耐火材料在鋼鐵冶金中的應用(第二部分)1耐火材料在鋼鐵冶金中的應用1鋼鐵冶煉過程煉鐵用耐火材料鐵水預處理用耐火材料轉(zhuǎn)爐煉鋼用耐火材料電爐煉鋼用耐火材料爐外精煉用耐火材料連鑄用耐火材料主要內(nèi)容2鋼鐵冶煉過程主要內(nèi)容2RH真空處理三脫轉(zhuǎn)爐煉鋼燒結煉焦煉鐵采礦選礦LF精煉爐爐外精煉ANS-OB喂絲VD真空脫氣連鑄軋鋼一、鋼鐵冶煉過程3RH真空處理三脫轉(zhuǎn)爐煉鋼燒結煉焦煉鐵采礦選礦LF精煉爐爐外精二、煉鐵用耐火材料2.1高爐本體用耐火材料2.2高爐爐前用耐火材料4二、煉鐵用耐火材料2.1高爐本體用耐火材料4煉鐵過程工藝示意圖鐵水Hotmetal其他設備Otherequipment熱風爐Hotstove焦爐cokebattery高爐Blastfurnace煉鐵主體設備示意圖高爐是生產(chǎn)鐵水的主要工具。從1709年，AbrahamDarby首次在英國實施以焦炭為原料還原鐵礦石煉鐵以來，歷經(jīng)300多年時間的發(fā)展，特別是近半個世紀，高爐冶煉采用了一系列的新技術和新裝備，實現(xiàn)了高爐冶煉的智能化管理，形成了現(xiàn)代化的高爐-熱風爐-焦爐-燒結機四位一體的煉鐵工藝。5煉鐵過程工藝示意圖鐵水其他設備熱風爐焦爐cokebatte66高爐發(fā)展簡介目前，世界鋼鐵工業(yè)發(fā)達國家相繼完成了高爐的大型化，據(jù)不完全統(tǒng)計，爐容大于2000m3的高爐已有100多座，大于4000m3的大型高爐有40多座，其中5000m3以上的超大型高爐有10多座。我國現(xiàn)有高爐1370余座，大于1000m3的高爐有227座，4000m3的高爐我國約有20座，占到了世界4000m3高爐的40%，其中我國上海寶山鋼鐵有限公司引進的日本技術，也分別于1985年和1991年建成投產(chǎn)了爐容為4063m3的1號和2號大型高爐，最大的沙鋼5800m3的高爐于2009年投產(chǎn)，首鋼京唐鋼鐵公司5500m3的1號和2號大型高爐也分別于2009年和2010年投產(chǎn)，該高爐采用68項自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新的先進技術，打破了國外公司對特大型高爐技術的壟斷，投產(chǎn)以來，高爐利用系數(shù)、送風溫度、燃料比、焦比等主要技術均達到了國際領先水平。7高爐發(fā)展簡介目前，世界鋼鐵工業(yè)發(fā)達國家相繼完成了高爐的大型化高爐的主要原料和產(chǎn)品主要原料含鐵原料，如：鐵礦石、燒結礦、球團礦、碎鐵，并以人造富礦為主；提供熱量的燃料，如冶金焦炭、噴吹煤粉或重油、天然氣；少量的熔劑材料，如石灰石、白云石、硅石等；熱風。主要產(chǎn)品生鐵，其中80～90%為煉鋼生鐵，它是由鐵（94%）碳（4%）和少量雜質(zhì)（Si，Mn，P，S）組成。有10～15%含硅較高的鑄造生鐵，5%左右少量鐵合金。煤氣是高爐在生產(chǎn)生鐵過程中生產(chǎn)的副產(chǎn)品之一，可以給本廠或其他廠(作為氣體燃料，也可以用來發(fā)電或城市取暖。)高爐爐渣，它是制造水泥的好原料。少量高爐粉塵，也可以送燒結廠使用。8高爐的主要原料和產(chǎn)品主要原料82.1.1高爐結構簡介高爐爐體由上而下依次為：爐喉＜400℃爐身400～1100℃爐腰1100～1200℃爐腹1200～1450℃爐缸`爐底1450～1600℃2.1高爐爐襯用耐火材料92.1.1高爐結構簡介高爐爐體由上而下依次為：2.12.1.2爐料在爐內(nèi)分布102.1.2爐料在爐內(nèi)分布102.1.2爐料在爐內(nèi)分布（狀態(tài)）固相區(qū)（塊狀帶）：固體料軟融前所分布的區(qū)域。軟融區(qū)（軟融帶）：爐料從開始軟化到融化所占的區(qū)域。滴落區(qū)（滴下帶）：渣、鐵全部融化滴落，穿過焦炭層下到爐缸的區(qū)域。回旋區(qū)（燃燒帶）：風口前燃料燃燒的區(qū)域。爐缸區(qū)（渣鐵帶）：形成最終渣、鐵的區(qū)域。112.1.2爐料在爐內(nèi)分布（狀態(tài)）固相區(qū)（塊狀帶）：固體料12122.1.2爐料在爐內(nèi)分布區(qū)域相對運動熱交換反應固相區(qū)（塊狀帶）固體爐料下降煤氣上升上升煤氣對固體爐料進行加熱和干燥間接還原、氣化反應，碳酸鹽分解、部分直接還原軟融區(qū)（軟融帶）煤氣通過焦炭夾層礦石軟化、半熔、煤氣對半熔層進行傳熱直接還原、滲碳滴落區(qū)（滴下帶）固體焦炭下降，向回旋區(qū)供給焦炭，熔鐵下流上升的煤氣與滴下的溶渣、鐵水及焦炭進行交換合金元素還原、脫硫、滲碳、直接還原回旋區(qū)（燃燒帶）鼓風使焦炭回旋運動焦炭燃燒放熱，產(chǎn)生高溫煤氣燃燒反應、部分再氧化爐缸區(qū)（渣鐵帶）鐵水和溶渣的儲存上部的熱輻射、渣鐵與焦炭的換熱最終的精煉、渣鐵間的還原、脫硫、滲碳132.1.2爐料在爐內(nèi)分布區(qū)域相對運動熱交換反應固相區(qū)固2.1.3高爐爐襯用耐火材料的使用條件：（1）在高溫下，不熔化、不軟化、不揮發(fā)；（2）應具有能在高溫、高壓條件下保持爐體結構完整的強度；（3）耐熱沖擊，耐磨損；（4）具有對鐵水、爐渣和爐內(nèi)煤氣等的化學穩(wěn)定性；（5）具有適當?shù)膶崧剩瑫r又不影響冷卻效果。

高爐用耐火材料，必須對爐內(nèi)的反應保持物理和化學上的穩(wěn)定，應達到以下要求：142.1.3高爐爐襯用耐火材料的使用條件：（1）在高溫下，不2.1.4我國高爐用耐火材料的發(fā)展中國高爐用耐火材料的發(fā)展：

1、二十世紀八十年代以前：Al2O3-SiO2系統(tǒng)天然礬土為主；Si3N4-SiC開始試用。

2、二十世紀九十年代：Al2O3-CAl2O3-SiCSi3N4-SiC開始使用

3、2000年以后：Sialon系列產(chǎn)品全面實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)中國高爐用耐火材料技術路線：

1、二十世紀八十年代隨著寶鋼全面建設開展。所有材料均來自日本。

2、二十世紀九十年代寶鋼高爐大修時逐步采用歐洲的技術路線：即強調(diào)耐火材料也非常重視水冷技術。

3、日本高爐用耐火材料也在改進，但步伐不大，至今仍很少用Sialon系統(tǒng)材料，但非常重視水冷技術。高爐壽命很長—超過20年。152.1.4我國高爐用耐火材料的發(fā)展中國高爐用耐火材料的發(fā)展：寶鋼高爐本體用耐火材料歷程對中國大型高爐用耐火材料發(fā)展具有重要意義寶鋼初期耐火材料全部是日本體系。我們通過引進—消化—吸收—國產(chǎn)化的歷程、實現(xiàn)一次跨越。從日本模式轉(zhuǎn)變到歐洲模式、材質(zhì)也出現(xiàn)重大變化、走向賽隆結合碳化硅和賽隆結合剛玉體系。16寶鋼高爐本體用耐火材料歷程對中國大型高爐用耐火材料發(fā)展具有重17172.1.5.1爐身上部和中部用耐火材料爐身上部和中部是高爐布料和塊狀物料下降的位置。爐身的上部的溫度較低，其破損的主要原因是由于布料和爐料下降帶來的機械沖刷和隨上升氣流而在此聚集的堿金屬所產(chǎn)生的化學侵蝕。在爐身中部，溫度較高，溫度波動較大，同時有些物料在此處被加熱分解，因此耐火材料損毀的主要原因是爐內(nèi)溫度變化產(chǎn)生的熱震破壞作用，其次是物料下降和爐氣上升的機械沖刷。182.1.5.1爐身上部和中部用耐火材料爐身上部和中部是高耐火材料的要求應該是：砌筑的爐襯材料應該具有較低的氣孔率，較高的機械強度，能夠抵抗爐料和上升氣流的磨損，同時還應具有良好的抗堿金屬侵蝕性，并且要求材料中的氧化鐵含量要低，避免與上升的CO發(fā)生氧化還原反應。19耐火材料的要求應該是：砌筑的爐襯材料應該具有較低的氣孔率，較爐身上部和中部侵蝕原因及對耐材的基本性能要求：侵蝕原因?qū)δ突鸩牧系男阅芤?.爐料下降過程的磨損2.上升煤氣流的沖刷磨損3.堿金屬侵蝕破壞4.CO的破壞作用1.耐壓強度高2.抗堿金屬侵蝕性好3.氣孔率低4.氧化鐵含量低選用耐火材料：粘土磚、硅線石磚、致密粘土磚、高鋁磚等。20爐身上部和中部侵蝕原因及對耐材的基本性能要求：侵蝕原因?qū)δ突?.1.5.2爐身下部、爐腰爐身下部、爐腰侵蝕原因及對耐材的基本性能要求：侵蝕原因?qū)δ突鸩牧系男阅芤?.初成渣的化學侵蝕2.下降爐料的磨損3.金屬鐵的侵蝕破壞4.煤氣流沖刷磨損5.熱震引起的剝落1.抗渣侵蝕性好2.抗堿金屬侵蝕性好3.高溫強度高4.導熱性好5.氣孔率低6.熱震穩(wěn)定性好

