如何解决高炉用无水炮泥使用中存在的问题

随着我国钢铁工业的迅速发展,高炉逐渐大型化,如宝钢湛江、首钢京唐、沙钢等企业一批特大高炉的相继投产。在高炉大型化的同时,高炉操作技术也有了很大进步,如高冶炼强度、高压高风温富氧操作等;同时高炉的出渣铁次数逐渐减少,但是每次出渣量和出铁量增大,渣铁对炮泥的冲刷性增强。

因此,特大型高炉的正常生产对炮泥的性能提出了更高的要求。由于有水炮泥抗渣铁侵蚀能力差、体积密度小和升温速度慢炮泥未烧结铁口发红等问题已经无法满足特大型高炉对炮泥性能的要求,逐渐开发出了高质量的无水炮泥。

高炉顺行及铁口维护与炮泥性能密切相关。炮泥性能主要包括抗压强度、抗折强度、抗渣和铁水的侵蚀性、耐火度和体积稳定性等性能。

炮泥的抗渣铁侵蚀性能要好,炮泥在出铁过程中受到高炉渣和铁水的冲刷,抗渣铁侵蚀性较差的炮泥将会导致出铁口扩大,有可能出铁过程失控,危及炉前安全;炮泥要具有良好的作业性,在炉前有利于工人将炮泥挤压进入到出铁口中;

炮泥的体积在不同温度下变化要小,即保证炮泥进入出铁口在高温下空隙要小,防止渣铁渗出;炮泥的耐火度要高,即在高温条件下不发生熔化;常温下炮泥的可塑性要好,好的可塑性有利于炮泥填充到出铁口,有利于孔内的旧炮泥和新炮泥相互接触并粘结在一起;

炮泥的开口性能要好,出铁时有利于开口机的钻眼。

无水炮泥主要由三部分组成,分别为耐火骨料和微粉、添加剂和结合剂。目前,主要添加原料包括碳化硅、氮化硅等,耐火骨料主要为刚玉、矾土和高铝粉煤灰等,传统炮泥结合剂主要以焦油和沥青为主。随着环境环保意识的提高，考虑到焦油在高温状态下分解出的烟雾污染和对人体有害的现状，很多厂家已经采用环保类型的结合剂。

决定无水炮泥性能的因素主要是其炮泥成分，物质的组成决定了它的微观结构，微观结构又能改变炮泥的成分，最终导致炮泥的性能发生改变。

多位学者研究发现，影响炮泥性能的主要因素包含：耐火骨料和细粉、焦粉和氮化硅、碳化硅和结合剂。

高炉出铁作业程序为：高炉生成的铁水和熔渣先收集并贮存在炉缸内，当炉缸内贮存的铁水、熔渣达到一定深度后，需要钻开出铁口放出铁水和熔渣，待铁水出净后需要再用炮泥堵塞出铁口。“开出铁口→出铁→堵出铁口”的操作周而复始进行，使高炉作业顺利进行。所谓的高炉出铁口，实际上是由炮泥构筑的出铁通道。

出铁时，铁口通道内壁要承受高温熔铁、熔渣的机械磨蚀与化学熔蚀作用，孔径会逐渐扩大，如果构成出铁口内壁的炮泥其耐磨蚀性较好，铁口孔径的扩大速度就会较低，每次开孔后出铁时间就会较长。而每次出铁时间越长，开、堵出铁口的次数就会越少，这不仅会减小高炉炉况的波动，有利于高炉的稳定顺行，而且还可以降低炮泥量的消耗，降低炉前工人的劳动强度，减少炮泥挥发物对环境的污染等。因此说延长每次出铁时间对高炉作业而言是非常重要的。

无水炮泥使用中常见专业术语

无水炮泥在现场使用过程中，常用的专业术语：

①铁口深度：指铁口外部至炉内炮泥形成的泥炮间距离。

②潮铁口：潮铁口是指炮泥没有完全烧结，含碳结合剂没有碳化，挥发份在出铁时遇铁水高温时爆出，使铁水渣飞溅，甚至象火箭一样从铁口喷出;

③渗铁：炮泥在开铁口时，未达到深度时有少量铁水流出，堵住钻杆是渗铁。

④跑大流：高炉内的铁水短时间流出量过大，造成铁沟不能及时排出，满出铁沟，流到高炉平台上。

⑤来风：当铁水流出时，炉内液面降到铁口位置，造成炉内气体从铁口排除冒黄烟，就是我们说的“来风”。

⑥烧结性：炮泥在低温、中温、高温三个温度阶段都能达到不同程度的烧结，及时堵上铁口，同时在炉缸内形成足够大的泥包，起到保护缸内衬砖的作用。

⑦粘合性、可塑性：新炮泥要和孔内的旧炮泥有良好的粘合性及可塑性，当炮泥在外力作用下，产生变形但不开裂;当外力去掉以后仍能保持其形状不变，使新旧炮泥形成整体，防止因裂缝存在引起渗铁、断漏，影响高炉出铁及发生炉前安全事故，从而起到维护铁口的作用。

