间平均为120min； 吨铁耗炮泥0.4公斤。
工业性试验表明：研制开发的新型炮泥的抗渣铁侵蚀性强、耐冲刷性好、施工性能优良，使用过程中无扩径现象，高炉现场反映良好，研制开发的新型无水炮泥现已成功用于重钢的1#、2#、3#高炉，得到用户一致好评。完全能满足2500m3高炉的生产需要。
4、结论
研制开发的无水炮泥总的说来具有如下优点：
①具有良好的塑性，炮泥能比较容易地从泥炮中推入铁口，填满铁口通道，并具有足够的密度。
②具有良好的体积稳定性，炮泥在铁口孔道中随温度升高体积变化小，中间不产生裂纹的退炮后无断裂，密封性好。
③耐高温渣铁的冲刷和侵蚀性好，出铁过程中铁口孔径变化不扩大，铁流稳定。
④不粘渣铁，有利于保持铁口孔道清洁。
研制开发的无水炮泥完全能满足重钢新区2500m3高炉的使用要求。
参考文献
1、2004年安徽冶金27《大中型高炉用无水炮泥综合评述》李玉琴 段玉玲
2、《大型高炉炮泥的研制与使用》梁义兵 冯云康 梁向荣
[关键词]重钢 高炉 无水炮泥
中图分类号：TF576.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0005-01
现代炼铁技术的发展要求更高质量的炮泥，炮泥质量的改进及新型炮泥的开发，都着眼于其耐熔渣侵蚀性能和耐磨性的提高，为此，出现了使用高纯原料和复合材料，采用新型添加剂来制作高性炮泥。由于高炉无水炮泥的质保期短，而且随高炉炉况的变化，无水炮泥需要不断的进行调整，以适应高炉的生产需要。重钢新区新建高炉时用的外省市的炮泥，由于运输过程烦琐，保存困难，基于此原因，根据重钢2500m3高炉出铁口炮泥的使用条件和要求，从耐火原料的选择，结合剂的选取、添加剂的应用等方面进行研究，研制出具有良好的作业性能、开口性能和高温使用性的优质炮泥，并在重钢2500m3高炉上实际应用，使用效果完全满足要求。
1、研制
1.1 原料的选用
生产无水炮泥的原料一般有粘土、矾土熟料、刚玉、碳化硅、焦炭（或是无烟煤）等，结合剂有煤焦油、沥青、树脂等，另外添加膨胀剂、烧结剂、及抗氧化剂等。
根据无水炮泥的侵蚀机理，同时参照国内外大型高炉炮泥的的选料情况，本次研制的炮泥选用的原料有：棕刚玉、矾土、绢云母、无序高岭土、焦炭、碳化硅、沥青等，同时加入了一些微粉及添加剂。加入沥青和高岭土是为了增加炮泥的可塑性，以及高岭土在中温时有一定烧结性，使炮泥具有很好中温强度；加微粉及入添加剂是为了使用炮泥具有良好的可塑性及低温强度，缩短炮泥的烧结时间，炮泥的这个作用对于单铁口放铁具有重大的意义。炮泥的主要原料性能指标见表1
1.2研制内容
1.2.1 讨论结合剂种类对炮泥的影响
1.2.2讨论结合剂加入量对炮泥性能的影响
1.2.3 讨论沥青加入量对炮泥的影响
1.2.4 讨论焦炭加入量对炮泥的影响
1.3实验方法：
按照设计方案准确称取原料，置于容器内混合均匀，再加入适量的结合剂搅拌均匀，捣打制成试样尺寸为160mm*40mm*40mm的条样，放入匣钵内经250℃×16h、1300℃×3h、及1450℃×1h埋炭处理，随炉冷却后检测试样的各种性能指标。
2、实验结果与讨论
2.1 结合剂的种类对炮泥性能的影响
大型高炉用无水炮泥的结合剂一般选用焦油或是蒽油。最先试用时采用的是蒽油作为结合剂，经过试用，发现用蒽油结合的炮泥其烧结时间长、挥发份挥发速度慢，使用性能差，所以就没有采用蒽油作为结合剂。焦油作为炮泥最常用的结合剂，同时也起增加塑性的作用，在使用过程中，煤焦油碳化，形成碳结合，因此炮泥从低温到高温的强度得经保证。在选择焦油方面，用武钢焦油和重钢焦油之间做试验，经过多次的试样分析，并比较炮泥的各项性能（如填充性、烧结性、透气性、易开口性、耐熔渣侵蚀性、耐磨性、污染性、成本等多方面）的影响，并根据炮泥的综合性能，最终先择重钢焦油作为结合剂，用重钢焦油的优点为是：A、运输方便；B、价格较武钢焦油便宜；用其生产的无水炮泥完全能满足重钢2500m3高炉的生产使用。