從爐身下部到爐腰的磚襯，既受下降爐料和上升高溫高壓煤氣的磨損以及溫度變化引起的熱沖擊，又受高FeO高堿度初渣的化學侵蝕，更為嚴重的是堿金屬和鋅蒸氣造成的碳素沉積和化學反應，使耐火磚組織脆化，失去強度。選用耐火材料：鋁炭磚、碳化硅磚、熱壓小塊炭磚及半石墨化炭-碳化硅磚等。212.1.5.2爐身下部、爐腰爐身下部、爐腰侵蝕原因及對耐材的2.1.5.3爐腹用耐火材料爐腹帶侵蝕原因及對耐材的基本性能要求：侵蝕原因?qū)δ突鸩牧系男阅芤?.高溫煤氣流的沖刷磨損2.熱態(tài)渣鐵的沖刷侵蝕3.高溫破壞作用1.高溫耐磨性好2.抗渣鐵侵蝕性好3.導熱性好爐腹處砌磚在冷卻壁的冷卻作用下，可以形成渣皮，起保護作用。選用耐火材料：鋁碳磚、半石墨化碳-碳化硅磚、熱壓小塊碳磚、Si3N4結合SiC磚等。222.1.5.3爐腹用耐火材料爐腹帶侵蝕原因及對耐材的基本2.1.5.4爐缸、爐底用耐火材料內(nèi)襯侵蝕原因及對耐材的基本性能要求：侵蝕原因?qū)δ突鸩牧系男阅芤?.鐵水溶蝕及滲透2.鐵水環(huán)流沖刷侵蝕3.堿金屬侵蝕4.熱應力的破壞作用1.抗鐵水溶蝕、抗?jié)B透性好2.導熱性好3.抗堿金屬侵蝕性好4.氣孔率低、微孔性爐缸側(cè)壁砌體出鐵口以上受到鐵渣的侵蝕作用，出鐵口以下為”死鐵層”,長期受鐵水侵泡，在爐缸壁與爐底的交界處受到鐵水環(huán)流的沖刷作用。因此要求砌體具有良好的抗鐵渣、鐵水侵蝕能力和抗機械沖刷能力。目前國內(nèi)大、中型高爐爐缸、爐底大多采用碳磚和碳磚－陶瓷杯復合爐缸兩種。

232.1.5.4爐缸、爐底用耐火材料內(nèi)襯侵蝕原因及對耐材的基陶瓷杯結構示意圖陶瓷杯是指在爐底碳磚的基礎上鋪砌一層莫來石磚后再鋪一層粘土磚，或鋪砌兩層莫來石磚，爐缸內(nèi)砌筑剛玉質(zhì)大型預制塊（全杯）；或只在爐缸交接處拐角砌一段粘土磚（小杯）。24陶瓷杯結構示意圖陶瓷杯是指在爐底碳磚的基礎上鋪砌一層莫來石磚陶瓷杯結構特點如下：延長爐缸壽命(1)減少了鐵水滲入；因為1150℃的等溫線非?？拷ぷ鳠崦妫蚨牧闲阅苁軡B入鐵水的影響較?。?2)因為在陶瓷材料里的等溫線分布非常緊密，因而由于熱面的各種磨損(機械磨蝕、化學侵蝕、堿侵蝕等)所導致的1150℃等溫線的位移距離受到了制約。25陶瓷杯結構特點如下：延長爐缸壽命252、節(jié)約能耗和經(jīng)濟效益(1)由于爐缸熱損失降低，因而鐵水溫度可升高18~25℃，有利于提高煉鋼過程的效率。(2)降低焦比。若保持鐵水溫度不變，則可以節(jié)約焦炭并降低鐵水中的硅含量。(3)爐缸對向涼現(xiàn)象不再敏感。(4)高爐內(nèi)的殘鐵量將減少，這將在大修過程中節(jié)約時間。262、節(jié)約能耗和經(jīng)濟效益26數(shù)據(jù)更新至2010年8月31日寶鋼高爐運行概況27數(shù)據(jù)更新至2010年8月31日寶鋼高爐運行概況271BF(第3代)2BF(第2代)3BF4BF爐喉鋼磚下部水冷板水冷板水冷板水冷板爐身上部冷卻壁鑲Si3N4-SiC磚冷卻壁鑲Si3N4-SiC磚堇青石硅線石鑲磚冷卻壁鑲Si3N4-SiC磚爐身中部冷卻壁鑲Sialon-SiC磚Sialon-SiC磚堇青石硅線石鑲磚Si3N4結合SiC磚Sialon-SiC爐身下部冷卻壁鑲Sialon-SiC磚石墨磚+Sialon-SiCSi3N4-SiC鑲磚石墨磚+Sialon-SiC爐腰冷卻壁鑲Sialon-SiC磚石墨磚+Sialon-SiCSi3N4-SiC鑲磚石墨磚+Sialon-SiC爐腹3段冷卻板：石墨磚冷卻壁鑲Sialon-SiC石墨磚β-Al2O3-SiC磚石墨磚風口區(qū)自結合碳化硅磚硅線石磚普通炭磚D硅線石磚鐵口區(qū)小塊炭磚NMD小塊炭磚NMD小塊炭磚NMD小塊炭磚NMD爐缸小塊炭磚NMA+NMD小塊炭磚NMA+NMD小塊炭磚NMA小塊炭磚NMA+NMD爐底陶瓷墊微孔炭磚3RD-N普通炭磚5RD-N石墨磚RN陶瓷墊普通炭磚D石墨磚CBY普通炭磚D石墨化炭磚AGSR陶瓷墊普通炭磚D高爐本體耐材配置(現(xiàn)役)281BF(第3代)2BF(第2代)3BF4BF爐喉鋼磚下部水冷2.1.6高爐用修補料1、高爐內(nèi)襯噴補2、硬質(zhì)壓入3、壓力灌漿292.1.6高爐用修補料1、高爐內(nèi)襯噴補29爐身爐腰爐腹爐缸爐底爐頂內(nèi)襯損壞的表現(xiàn)形式內(nèi)襯減薄、爐殼發(fā)紅鐵口保護磚損壞，鐵口冒煤氣嚴重。爐缸側(cè)壁溫度高風口嘴燒損內(nèi)襯減薄、爐殼發(fā)紅維護措施硬質(zhì)壓入、噴涂更換風口后壓漿鐵口保護磚更換爐缸側(cè)壁灌漿耐材噴涂選用強度高、抗煤氣侵蝕好的高鋁噴涂料選用樹脂結合的鋁-碳-炭化硅質(zhì)硬質(zhì)壓入料選用抗渣鐵、熱震性能好、強度高耐火磚結構使用非水系的、抗氧化、高導熱的壓入料采用不含水的碳質(zhì)泥漿壓入料高爐爐體維修技術30爐身爐腰爐腹爐缸爐底爐頂內(nèi)襯損壞的表現(xiàn)形式內(nèi)襯減薄、爐殼發(fā)紅高爐內(nèi)襯噴補一般是在降低料線情況下對露出的爐墻進行噴補造襯，特別適合高爐上部無料部位與大面積的爐墻修補，必要時料線可降至風口以下，對整個爐墻進行噴補造襯。從八十年代起，高爐噴補就在日本、西歐等企業(yè)廣泛應用。摩根、派力固、美國銘得、美國美固美特、日本黑崎等企業(yè)具備先進的高爐噴補技術。隨著耐材技術和自動化裝備技術的進步，現(xiàn)在可以應用濕法噴涂材料及熱態(tài)遙控自動噴補技術，不僅可以修補爐身內(nèi)襯，而且可以造襯，大大延長高爐使用壽命，二者的結合成為高爐噴補先進技術的發(fā)展趨勢。31高爐內(nèi)襯噴補一般是在降低料線情況下對露出的爐墻進行噴補造襯，寶鋼1高爐（第二代）遙控濕法噴補照片熱態(tài)遙控自動噴補技術32寶鋼1高爐（第二代）遙控濕法噴補照片熱態(tài)遙控自動噴補技術32硬質(zhì)壓入傳統(tǒng)的壓入維修：一般選用水泥結合的高鋁質(zhì)壓入料，泵側(cè)壓力一般2～3MPa，爐側(cè)壓力一般小于0.5MPa。壓入料施工體硬化遲緩，高水分蒸發(fā)容易炸裂，材料氣孔率高，強度低，因而壽命較短。由于壓入料受到爐內(nèi)溫度和壓力設備的限制，進行壓入維修的部位在高爐爐身中部以上全部有爐料的部位。硬質(zhì)壓入維修：機側(cè)壓力18.8MPa，爐側(cè)壓力為5MPa。相當于普通壓入設備的十倍，壓入維修后使用壽命3個月以上。使用在爐身中下部、爐腰、爐腹部位有爐料的區(qū)域。采用復合樹脂為結合劑，強調(diào)材料的耐磨性、施工作業(yè)性、適當?shù)挠不瘯r間、擴展性和與內(nèi)襯良好的粘結性。33硬質(zhì)壓入傳統(tǒng)的壓入維修：一般選用水泥結合的高鋁質(zhì)壓入料，泵側(cè)硬質(zhì)壓入a.壓入前爐內(nèi)狀況b.壓入初期c.壓入料擴展硬化狀況d.壓入料硬化后內(nèi)部形態(tài)硬質(zhì)壓入料爐內(nèi)變化過程34硬質(zhì)壓入a.壓入前爐內(nèi)狀況b.壓入初期c.壓入料擴展硬壓力灌漿目的：生產(chǎn)以后，爐缸周圍碳磚逐漸受到侵蝕。當爐缸側(cè)壁電偶溫度上升或鐵口周圍冒煤氣火大的時候，需要對爐底爐缸進行灌漿(向耐火磚與爐皮之間灌漿)。目的是防止鐵皮與耐火磚之間產(chǎn)生間隙，保證良好的導熱性能，以便打水冷卻發(fā)揮效果。設備選定：灌漿泵：型號MP100r-PA-15C