无水炮泥使用常见问题

1、泥炮难打泥原因：

1)渣铁未出尽，铁口不喷吹或铁口假来风堵铁口，使铁口内阻力增大。

2)铁口眼偏离中心过多，与泥炮嘴不在同一条中心线上，使炮泥吐出不畅快。

3)铁口打开时没有完全贯通，铁口中心漏，前部泥包存在，打泥时阻力大。

4)炉墙脱落的大块脱落物没有完全熔化，堆积在铁口孔道前，使打泥阻力增大。

5)来自于炉内的阻力变化，炉缸工作不均匀，往往打不进泥的铁口不甚活跃，没有足够的空间容纳炮泥进入。

6)炉温波动大。铁水温度过高或者过低时，渣铁粘稠铁口眼不易扩大。

7)炮泥和过度管结交或使用存放时间过长的炮泥，泥质变干变硬，充填使泥炮打不动。

8)分段打泥时，中间停顿时间较长，使铁口内炮泥前进摩擦力增大而推不动。

9)排除一切外界因素，泥炮突然打不进去泥，炮泥本身马夏值过高所致。

现场解决办法：可以打泥之前用煤气烧泥炮，使泥炮温度升高。

配方调整办法：增加焦油加入量，调整粘土，调整粘土增加混合时间。

2、泥炮压力低：

需要调整力度配比，粘土的比例，降低焦油的加入量。

3、铁口难打开：

应首先分析在铁口什么位置难以钻孔，不同位置意味着不同原因，炮泥在不同温度下的烧结性能不同。一方面，可能是泥料中有大的裂纹造成的;另一方面，开口困难一般出现在超深铁口，因为超深度铁口容易炮泥产生裂纹而发生漏铁，超深铁口开口时使用的钻头磨损严重，切削能力减弱而无法穿透由泥包前端的红热硬壳，加上开口机的强大锤击冲力容易使铁口前端泥包震裂产生渣铁。其三;就是炮泥本身马夏值过高。

现场解决办法：发现铁口漏铁，及时堵上，具备出铁条件及时出铁，可适当减风。重新打泥时，要减少打泥量，增大打泥压力，减低打泥速度，间歇性打泥，通过间歇性打泥，使新进入的泥弥补到的前段的炮泥烧结后产生裂纹中，用物理的方式减少漏铁，但需要炉前操作工的配合。

配方调整办法：减少粘土的加入量，可适量加入膨胀剂调整解决。

4、铁口扩口太快：

调整Al2O3,增加抗铁水冲刷性能，调整SiC增加抗渣性。

5、喷溅原因：

1)炉内操作，炉内漏水，小套漏水(风口套管内)

2)铁口漏煤气(铁口浅)

3)炮泥烧结不好有断层，炮泥焦油中的挥发分(挥发分为高温或外界原因造成材料中的某种成分挥发成气体)。

4)炉温太高，铁口崩铁豆。

5)气孔率过高(炮泥本身原因)，(透气性)主要是两种原因①气孔率低的情况下，炮泥本身的挥发分无法排除只能是在开口出铁的时候出来造成了喷溅。②气孔率过高，铁口内本身炮泥密度低强度低，铁水渗透到炮泥里，造成炮泥碎成小块，冲刷时产生喷溅。

现场解决办法：排除设备和高炉的因素，如果是炮泥的质量原因，可以减低打泥速度，使炮泥的时间烧结;在开口时，开孔可以进行一半时，停5-10分钟后，再进行开口，使炮泥充分结烧。

配方调整办法：降低焦油含量，增加焦粉量，改进烧结性能，减少煤气泄漏。

6、铁口过短：

铁口浅的主要原因是因为炮泥强度差和泥炮操作压力有关，还有是炉温不正常造成的。增加金属粉末，提高粘土质量，调整力度分布，关闭铁口上方，增加打泥量。

7、泥包易折断：

和铁口打开方式有关

现场解决办法：降低高温强度，降低泥炮打入速度，增加打泥压力，增加石墨加入量，可以调整泥包形状，增加延展性，降低高温强度;

配方调整：减小焦油入量，增加云母的加入量，需要闷炮时间一般为10-20min。

8、漏泥：

主要原因是铁口损坏或渣铁没有出净，粘在铁口通道处，另外一种情况是炮泥本身太软，在高温下变稀。

现场解决办法：清理泥炮接触面，打泥时延缓退炮时间。

配方调整办法：减少结合剂和沥青粉加入量。沥青。

9.跑大流

主要原因是炮泥不耐冲刷，出铁时，扩径过大;另一方

面由于炮泥结合剂加入量过高，导致炮泥中低温烧结性

能变差，在规定的时间撤炮以后，炉内压力把炮泥被动

排挤出铁口。

现场解决办法：立即停止本批炮泥的使用，与其他批次

的炮泥按不同比例进行混合使用。

配方调整办法：多加入碳化硅、微调粘土的加入量，增加混炼时间，使其搅拌均匀。