生产出来的炮泥具有以下特点：
①烧结速度快，残碳率高，能显著提高炮泥的抗渣性能，能铁时间长；
②价格比武钢焦油结合的便宜；
③环保方面，此炮泥不冒黄烟，符合环保要求；
④可塑性好，可减少泥炮打击压力，好打泥，有效保证了铁口的深度。
2.2讨论结合剂加入量对炮泥性能的影响
按照设计方案准确称取原料，骨料及粉料各组份配比相同，研究焦油加入对炮泥的影响。
焦油加入量的多少对炮泥的性能影响得很大。随着炮泥中焦油加入量的增加，炮泥的可塑性变好，但是炮泥的体积密度变小，气孔率增加，抗折强度和耐压强度都降低，高温烧成线变化变小。由于無水炮泥压炮打泥时必须有良好的塑性，才能将炮泥顺利地推入铁口中，但在放铁过程中又需要炮泥有很好的抗冲刷性和抗渣蚀性，因此，无水炮泥的焦油加入应控制12%～15%之间。
2.3讨论沥青加入量对炮泥的影响
沥青是炮泥的重要组成部份，在碾泥过程中沥青会熔化填充泥料空隙，提高炮泥的粘结强度，并增加炮泥塑性，在使用过程中沥青炭化增加炮泥残碳量，从而提高炮泥的高温性能。
在加油量和其它组份都不变的情况下，调整沥青的加入量，调整量用矾土细粉来增减，探讨沥青加入量对无水炮泥的影响。
随着沥青的加入增加，炮泥在沥青加入合适时达到较优水平，过高或过低的沥青加入都会影响炮泥的性能。
2.4 讨论焦炭加入量对炮泥的影响
焦炭是炮泥必须加入的成份，焦炭的作用有三个：一是和矾土颗粒等构成炮泥的骨架并防止耐火原料过烧结；二是提高炮泥抗渣蚀性能；三是提高炮泥的透气性和钻开性，保证炮泥好开口。但焦炭的虽入量也有一定的范围。
调整焦炭的加入量，增减部份矾土颗粒代替，其余组份不变，探讨焦炭加入量对炮泥的影响。结果见表2
由上表可以看出，随着焦炭加入量的增加，炮泥的快干性增加，气孔率增加，强度下降。焦炭加入量过少，炮泥的快干性差，容易引起潮铁口，出现喷溅现象。通常加入在12%～14%之间。
3、生产和应用
用研制无水炮泥在重钢新区2#高炉上进行工业性试验使用。重钢2#高炉的技术参数为：有效容积2500m3；日产生铁量5600吨；有3个出铁口；每次出渣铁时间为90min以上；
泥炮的主要技术参数：额定打泥压力250kg； 泥缸有效容积为0.3m3；
开口机的主要技术参数为：钻杆行程为5米；开口深度为3米；
钻孔直径为50mm～65mm；
工业性试验使用在2#高炉的3#铁口试用，使用结果如下：
使用研制炮泥时，平均泥炮的打击压力为100～160kg力；打开铁口平均用时5.5分钟；铁口出铁时间平均为120min； 吨铁耗炮泥0.4公斤。
工业性试验表明：研制开发的新型炮泥的抗渣铁侵蚀性强、耐冲刷性好、施工性能优良，使用过程中无扩径现象，高炉现场反映良好，研制开发的新型无水炮泥现已成功用于重钢的1#、2#、3#高炉，得到用户一致好评。完全能满足2500m3高炉的生产需要。
4、结论
研制开发的无水炮泥总的说来具有如下优点：
①具有良好的塑性，炮泥能比较容易地从泥炮中推入铁口，填满铁口通道，并具有足够的密度。
②具有良好的体积稳定性，炮泥在铁口孔道中随温度升高体积变化小，中间不产生裂纹的退炮后无断裂，密封性好。
③耐高温渣铁的冲刷和侵蚀性好，出铁过程中铁口孔径变化不扩大，铁流稳定。
④不粘渣铁，有利于保持铁口孔道清洁。
研制开发的无水炮泥完全能满足重钢新区2500m3高炉的使用要求。
参考文献
1、2004年安徽冶金27《大中型高炉用无水炮泥综合评述》李玉琴 段玉玲
2、《大型高炉炮泥的研制与使用》梁义兵 冯云康 梁向荣