能力----15kg/min

壓力----30MPa

部位選定：a、爐缸側(cè)壁溫度高的部位；

b、鐵口冒煤氣大的區(qū)域；

c、維護性，以前灌過漿的孔；

d、爐皮發(fā)紅處35壓力灌漿目的：生產(chǎn)以后，爐缸周圍碳磚逐漸受到侵蝕。當爐缸側(cè)壁2.2高爐爐前用耐火材料撇渣器擺動溜嘴362.2高爐爐前用耐火材料撇渣器擺動溜嘴362.2.1高爐出鐵口炮泥372.2.1高爐出鐵口炮泥37爐缸出鐵口38爐缸出鐵口382.2.1高爐炮泥的作用出鐵口炮泥可以反復多次被打開和充填。炮泥能維持鐵口孔徑穩(wěn)定，出鐵均勻，最終出凈爐內(nèi)的鐵渣熔液?？梢员Ｗo爐缸。392.2.1高爐炮泥的作用出鐵口炮泥可以反復多次被打開和充填。2.2.2炮泥應具備的性能(1)炮泥要有一定的塑性，保證從泥炮中打出時不破碎，容易擠進并填滿鐵口通道；(2)出鐵口經(jīng)常處于高溫狀態(tài)，要求炮泥的耐火度要高（一般炮泥的耐火度在1400℃以上）；(3)燒結性要好，強度高，耐沖刷和耐侵蝕。一般情況下，燒結速度越快，炮泥越安全可用；(4)開口容易，開口機鉆口容易，方便現(xiàn)場操作；(5)要求炮泥應具有較高的抗渣能力，不易受渣鐵的侵蝕，耐高溫溶渣及鐵水腐蝕能力強，鐵口孔徑擴孔速度慢，鐵流穩(wěn)定，并有較強的耐沖刷磨損性；(6)要求炮泥在使用時體積穩(wěn)定性好，高溫不收縮，避免產(chǎn)生裂紋；(7)適宜的氣孔率，使炮泥具有足夠的透氣性，有利于炮泥中揮發(fā)分的外逸；(8)環(huán)境污染小。402.2.2炮泥應具備的性能(1)炮泥要有一定的塑性，

2.2.3炮泥的發(fā)展現(xiàn)狀1國內(nèi)炮泥的發(fā)展現(xiàn)狀傳統(tǒng)炮泥：這種炮泥以焦粉、粘土、礬土熟料及焦油瀝青為主要原料，加水攪拌而成，俗稱有水炮泥。特點：這種炮泥一般體積密度小，耐渣鐵侵蝕性差，在大中型高爐上堵鐵口時易造成鐵口深度不夠，在出鐵期間往往跑焦炭、出鐵放風、出不凈鐵渣熔液等，影響高爐正常生產(chǎn)。但由于其成本低，經(jīng)各煉鐵廠改進后仍在我國的絕大多數(shù)中小型高爐上使用，其單耗在1.2kg/t以上。412.2.3炮泥的發(fā)展現(xiàn)狀1國內(nèi)炮泥的發(fā)展現(xiàn)狀41無水炮泥。無水炮泥一般由剛玉、碳化硅和焦粉為主要原料，同時配加不同的外加劑，以焦油作為結合劑。特點：這種炮泥由于采用優(yōu)質(zhì)高純原料，并以C質(zhì)原料為結合劑，其耐鐵渣侵蝕性能比有水炮泥大為提高，可以使鐵口出鐵時間延長，降低出鐵次數(shù)。寶鋼TA-4炮泥每次出鐵時間可達120min以上，每天出鐵次數(shù)為10~11次。缺點是開鐵口困難，寶鋼采用插棒法開鐵口，炮泥單耗已從過去的0.8kg/t鐵降到了0.35kg/t鐵。42無水炮泥。42表國內(nèi)部分鋼廠炮泥的使用情況單位爐容(m3)鐵口深度(%)鐵口合格率(%)噸鐵消耗量(kg?t-1)萊鋼18802.7~2.8950.8包鋼22002.5~2.71000.5~0.6寶鋼40633.4>980.3~0.5武鋼320031000.68鞍鋼25802.8950.6馬鋼25003>980.7~0.8酒鋼18002.3951~1.3本鋼26002.7~2.8901.643表國內(nèi)部分鋼廠炮泥的使用情況單位爐容(m3)鐵口深度(%)國外炮泥的發(fā)展經(jīng)歷了兩個階段。第一階段為有水炮泥，和國內(nèi)的相差不多。20世紀70年代至80年代初，世界各國相繼推出了無水炮泥。起初的無水炮泥都是用焦油作結合劑，由于焦油在使用中會產(chǎn)生煙霧，惡化工作環(huán)境。日本和西德等國研制出了樹脂為結合劑的無水炮泥，不僅消除了煙霧，而且能快速硬化，大大提高了無水炮泥的性能。除結合劑方面的改進外，日本在1979年到1987年，還先后開發(fā)了SiO2炮泥，高耐用性SiO2炮泥，及特別耐用的氧化鋁炮泥，由于無水炮泥開鐵口困難，日本于1985年開發(fā)出了插棒法開鐵口，取得了較好的使用效果。44國外炮泥的發(fā)展經(jīng)歷了兩個階段。44高爐炮泥的發(fā)展趨勢提高原料純度、選用優(yōu)質(zhì)的結合劑及添加不同的外加劑，改善并提高了炮泥質(zhì)量，滿足了高爐安全順行的需要。結合劑：隨著世界各國對節(jié)能和環(huán)保的重視作為一般無水炮泥結合劑的焦油或蒽油，將會逐漸被環(huán)保型的改性樹脂結合劑所取代；為了提高炮泥的高溫強度、炮泥的原料正在向高純度、雜質(zhì)含量低、碳質(zhì)和堿性化方向發(fā)展；同時隨著微粉特別超微粉的出現(xiàn)以及在材料中的廣泛應用，目前炮泥為了提高致密度和燒結性能，其配料正向細粉增多的方向發(fā)展。增加氮化硅、碳化硅結合氮化硅，藍晶石，氮化硅鐵，鋁粉等高品質(zhì)材料，以提高體積穩(wěn)定性，還可提高體積密度。45高爐炮泥的發(fā)展趨勢提高原料純度、選用優(yōu)質(zhì)的結合劑及添加不同的2.3.4高爐炮泥的損毀機理1熱機械作用損毀熱震穩(wěn)定性的影響：循環(huán)出鐵和堵鐵口出現(xiàn)的熱震穩(wěn)定性的影響（從1500℃過度到100℃）；體積穩(wěn)定性的影響：新舊炮泥的接觸面上，也會由于新炮泥的燒結收縮產(chǎn)生縫隙，這樣就使得熔融的渣鐵液體易滲入這些縫隙，當下次鐵口打開時，在熔流強烈的沖刷下，使炮泥發(fā)生脫落損毀。內(nèi)外熱應力的影響：新堵塞的炮泥，受鐵口內(nèi)外溫度的作用，使炮泥燒結速率不等，在鐵口炮泥內(nèi)產(chǎn)生熱應力，出現(xiàn)微裂紋并逐漸擴大，若裂紋擴展到整個鐵口截面，就會發(fā)生斷鐵口現(xiàn)象。462.3.4高爐炮泥的損毀機理1熱機械作用損毀462熱化學侵蝕損毀

炮泥中常見的雜質(zhì)氧化物：TiO2、Fe2O3、CaO、MgO等，與高爐熔渣中的多種成份：SiO2、CaO、Al2O3、MgO、MnO、FeO、CaS等反應，使炮泥被侵蝕。鐵橄欖石2FeO·SiO2的熔點只有1178℃，鐵堇青石2FeO·2Al2O3·SiO2的熔點只有1083℃，MnO·SiO2的熔點為1291℃，2MnO·SiO2的熔點為1345℃。在出鐵期間，會隨著鐵渣熔液的沖刷及溫升轉(zhuǎn)成渣液而流失，使出鐵口孔徑擴大，造成跑大流，影響出鐵安全。472熱化學侵蝕損毀473操作因素對炮泥損毀的影響(1)出渣出鐵方式的影響。(2)出鐵次數(shù)的影響。(3)開鐵口方式的影響。483操作因素對炮泥損毀的影響(1)出渣出鐵方式的影響。3.影響炮泥質(zhì)量的因素1）原料對炮泥質(zhì)量的影響2）結合劑對炮泥質(zhì)量的影響3）外加劑對炮泥質(zhì)量的影響4）生產(chǎn)工藝對炮泥質(zhì)量的影響493.影響炮泥質(zhì)量的因素1）原料對炮泥質(zhì)量的影響491、原料(1)原料的化學成分：(2)原料的顆粒組成；(3)原料的含水量。501、原料(1)原料的化學成分：502、結合劑結合劑影響炮泥的正常和高溫強度，對炮泥的質(zhì)量影響很大。結合劑含量越高，則揮發(fā)份逸出多，結構疏松，氣孔大，強度下降，并伴隨著較大的收縮，而且早期軟化嚴重，很難保證在堵口初期內(nèi)有足夠的強度，導致拔炮時間延長，而且有漏鐵的危險。若含量偏低，則炮泥經(jīng)泥炮打入鐵口后迅速固化燒結，強度高，氣孔率小，體密大，透氣性差。在加入膨脹劑的作用下，鐵口堵的過死，不易鉆鐵口，易損壞鉆頭，會影響正常冶煉生產(chǎn)流程的暢通。512、結合劑結合劑影響炮泥的正常和高溫強度，對炮泥的質(zhì)量影3、外加劑

(1)氮化硅；氮化硅分子量為140.28，屬強共價鍵結合的化合物，具有熱膨脹系數(shù)低，熱震穩(wěn)定性好，機械強度高（能保持其強度到1200℃高溫不變），自潤滑性好，耐高溫，耐腐蝕等特點。目前在冶金工業(yè)中應用廣泛。炮泥中加入適量的氮化硅，可提高炮泥的抗渣鐵侵蝕性和抗渣鐵沖刷性。(2)氮化硅結合碳化硅；氮化硅結合碳化硅由兩種耐高溫的化合物復合而成，具有耐高溫、抗氧化、抗熱震、耐酸堿侵蝕，抗金屬爐渣熔蝕等優(yōu)良性能。炮泥添加氮化硅結合碳化硅，可以提高炮泥的高溫強度，降低出鐵次數(shù)，延長每次出鐵的時間。

(3)氮化硅鐵；氮化硅鐵是氮化硅和鐵的混合物，通常這種混合物中含有75%~80%的Si3N4，12%~17%的Fe，游離的Si不大于1%。氮化硅鐵加入到炮泥中，在有Fe存在的條件下，1200℃以上，特別是在1400℃~1500℃，無論是Al2O3

還是SiO2

質(zhì)炮泥，其中Fe成為反應媒體，使Si3N4與Fe和C相反應，生成SiC強化基質(zhì)，同時生成N2

和CO氣體，可防止爐渣侵入，減少爐渣的侵蝕作用。523、外加劑(1)氮化硅；氮化硅分子量為140.28，4、生產(chǎn)工藝首先在生產(chǎn)前要確定合理的配比方案；其次在生產(chǎn)時要嚴格按照工藝操作規(guī)程進行，注意各種原料在碾制時間的加料順序；濕碾時間要嚴格掌握，時間不能太短；碾制完成后炮泥的保存對使用性能也有很大影響，此時應注意環(huán)境溫度的變化，夏天氣溫高，對有水炮泥要采取遮蓋等措施，在困料時免得水分蒸發(fā)。冬天氣溫低，無水炮泥要加熱保存，以免炮泥冷凝成塊。534、生產(chǎn)工藝首先在生產(chǎn)前要確定合理的配比方案；535454熱風爐用耐火材料55熱風爐用耐火材料553種熱風爐爐型的比較熱風爐是高爐加熱鼓風的設備，是一種蓄熱式的熱交換器，用于預熱高爐熱風，為高爐的高效操作提供穩(wěn)定的高溫熱風。563種熱風爐爐型的比較熱風爐是高爐加熱鼓風的設備，是一種蓄熱式3種熱風爐爐型的特點頂燃式熱風爐：結構對稱，最為簡約合理、工程量小、占地少、投資和維護費用低。殼體內(nèi)面積有效利用最高，大墻內(nèi)的斷面可100%用于蓄熱。較低的拱頂溫度便可以實現(xiàn)高風溫和長壽命，耐火材料的工作條件明顯改善。頂燃式熱風爐已成為熱風爐技術發(fā)展的主要方向。改進型內(nèi)燃式風爐：燃燒室與蓄熱室縱向平行設計在一個殼體內(nèi)，大墻內(nèi)用于蓄熱的面積僅為約67%；耐火材料的工作條件較差，質(zhì)量要求苛刻；外燃式熱風爐：燃燒室外置，占地面積大，耐火材料和鋼材的消耗量大，基建工程量大，投資高。采用聯(lián)絡管與蓄熱室相連，結構復雜，耐火材料尤其是拱頂聯(lián)絡管、聯(lián)絡管端口、陶瓷燃燒器等制造困難、復雜、造價高。爐體結構受力不均勻、長壽命較困難。573種熱風爐爐型的特點頂燃式熱風爐：結構對稱，最為簡約合理、585859596060熱風爐基本構造熱風爐的燃燒室由爐墻圍城的空塔結構，爐墻內(nèi)側(cè)砌有一層耐火磚，外側(cè)有1~2層保溫磚和緩沖填料。底部的燃燒器使引入的煤氣和助燃空氣充分混合，在燃燒室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生的高溫氣體導至蓄熱室拱頂，再分配到所有格孔中去加熱格子磚。燃燒室上部開有熱風出口，并接有熱風閥，熱風管送出熱風。蓄熱室的爐墻里砌滿蓄熱的格子磚，格子磚的格孔上下貫通，孔型有圓形、矩形，矩形孔長短邊交錯砌筑，以加強對流熱交換的效果。蓄熱室內(nèi)格子磚全部支撐在耐熱鑄鐵的支柱和爐箅子上，爐箅子與格子磚的孔眼要對應。熱風爐廢氣在支柱間匯集。從煙道排出；鼓風從冷風口引入，在支柱間分配到所有的格孔，并加熱格孔。61熱風爐基本構造熱風爐的燃燒室由爐墻圍城的空塔結構，爐墻內(nèi)側(cè)砌62624.1熱風爐用耐火材料的發(fā)展歷程上世紀50年代以前，高爐送風溫度為900℃左右，熱風爐蓄熱體使用的是粘土磚；60年代由于風溫達到了1000℃～1100℃，粘土磚以不能勝任熱風爐蓄熱體材質(zhì)了，因此改用了高鋁磚；70年代，由于送風溫度進一步提高到1200℃，此時使用高鋁磚也發(fā)生了問題，提出了熱風爐蓄熱室爐頂用耐火材料提出了蠕變率的要求。20世紀80年代開始，熱風爐送風溫度持續(xù)升高，一般風溫在1200℃~1250℃，而熱風爐和蓄熱室上部比通常送風溫度高出200～300℃，在如此高熱負荷情況下，熱風爐上部一般采用硅磚或1400～1500℃蠕變率低的低蠕變高鋁磚。634.1熱風爐用耐火材料的發(fā)展歷程上世紀50年代以前，高爐送4.2熱風爐爐襯損毀機理

因熱風爐的結構形式不同，爐襯的損毀情況也有差異，內(nèi)燃式熱風爐最易損毀的部位是隔墻；外燃式熱風爐則是燃燒室和蓄熱室的拱頂、兩室的連接過橋等高溫部位。綜合損毀原因主要有以下三點：1.熱應力作用：熱風爐爐襯和格子磚總是處于冷熱交變的狀態(tài)下，受熱應力的作用，極易導致砌體產(chǎn)生裂紋、剝落、砌體松動等破壞因素。2.化學侵蝕：由于燃燒用煤氣和助燃空氣中含有一定的堿性氧化物（氧化鐵、氧化鋅等），這些物質(zhì)附著于砌體表面，并向內(nèi)部滲透，逐漸與耐火材料發(fā)生化學反應，生成低熔物，降低了耐火材料的高溫使用性能。3.機械載荷作用：熱風爐是一種較高的建筑物，蓄熱室下部格子磚承受的最大載荷高達0.8MPa，燃燒室下部襯體承受的載荷也達0.5MPa左右，在長期受熱的狀態(tài)下，砌體容易產(chǎn)生較大的收縮變形，嚴重影響熱風爐的使用壽命。644.2熱風爐爐襯損毀機理因熱風爐的結構形式4.3熱風爐耐火材料的性能要求根據(jù)目前熱風爐的使用情況，熱風爐對蓄熱材料的要求主要有以下幾點（四點）：1)具有很好的體積穩(wěn)定性，即在高溫使用中不至因為內(nèi)部晶相結構變化造成永久性過大的膨脹與收縮，使蓄熱磚、砌筑體有很好的體穩(wěn)定性。2)抗高溫荷重蠕變性能好。3)有高的蓄熱性能，這要求材質(zhì)有高密度、高比熱容。4)有較高的導熱系數(shù)，使蓄熱砌體在換熱器周期中能以最高速度與效率進行吸放熱。654.3熱風爐耐火材料的性能要求根據(jù)目前熱風爐的使用情況，熱4.4熱風爐使用的主要耐火材料1）拱頂及大墻高溫區(qū)：硅磚、莫來石磚、硅線石、紅柱石磚或低蠕變高鋁磚；2）蓄熱室：蓄熱室上部采用硅質(zhì)格子磚，蓄熱室中部采用低蠕變高鋁磚、莫來石磚、硅線石、紅柱石磚等，蓄熱室下部一般采用黏土磚。3）燃燒室：硅磚、莫來石磚、或低蠕變高鋁磚、黏土磚。4）陶瓷燃燒器：莫來石質(zhì)或堇青石莫來石質(zhì)664.4熱風爐使用的主要耐火材料1）拱頂及大墻高溫區(qū)：硅磚4.5熱風圍管風口用耐火材料由熱風爐送出的熱風通過熱風總管送到高爐，再經(jīng)熱風圍管和送風支管，將熱風均勻的分配到每個風口，以便爐內(nèi)焦炭和噴吹燃料進行燃燒。這是一般高爐所共同具有的流程。674.5熱風圍管風口用耐火材料由熱風爐送出的熱風通過熱風總管隨著在高風溫、高風壓等大型高爐上的普遍應用，如何解決好諸如隔熱、密封和熱膨脹等問題，就成為這些裝置的關鍵所在。熱風圍管由鋼結構本體、耐火內(nèi)襯、吊掛裝置和下部電葫蘆單軌梁組成。風口裝置主要由風口大套、中套和風口小套組成。根據(jù)有關技術資料介紹，當風口內(nèi)冷卻水流速達8m/s時，若某局部因加熱使冷卻水沸騰所產(chǎn)生的蒸汽，可以迅速被帶走，而不會發(fā)生因傳熱不良而局部被燒損的情況。高爐風口區(qū)示意圖68隨著在高風溫、高風壓等大型高爐上的普遍應用，如何解決好諸如隔5、高爐出鐵溝用耐火材料高爐出鐵溝分為主鐵溝、鐵溝和渣溝695、高爐出鐵溝用耐火材料高爐出鐵溝分為主鐵溝、鐵溝和渣溝69撇渣器擺動溜嘴70撇渣器擺動溜嘴70717172725.1高爐出鐵溝用耐火材料的工作條件高爐出鐵時，鐵水溫度高達1450~1570℃，流經(jīng)鐵水溝的鐵水量依高爐的大小不同，每分鐘達到4~7t。鐵水中含有大量的爐渣，每噸鐵水含有180~340kg爐渣。一座高爐每晝夜出鐵多達15次，每次持續(xù)時間為70~120min。

高溫、高速鐵水和熔渣的的沖刷和磨損；頻繁的間歇出鐵水操作帶來的溫度波動的影響；高溫鐵水和熔渣的的侵蝕；長時間高溫鐵水和熔渣的作用。735.1高爐出鐵溝用耐火材料的工作條件高爐出鐵時，鐵水溫度高達5.2高爐出鐵溝用耐火材料的性能和要求爐前溝襯耐火材料必須滿足如下性能要求：1、具有優(yōu)良的高溫耐磨性，耐鐵水和熔渣的沖刷能力強；2、耐熔渣的化學侵蝕性和滲透性好，抗氧化能力強；3、具有良好的抗熱震性，抗爆裂性好；4、重燒體積變化小，具有致密均勻的結構；5、抗各種氧化物的能力強；6、易于施工和拆卸，對環(huán)境友好。745.2高爐出鐵溝用耐火材料的性能和要求爐前溝襯耐火材料必須滿1、良好的施工性能，可進行快速施工；2、能夠快速烘烤而不炸裂；3、高溫性能好；4、在施工和使用中不產(chǎn)生有害氣體，不污染環(huán)境；5、不粘渣鐵，便于解體和修補。出鐵溝耐火材料必須滿足以下條件：751、良好的施工性能，可進行快速施工；出鐵溝耐火材料必須滿足以

70年代后期以來，隨著Al2O3-SiC-C質(zhì)澆注料的研制成功和投入使用，出鐵溝用耐火材料得到廣泛研究，開發(fā)出了品質(zhì)各異、適應性不同的多種不定形耐火材料。

50年代，一般中、小型高爐的出鐵溝均采用焦炭、粘土熟料，以焦油作結合劑的廉價材料，人工搗打成型。從60年代起，為適應高生產(chǎn)能力大容積高爐的生產(chǎn)條件，開發(fā)出了Al2O3-SiC-C質(zhì)耐火材料，因其優(yōu)異的耐剝落和耐侵蝕性，顯著提高了出鐵溝的使用壽命。5.3高爐出鐵溝用耐火材料的發(fā)展歷程

耐火材料的發(fā)展與應用技術緊密相關。90年代，泵送澆注施工作業(yè)是最重大的改進。泵送澆注既可節(jié)省時間，又便于施工。7670年代后期以來，隨著Al2O3-SiC-C在大型高爐出鐵場：永久襯用鋁礬土基Al2O3-SiC-C質(zhì)澆注料；工作襯用電熔Al2O3-SiC-C質(zhì)澆注料。為了便于維護出鐵溝用耐火材料，近期開發(fā)的采用噴涂/噴補技術施工的耐火材料性能良好，施工更加方便。該項技術既適用于低水泥澆注料，又適用于凝膠結合澆注料，大大提高了出鐵溝的使用性能。77在大型高爐出鐵場：775.4優(yōu)質(zhì)ASC澆注料的特點采用了高純原料；物料的組成和粒度得到了調(diào)整；具有快速烘干和防暴裂性能；加入少量的金屬Al粉；加入少量的有機發(fā)泡劑加入少量的有機纖維；具有較好的抗氧化性；加入少量的Si粉；加入氮化硅鐵；加入了高效反絮凝劑。加入少量的聚磷酸鹽。1、具有優(yōu)良的高溫耐磨性，耐鐵水和熔渣的沖刷能力強；2、耐熔渣的化學侵蝕性和滲透性好，抗氧化能力強；3、具有良好的抗熱震性，抗爆裂性好；4、重燒體積變化小，具有致密均勻的結構；5、抗各種氧化物的能力強；6、易于施工和拆卸，對環(huán)境友好。785.4優(yōu)質(zhì)ASC澆注料的特點采用了高純原料；1、具有優(yōu)良的5.5ASC澆注料各原料的作用出鐵溝用ASC澆注料一般為低水泥或超低水泥澆注料，主要由Al2O3骨料，SiC、碳、水泥及各種添加劑配合而成。（1）Al2O3骨料Al2O3骨料主要包括電熔剛玉、棕剛玉、亞白剛玉、燒結氧化鋁和高鋁礬土熟料，使用時應根據(jù)材料的使用條件選定，高檔材料選用電熔致密剛玉，中檔選用棕剛玉、低檔用燒結剛玉。（2）SiC（1）可以有效地防止碳的氧化；（2）SiC膨脹系數(shù)低，可以防止ASC澆注料加熱冷卻過程的開裂；（3）SiC的導熱率高，可以提高ASC澆注料的熱震穩(wěn)定性；（4）SiC氧化后產(chǎn)生的SiO2、CO和CO2可以有效的抑制材料的氧化；（5）SiC可以有效地提高材料的抗沖涮性能；795.5ASC澆注料各原料的作用出鐵溝用ASC澆注料一般為低5.5ASC澆注料各原料的作用（續(xù)）（3）碳可以阻止熔渣相材料內(nèi)部的滲透；提高材料的抗侵蝕性；可以提高材料的熱導率，提高材料的熱震穩(wěn)定性，減輕材料的結構剝落和開裂。碳可以選用石墨、碳黑、瀝青焦等原料加入。（4）水泥加入水泥是為了維持材料的低溫和中溫強度；加入水泥時，會帶入少量的CaO，不利于材料的抗侵蝕性；同時水泥的加入量增加，材料的需水量增加，澆注料的氣孔增加，抗侵蝕性也下降，所以目前澆注料的發(fā)展趨勢是低水泥和超低水泥ASC澆注料。（5）硅粉（硅素）加入硅粉可以與材料中的碳生成SiC，一方面可以提高澆注料的高溫強度，另一方面可以提高澆注料的抗氧化性和抗渣性。805.5ASC澆注料各原料的作用（續(xù)）（3）碳805.5ASC澆注料各原料的作用（續(xù)）（6）金屬鋁粉由于金屬鋁粉可以和澆注料中的水反應生成H2排除，留下細小的排氣孔，可以脫掉部分游離水，同時可以防止在烘烤時產(chǎn)生爆裂。水化反應中產(chǎn)生的熱量可以加速脫水速度，加速澆注料的凝結硬化，提高澆注料的強度；金屬鋁粉的加入量不宜過多，否則會使得材料的結構疏松，強度降低，抗侵蝕性變差。（7）有機纖維防止?jié)沧⒘显诤婵镜倪^程發(fā)生爆裂。（8）聚磷酸鈉具有分散減水效果，提高材料的體積密度，降低氣孔率，提高強度，改善施工性能等作用；選用的聚磷酸鈉主要為三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉等。815.5ASC澆注料各原料的作用（續(xù)）（6）金屬鋁粉811.6出鐵溝耐火材料的損毀高溫鐵水和爐渣的機械沖刷和磨損以寶鋼4063m3的高爐為例。日出鐵量為1萬噸，出渣量為3200噸，出鐵速度為5～7t/min；所以耐火材料受到了高溫鐵水和爐渣的機械沖刷和磨損非常嚴重。提高材料的高溫抗折強度可以有效地提高材料的機械沖刷和磨損。化學侵蝕作用上渣線部位為熔渣和空氣中的O2的化學反應和侵蝕；下渣線部位為鐵水和其中FeO對耐火材料的反應和侵蝕。821.6出鐵溝耐火材料的損毀高溫鐵水和爐渣的機械沖刷和磨損8爐渣的侵蝕由于熔渣中含有比較復雜的化學成分，因此易與耐火材料中的成分發(fā)生反應，形成低熔點物質(zhì)，造成耐火材料結構的破壞，使耐火材料抗侵蝕、抗沖刷等性能降低。熔渣易于粘附在溝壁上，在爐前實施扒渣作業(yè)的同時，溝壁耐火材料會隨著粘結的熔渣一起被清除掉，這是對非容鐵式出鐵溝襯最大的損毀。熱震損毀使用過程中材料會承受500℃←→1500℃溫度的循環(huán)作用，這會使得材料內(nèi)部產(chǎn)生橫向和縱向裂紋；產(chǎn)生的裂紋在熔渣和鐵水的作用下將加速材料的侵蝕，沖刷和損毀。83爐渣的侵蝕836.7出鐵溝耐火材料的修補目的：最大限度的發(fā)揮出鐵溝耐火材料的潛力，降低耐火材料消耗，降低單位成本。最適宜的噴補時機為出鐵溝內(nèi)襯工作的表面溫度從800℃（呈赤紅色）到開始變黑（約500~600℃）。噴補流程：0h2h1h3h停止出鐵噴補干燥開始出鐵后期處理清除表面噴補準備清除殘鐵作業(yè)846.7出鐵溝耐火材料的修補目的：最大限度的發(fā)揮出鐵溝耐火材噴補形式：全面噴補：對主要易損壞的部位，采取有計劃的預防性全面噴補以取得均衡的損壞。局部噴補：對出鐵溝的渣線、鐵線等處因為龜裂、剝落、侵蝕等原因形成局部損壞后進行的修補方法。注意事項：噴補層的密度低，容易損耗；同時會產(chǎn)生噴補料粘結不牢和剝離現(xiàn)象。85噴補形式：85經(jīng)常不斷地學習,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量StudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe寫在最后經(jīng)常不斷地學習,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量寫謝謝大家榮幸這一路，與你同行It'SAnHonorToWalkWithYouAllTheWay演講人：XXXXXX時間：XX年XX月XX日

謝謝大家演講人：XXXXXX耐火材料在鋼鐵冶金中的應用(第二部分)88耐火材料在鋼鐵冶金中的應用1鋼鐵冶煉過程煉鐵用耐火材料鐵水預處理用耐火材料轉(zhuǎn)爐煉鋼用耐火材料電爐煉鋼用耐火材料爐外精煉用耐火材料連鑄用耐火材料主要內(nèi)容89鋼鐵冶煉過程主要內(nèi)容2RH真空處理三脫轉(zhuǎn)爐煉鋼燒結煉焦煉鐵采礦選礦LF精煉爐爐外精煉ANS-OB喂絲VD真空脫氣連鑄軋鋼一、鋼鐵冶煉過程90RH真空處理三脫轉(zhuǎn)爐煉鋼燒結煉焦煉鐵采礦選礦LF精煉爐爐外精二、煉鐵用耐火材料2.1高爐本體用耐火材料2.2高爐爐前用耐火材料91二、煉鐵用耐火材料2.1高爐本體用耐火材料4煉鐵過程工藝示意圖鐵水Hotmetal其他設備Otherequipment熱風爐Hotstove焦爐cokebattery高爐Blastfurnace煉鐵主體設備示意圖高爐是生產(chǎn)鐵水的主要工具。從1709年，AbrahamDarby首次在英國實施以焦炭為原料還原鐵礦石煉鐵以來，歷經(jīng)300多年時間的發(fā)展，特別是近半個世紀，高爐冶煉采用了一系列的新技術和新裝備，實現(xiàn)了高爐冶煉的智能化管理，形成了現(xiàn)代化的高爐-熱風爐-焦爐-燒結機四位一體的煉鐵工藝。92煉鐵過程工藝示意圖鐵水其他設備熱風爐焦爐cokebatte936高爐發(fā)展簡介目前，世界鋼鐵工業(yè)發(fā)達國家相繼完成了高爐的大型化，據(jù)不完全統(tǒng)計，爐容大于2000m3的高爐已有100多座，大于4000m3的大型高爐有40多座，其中5000m3以上的超大型高爐有10多座。我國現(xiàn)有高爐1370余座，大于1000m3的高爐有227座，4000m3的高爐我國約有20座，占到了世界4000m3高爐的40%，其中我國上海寶山鋼鐵有限公司引進的日本技術，也分別于1985年和1991年建成投產(chǎn)了爐容為4063m3的1號和2號大型高爐，最大的沙鋼5800m3的高爐于2009年投產(chǎn)，首鋼京唐鋼鐵公司5500m3的1號和2號大型高爐也分別于2009年和2010年投產(chǎn)，該高爐采用68項自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新的先進技術，打破了國外公司對特大型高爐技術的壟斷，投產(chǎn)以來，高爐利用系數(shù)、送風溫度、燃料比、焦比等主要技術均達到了國際領先水平。94高爐發(fā)展簡介目前，世界鋼鐵工業(yè)發(fā)達國家相繼完成了高爐的大型化高爐的主要原料和產(chǎn)品主要原料含鐵原料，如：鐵礦石、燒結礦、球團礦、碎鐵，并以人造富礦為主；提供熱量的燃料，如冶金焦炭、噴吹煤粉或重油、天然氣；少量的熔劑材料，如石灰石、白云石、硅石等；熱風。主要產(chǎn)品生鐵，其中80～90%為煉鋼生鐵，它是由鐵（94%）碳（4%）和少量雜質(zhì)（Si，Mn，P，S）組成。有10～15%含硅較高的鑄造生鐵，5%左右少量鐵合金。煤氣是高爐在生產(chǎn)生鐵過程中生產(chǎn)的副產(chǎn)品之一，可以給本廠或其他廠(作為氣體燃料，也可以用來發(fā)電或城市取暖。)高爐爐渣，它是制造水泥的好原料。少量高爐粉塵，也可以送燒結廠使用。95高爐的主要原料和產(chǎn)品主要原料82.1.1高爐結構簡介高爐爐體由上而下依次為：爐喉＜400℃爐身400～1100℃爐腰1100～1200℃爐腹1200～1450℃爐缸`爐底1450～1600℃2.1高爐爐襯用耐火材料962.1.1高爐結構簡介高爐爐體由上而下依次為：2.12.1.2爐料在爐內(nèi)分布972.1.2爐料在爐內(nèi)分布102.1.2爐料在爐內(nèi)分布（狀態(tài)）固相區(qū)（塊狀帶）：固體料軟融前所分布的區(qū)域。軟融區(qū)（軟融帶）：爐料從開始軟化到融化所占的區(qū)域。滴落區(qū)（滴下帶）：渣、鐵全部融化滴落，穿過焦炭層下到爐缸的區(qū)域。回旋區(qū)（燃燒帶）：風口前燃料燃燒的區(qū)域。爐缸區(qū)（渣鐵帶）：形成最終渣、鐵的區(qū)域。982.1.2爐料在爐內(nèi)分布（狀態(tài)）固相區(qū)（塊狀帶）：固體料99122.1.2爐料在爐內(nèi)分布區(qū)域相對運動熱交換反應固相區(qū)（塊狀帶）固體爐料下降煤氣上升上升煤氣對固體爐料進行加熱和干燥間接還原、氣化反應，碳酸鹽分解、部分直接還原軟融區(qū)（軟融帶）煤氣通過焦炭夾層礦石軟化、半熔、煤氣對半熔層進行傳熱直接還原、滲碳滴落區(qū)（滴下帶）固體焦炭下降，向回旋區(qū)供給焦炭，熔鐵下流上升的煤氣與滴下的溶渣、鐵水及焦炭進行交換合金元素還原、脫硫、滲碳、直接還原回旋區(qū)（燃燒帶）鼓風使焦炭回旋運動焦炭燃燒放熱，產(chǎn)生高溫煤氣燃燒反應、部分再氧化爐缸區(qū)（渣鐵帶）鐵水和溶渣的儲存上部的熱輻射、渣鐵與焦炭的換熱最終的精煉、渣鐵間的還原、脫硫、滲碳1002.1.2爐料在爐內(nèi)分布區(qū)域相對運動熱交換反應固相區(qū)固2.1.3高爐爐襯用耐火材料的使用條件：（1）在高溫下，不熔化、不軟化、不揮發(fā)；（2）應具有能在高溫、高壓條件下保持爐體結構完整的強度；（3）耐熱沖擊，耐磨損；（4）具有對鐵水、爐渣和爐內(nèi)煤氣等的化學穩(wěn)定性；（5）具有適當?shù)膶崧?，同時又不影響冷卻效果。

高爐用耐火材料，必須對爐內(nèi)的反應保持物理和化學上的穩(wěn)定，應達到以下要求：1012.1.3高爐爐襯用耐火材料的使用條件：（1）在高溫下，不2.1.4我國高爐用耐火材料的發(fā)展中國高爐用耐火材料的發(fā)展：

1、二十世紀八十年代以前：Al2O3-SiO2系統(tǒng)天然礬土為主；Si3N4-SiC開始試用。

2、二十世紀九十年代：Al2O3-CAl2O3-SiCSi3N4-SiC開始使用

3、2000年以后：Sialon系列產(chǎn)品全面實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)中國高爐用耐火材料技術路線：

1、二十世紀八十年代隨著寶鋼全面建設開展。所有材料均來自日本。

2、二十世紀九十年代寶鋼高爐大修時逐步采用歐洲的技術路線：即強調(diào)耐火材料也非常重視水冷技術。

3、日本高爐用耐火材料也在改進，但步伐不大，至今仍很少用Sialon系統(tǒng)材料，但非常重視水冷技術。高爐壽命很長—超過20年。1022.1.4我國高爐用耐火材料的發(fā)展中國高爐用耐火材料的發(fā)展：寶鋼高爐本體用耐火材料歷程對中國大型高爐用耐火材料發(fā)展具有重要意義寶鋼初期耐火材料全部是日本體系。我們通過引進—消化—吸收—國產(chǎn)化的歷程、實現(xiàn)一次跨越。從日本模式轉(zhuǎn)變到歐洲模式、材質(zhì)也出現(xiàn)重大變化、走向賽隆結合碳化硅和賽隆結合剛玉體系。103寶鋼高爐本體用耐火材料歷程對中國大型高爐用耐火材料發(fā)展具有重104172.1.5.1爐身上部和中部用耐火材料爐身上部和中部是高爐布料和塊狀物料下降的位置。爐身的上部的溫度較低，其破損的主要原因是由于布料和爐料下降帶來的機械沖刷和隨上升氣流而在此聚集的堿金屬所產(chǎn)生的化學侵蝕。在爐身中部，溫度較高，溫度波動較大，同時有些物料在此處被加熱分解，因此耐火材料損毀的主要原因是爐內(nèi)溫度變化產(chǎn)生的熱震破壞作用，其次是物料下降和爐氣上升的機械沖刷。1052.1.5.1爐身上部和中部用耐火材料爐身上部和中部是高耐火材料的要求應該是：砌筑的爐襯材料應該具有較低的氣孔率，較高的機械強度，能夠抵抗爐料和上升氣流的磨損，同時還應具有良好的抗堿金屬侵蝕性，并且要求材料中的氧化鐵含量要低，避免與上升的CO發(fā)生氧化還原反應。106耐火材料的要求應該是：砌筑的爐襯材料應該具有較低的氣孔率，較爐身上部和中部侵蝕原因及對耐材的基本性能要求：侵蝕原因?qū)δ突鸩牧系男阅芤?.爐料下降過程的磨損2.上升煤氣流的沖刷磨損3.堿金屬侵蝕破壞4.CO的破壞作用1.耐壓強度高2.抗堿金屬侵蝕性好3.氣孔率低4.氧化鐵含量低選用耐火材料：粘土磚、硅線石磚、致密粘土磚、高鋁磚等。107爐身上部和中部侵蝕原因及對耐材的基本性能要求：侵蝕原因?qū)δ突?.1.5.2爐身下部、爐腰爐身下部、爐腰侵蝕原因及對耐材的基本性能要求：侵蝕原因?qū)δ突鸩牧系男阅芤?.初成渣的化學侵蝕2.下降爐料的磨損3.金屬鐵的侵蝕破壞4.煤氣流沖刷磨損5.熱震引起的剝落1.抗渣侵蝕性好2.抗堿金屬侵蝕性好3.高溫強度高4.導熱性好5.氣孔率低6.熱震穩(wěn)定性好

從爐身下部到爐腰的磚襯，既受下降爐料和上升高溫高壓煤氣的磨損以及溫度變化引起的熱沖擊，又受高FeO高堿度初渣的化學侵蝕，更為嚴重的是堿金屬和鋅蒸氣造成的碳素沉積和化學反應，使耐火磚組織脆化，失去強度。選用耐火材料：鋁炭磚、碳化硅磚、熱壓小塊炭磚及半石墨化炭-碳化硅磚等。1082.1.5.2爐身下部、爐腰爐身下部、爐腰侵蝕原因及對耐材的2.1.5.3爐腹用耐火材料爐腹帶侵蝕原因及對耐材的基本性能要求：侵蝕原因?qū)δ突鸩牧系男阅芤?.高溫煤氣流的沖刷磨損2.熱態(tài)渣鐵的沖刷侵蝕3.高溫破壞作用1.高溫耐磨性好2.抗渣鐵侵蝕性好3.導熱性好爐腹處砌磚在冷卻壁的冷卻作用下，可以形成渣皮，起保護作用。選用耐火材料：鋁碳磚、半石墨化碳-碳化硅磚、熱壓小塊碳磚、Si3N4結合SiC磚等。1092.1.5.3爐腹用耐火材料爐腹帶侵蝕原因及對耐材的基本2.1.5.4爐缸、爐底用耐火材料內(nèi)襯侵蝕原因及對耐材的基本性能要求：侵蝕原因?qū)δ突鸩牧系男阅芤?.鐵水溶蝕及滲透2.鐵水環(huán)流沖刷侵蝕3.堿金屬侵蝕4.熱應力的破壞作用1.抗鐵水溶蝕、抗?jié)B透性好2.導熱性好3.抗堿金屬侵蝕性好4.氣孔率低、微孔性爐缸側(cè)壁砌體出鐵口以上受到鐵渣的侵蝕作用，出鐵口以下為”死鐵層”,長期受鐵水侵泡，在爐缸壁與爐底的交界處受到鐵水環(huán)流的沖刷作用。因此要求砌體具有良好的抗鐵渣、鐵水侵蝕能力和抗機械沖刷能力。目前國內(nèi)大、中型高爐爐缸、爐底大多采用碳磚和碳磚－陶瓷杯復合爐缸兩種。

1102.1.5.4爐缸、爐底用耐火材料內(nèi)襯侵蝕原因及對耐材的基陶瓷杯結構示意圖陶瓷杯是指在爐底碳磚的基礎上鋪砌一層莫來石磚后再鋪一層粘土磚，或鋪砌兩層莫來石磚，爐缸內(nèi)砌筑剛玉質(zhì)大型預制塊（全杯）；或只在爐缸交接處拐角砌一段粘土磚（小杯）。111陶瓷杯結構示意圖陶瓷杯是指在爐底碳磚的基礎上鋪砌一層莫來石磚陶瓷杯結構特點如下：延長爐缸壽命(1)減少了鐵水滲入；因為1150℃的等溫線非?？拷ぷ鳠崦?，因而材料性能受滲入鐵水的影響較小；(2)因為在陶瓷材料里的等溫線分布非常緊密，因而由于熱面的各種磨損(機械磨蝕、化學侵蝕、堿侵蝕等)所導致的1150℃等溫線的位移距離受到了制約。112陶瓷杯結構特點如下：延長爐缸壽命252、節(jié)約能耗和經(jīng)濟效益(1)由于爐缸熱損失降低，因而鐵水溫度可升高18~25℃，有利于提高煉鋼過程的效率。(2)降低焦比。若保持鐵水溫度不變，則可以節(jié)約焦炭并降低鐵水中的硅含量。(3)爐缸對向涼現(xiàn)象不再敏感。(4)高爐內(nèi)的殘鐵量將減少，這將在大修過程中節(jié)約時間。1132、節(jié)約能耗和經(jīng)濟效益26數(shù)據(jù)更新至2010年8月31日寶鋼高爐運行概況114數(shù)據(jù)更新至2010年8月31日寶鋼高爐運行概況271BF(第3代)2BF(第2代)3BF4BF爐喉鋼磚下部水冷板水冷板水冷板水冷板爐身上部冷卻壁鑲Si3N4-SiC磚冷卻壁鑲Si3N4-SiC磚堇青石硅線石鑲磚冷卻壁鑲Si3N4-SiC磚爐身中部冷卻壁鑲Sialon-SiC磚Sialon-SiC磚堇青石硅線石鑲磚Si3N4結合SiC磚Sialon-SiC爐身下部冷卻壁鑲Sialon-SiC磚石墨磚+Sialon-SiCSi3N4-SiC鑲磚石墨磚+Sialon-SiC爐腰冷卻壁鑲Sialon-SiC磚石墨磚+Sialon-SiCSi3N4-SiC鑲磚石墨磚+Sialon-SiC爐腹3段冷卻板：石墨磚冷卻壁鑲Sialon-SiC石墨磚β-Al2O3-SiC磚石墨磚風口區(qū)自結合碳化硅磚硅線石磚普通炭磚D硅線石磚鐵口區(qū)小塊炭磚NMD小塊炭磚NMD小塊炭磚NMD小塊炭磚NMD爐缸小塊炭磚NMA+NMD小塊炭磚NMA+NMD小塊炭磚NMA小塊炭磚NMA+NMD爐底陶瓷墊微孔炭磚3RD-N普通炭磚5RD-N石墨磚RN陶瓷墊普通炭磚D石墨磚CBY普通炭磚D石墨化炭磚AGSR陶瓷墊普通炭磚D高爐本體耐材配置(現(xiàn)役)1151BF(第3代)2BF(第2代)3BF4BF爐喉鋼磚下部水冷2.1.6高爐用修補料1、高爐內(nèi)襯噴補2、硬質(zhì)壓入3、壓力灌漿1162.1.6高爐用修補料1、高爐內(nèi)襯噴補29爐身爐腰爐腹爐缸爐底爐頂內(nèi)襯損壞的表現(xiàn)形式內(nèi)襯減薄、爐殼發(fā)紅鐵口保護磚損壞，鐵口冒煤氣嚴重。爐缸側(cè)壁溫度高風口嘴燒損內(nèi)襯減薄、爐殼發(fā)紅維護措施硬質(zhì)壓入、噴涂更換風口后壓漿鐵口保護磚更換爐缸側(cè)壁灌漿耐材噴涂選用強度高、抗煤氣侵蝕好的高鋁噴涂料選用樹脂結合的鋁-碳-炭化硅質(zhì)硬質(zhì)壓入料選用抗渣鐵、熱震性能好、強度高耐火磚結構使用非水系的、抗氧化、高導熱的壓入料采用不含水的碳質(zhì)泥漿壓入料高爐爐體維修技術117爐身爐腰爐腹爐缸爐底爐頂內(nèi)襯損壞的表現(xiàn)形式內(nèi)襯減薄、爐殼發(fā)紅高爐內(nèi)襯噴補一般是在降低料線情況下對露出的爐墻進行噴補造襯，特別適合高爐上部無料部位與大面積的爐墻修補，必要時料線可降至風口以下，對整個爐墻進行噴補造襯。從八十年代起，高爐噴補就在日本、西歐等企業(yè)廣泛應用。摩根、派力固、美國銘得、美國美固美特、日本黑崎等企業(yè)具備先進的高爐噴補技術。隨著耐材技術和自動化裝備技術的進步，現(xiàn)在可以應用濕法噴涂材料及熱態(tài)遙控自動噴補技術，不僅可以修補爐身內(nèi)襯，而且可以造襯，大大延長高爐使用壽命，二者的結合成為高爐噴補先進技術的發(fā)展趨勢。118高爐內(nèi)襯噴補一般是在降低料線情況下對露出的爐墻進行噴補造襯，寶鋼1高爐（第二代）遙控濕法噴補照片熱態(tài)遙控自動噴補技術119寶鋼1高爐（第二代）遙控濕法噴補照片熱態(tài)遙控自動噴補技術32硬質(zhì)壓入傳統(tǒng)的壓入維修：一般選用水泥結合的高鋁質(zhì)壓入料，泵側(cè)壓力一般2～3MPa，爐側(cè)壓力一般小于0.5MPa。壓入料施工體硬化遲緩，高水分蒸發(fā)容易炸裂，材料氣孔率高，強度低，因而壽命較短。由于壓入料受到爐內(nèi)溫度和壓力設備的限制，進行壓入維修的部位在高爐爐身中部以上全部有爐料的部位。硬質(zhì)壓入維修：機側(cè)壓力18.8MPa，爐側(cè)壓力為5MPa。相當于普通壓入設備的十倍，壓入維修后使用壽命3個月以上。使用在爐身中下部、爐腰、爐腹部位有爐料的區(qū)域。采用復合樹脂為結合劑，強調(diào)材料的耐磨性、施工作業(yè)性、適當?shù)挠不瘯r間、擴展性和與內(nèi)襯良好的粘結性。120硬質(zhì)壓入傳統(tǒng)的壓入維修：一般選用水泥結合的高鋁質(zhì)壓入料，泵側(cè)硬質(zhì)壓入a.壓入前爐內(nèi)狀況b.壓入初期c.壓入料擴展硬化狀況d.壓入料硬化后內(nèi)部形態(tài)硬質(zhì)壓入料爐內(nèi)變化過程121硬質(zhì)壓入a.壓入前爐內(nèi)狀況b.壓入初期c.壓入料擴展硬壓力灌漿目的：生產(chǎn)以后，爐缸周圍碳磚逐漸受到侵蝕。當爐缸側(cè)壁電偶溫度上升或鐵口周圍冒煤氣火大的時候，需要對爐底爐缸進行灌漿(向耐火磚與爐皮之間灌漿)。目的是防止鐵皮與耐火磚之間產(chǎn)生間隙，保證良好的導熱性能，以便打水冷卻發(fā)揮效果。設備選定：灌漿泵：型號MP100r-PA-15C

能力----15kg/min

壓力----30MPa

部位選定：a、爐缸側(cè)壁溫度高的部位；

b、鐵口冒煤氣大的區(qū)域；

c、維護性，以前灌過漿的孔；

d、爐皮發(fā)紅處122壓力灌漿目的：生產(chǎn)以后，爐缸周圍碳磚逐漸受到侵蝕。當爐缸側(cè)壁2.2高爐爐前用耐火材料撇渣器擺動溜嘴1232.2高爐爐前用耐火材料撇渣器擺動溜嘴362.2.1高爐出鐵口炮泥1242.2.1高爐出鐵口炮泥37爐缸出鐵口125爐缸出鐵口382.2.1高爐炮泥的作用出鐵口炮泥可以反復多次被打開和充填。炮泥能維持鐵口孔徑穩(wěn)定，出鐵均勻，最終出凈爐內(nèi)的鐵渣熔液?？梢员Ｗo爐缸。1262.2.1高爐炮泥的作用出鐵口炮泥可以反復多次被打開和充填。2.2.2炮泥應具備的性能(1)炮泥要有一定的塑性，保證從泥炮中打出時不破碎，容易擠進并填滿鐵口通道；(2)出鐵口經(jīng)常處于高溫狀態(tài)，要求炮泥的耐火度要高（一般炮泥的耐火度在1400℃以上）；(3)燒結性要好，強度高，耐沖刷和耐侵蝕。一般情況下，燒結速度越快，炮泥越安全可用；(4)開口容易，開口機鉆口容易，方便現(xiàn)場操作；(5)要求炮泥應具有較高的抗渣能力，不易受渣鐵的侵蝕，耐高溫溶渣及鐵水腐蝕能力強，鐵口孔徑擴孔速度慢，鐵流穩(wěn)定，并有較強的耐沖刷磨損性；(6)要求炮泥在使用時體積穩(wěn)定性好，高溫不收縮，避免產(chǎn)生裂紋；(7)適宜的氣孔率，使炮泥具有足夠的透氣性，有利于炮泥中揮發(fā)分的外逸；(8)環(huán)境污染小。1272.2.2炮泥應具備的性能(1)炮泥要有一定的塑性，

2.2.3炮泥的發(fā)展現(xiàn)狀1國內(nèi)炮泥的發(fā)展現(xiàn)狀傳統(tǒng)炮泥：這種炮泥以焦粉、粘土、礬土熟料及焦油瀝青為主要原料，加水攪拌而成，俗稱有水炮泥。特點：這種炮泥一般體積密度小，耐渣鐵侵蝕性差，在大中型高爐上堵鐵口時易造成鐵口深度不夠，在出鐵期間往往跑焦炭、出鐵放風、出不凈鐵渣熔液等，影響高爐正常生產(chǎn)。但由于其成本低，經(jīng)各煉鐵廠改進后仍在我國的絕大多數(shù)中小型高爐上使用，其單耗在1.2kg/t以上。1282.2.3炮泥的發(fā)展現(xiàn)狀1國內(nèi)炮泥的發(fā)展現(xiàn)狀41無水炮泥。無水炮泥一般由剛玉、碳化硅和焦粉為主要原料，同時配加不同的外加劑，以焦油作為結合劑。特點：這種炮泥由于采用優(yōu)質(zhì)高純原料，并以C質(zhì)原料為結合劑，其耐鐵渣侵蝕性能比有水炮泥大為提高，可以使鐵口出鐵時間延長，降低出鐵次數(shù)。寶鋼TA-4炮泥每次出鐵時間可達120min以上，每天出鐵次數(shù)為10~11次。缺點是開鐵口困難，寶鋼采用插棒法開鐵口，炮泥單耗已從過去的0.8kg/t鐵降到了0.35kg/t鐵。129無水炮泥。42表國內(nèi)部分鋼廠炮泥的使用情況單位爐容(m3)鐵口深度(%)鐵口合格率(%)噸鐵消耗量(kg?t-1)萊鋼18802.7~2.8950.8包鋼22002.5~2.71000.5~0.6寶鋼40633.4>980.3~0.5武鋼320031000.68鞍鋼25802.8950.6馬鋼25003>980.7~0.8酒鋼18002.3951~1.3本鋼26002.7~2.8901.6130表國內(nèi)部分鋼廠炮泥的使用情況單位爐容(m3)鐵口深度(%)國外炮泥的發(fā)展經(jīng)歷了兩個階段。第一階段為有水炮泥，和國內(nèi)的相差不多。20世紀70年代至80年代初，世界各國相繼推出了無水炮泥。起初的無水炮泥都是用焦油作結合劑，由于焦油在使用中會產(chǎn)生煙霧，惡化工作環(huán)境。日本和西德等國研制出了樹脂為結合劑的無水炮泥，不僅消除了煙霧，而且能快速硬化，大大提高了無水炮泥的性能。除結合劑方面的改進外，日本在1979年到1987年，還先后開發(fā)了SiO2炮泥，高耐用性SiO2炮泥，及特別耐用的氧化鋁炮泥，由于無水炮泥開鐵口困難，日本于1985年開發(fā)出了插棒法開鐵口，取得了較好的使用效果。131國外炮泥的發(fā)展經(jīng)歷了兩個階段。44高爐炮泥的發(fā)展趨勢提高原料純度、選用優(yōu)質(zhì)的結合劑及添加不同的外加劑，改善并提高了炮泥質(zhì)量，滿足了高爐安全順行的需要。結合劑：隨著世界各國對節(jié)能和環(huán)保的重視作為一般無水炮泥結合劑的焦油或蒽油，將會逐漸被環(huán)保型的改性樹脂結合劑所取代；為了提高炮泥的高溫強度、炮泥的原料正在向高純度、雜質(zhì)含量低、碳質(zhì)和堿性化方向發(fā)展；同時隨著微粉特別超微粉的出現(xiàn)以及在材料中的廣泛應用，目前炮泥為了提高致密度和燒結性能，其配料正向細粉增多的方向發(fā)展。增加氮化硅、碳化硅結合氮化硅，藍晶石，氮化硅鐵，鋁粉等高品質(zhì)材料，以提高體積穩(wěn)定性，還可提高體積密度。132高爐炮泥的發(fā)展趨勢提高原料純度、選用優(yōu)質(zhì)的結合劑及添加不同的2.3.4高爐炮泥的損毀機理1熱機械作用損毀熱震穩(wěn)定性的影響：循環(huán)出鐵和堵鐵口出現(xiàn)的熱震穩(wěn)定性的影響（從1500℃過度到100℃）；體積穩(wěn)定性的影響：新舊炮泥的接觸面上，也會由于新炮泥的燒結收縮產(chǎn)生縫隙，這樣就使得熔融的渣鐵液體易滲入這些縫隙，當下次鐵口打開時，在熔流強烈的沖刷下，使炮泥發(fā)生脫落損毀。內(nèi)外熱應力的影響：新堵塞的炮泥，受鐵口內(nèi)外溫度的作用，使炮泥燒結速率不等，在鐵口炮泥內(nèi)產(chǎn)生熱應力，出現(xiàn)微裂紋并逐漸擴大，若裂紋擴展到整個鐵口截面，就會發(fā)生斷鐵口現(xiàn)象。1332.3.4高爐炮泥的損毀機理1熱機械作用損毀462熱化學侵蝕損毀

炮泥中常見的雜質(zhì)氧化物：TiO2、Fe2O3、CaO、MgO等，與高爐熔渣中的多種成份：SiO2、CaO、Al2O3、MgO、MnO、FeO、CaS等反應，使炮泥被侵蝕。鐵橄欖石2FeO·SiO2的熔點只有1178℃，鐵堇青石2FeO·2Al2O3·SiO2的熔點只有1083℃，MnO·SiO2的熔點為1291℃，2MnO·SiO2的熔點為1345℃。在出鐵期間，會隨著鐵渣熔液的沖刷及溫升轉(zhuǎn)成渣液而流失，使出鐵口孔徑擴大，造成跑大流，影響出鐵安全。1342熱化學侵蝕損毀473操作因素對炮泥損毀的影響(1)出渣出鐵方式的影響。(2)出鐵次數(shù)的影響。(3)開鐵口方式的影響。1353操作因素對炮泥損毀的影響(1)出渣出鐵方式的影響。3.影響炮泥質(zhì)量的因素1）原料對炮泥質(zhì)量的影響2）結合劑對炮泥質(zhì)量的影響3）外加劑對炮泥質(zhì)量的影響4）生產(chǎn)工藝對炮泥質(zhì)量的影響1363.影響炮泥質(zhì)量的因素1）原料對炮泥質(zhì)量的影響491、原料(1)原料的化學成分：(2)原料的顆粒組成；(3)原料的含水量。1371、原料(1)