大型高炉的泥包设计

shuiyaji

炉前出铁是炼铁生产中的一个重要操作。铁水与渣出得好，铁口深度稳定，对高炉稳定顺行及提高产量很有利。随着大型高炉冶炼技术的发展，高炉的日出铁量可达到上万吨，铁水对铁口通道和泥包的冲击磨损大为增加，如果泥包强度不高，与炮泥的结合、置换能力不强，就会造成铁口无法稳定，影响炼铁生产，因此合适的泥包捣打料成为大型高炉维持铁口稳定的重要因素，武钢研究院对此进行了研究。

出铁期间，形成铁口的耐火材料被侵蚀，铁口直径增加，深度缩短；堵铁口时，被侵蚀的部分必须恢复原状，以保持铁口深度。因此堵铁口时的关键问题是增加铁口深度或是增加铁口水平泥包的长度。通常，在堵铁口时，打入炮泥的量要远远大于填补铁口内部空间所需的量，一般为铁口内部体积的２倍。若不能打入过量的炮泥，铁口深度就不可能增加。如果炉内铁口区除铁水或炉渣以外，没有其它东西，打入炉缸的炮泥被快速加热，就会碎裂成一些小块，向上漂浮。要增加铁口深度，打入的炮泥必须在铁口周围旧的泥包上粘结，并停留一段时间，与后来的泥包形成整体。因此，在炉内铁口区必须有一个容纳炮泥的空间，使泥包表面的主要部分被死料柱所覆盖，铁口深度才有可能增加。

对于新开的高炉，如果没有人造的泥包，铁口通道的稳定完全依靠炮泥的强度是很难实现的。传统的高强度炮泥在1450℃的烧后抗压强度仅仅在10MPa左右，而铁水流速可达6～13t／min，在如此高流速的铁水冲刷下，很难得到一个坚固稳定的泥包。通过预先设置的泥包，可以保证高炉在开炉初期的一段时间内形成稳定的铁口通道，从而维持铁口的深度。在高炉开炉后，如果捣打料被渣、焦炭矿石层磨损冲刷掉，则炮泥即使打入再多，也会漂浮掉，不会使铁口深度增加。要使打入的炮泥在炉内炉料中形成蘑菇形泥包头，能够承受铁水环流的冲刷磨损，同时在下一次开口过程中能够钻开，才能够保证生产中的出铁稳定。

大型高炉炉缸内的铁水循环量比较大，因此要保持铁口的深度和稳定，需要保证泥包的大小与相对稳定，而且能够承受铁水环流的冲刷，因此对泥包用捣打料的材质提出了较高的要求。为此，武汉钢铁公司研制出环保型泥包捣打料，其主要技术参数如下：1450℃×３h，体积密度大于2.75g／cm３；耐压强度大于25MPa；线变化率小于0.5％。

这种泥包捣打料捣打成型的试样经过烧成后，表面有近３mm的黑色致密层，往内就有绿色的碳化硅晶须。随着渗透入材料内部的氧量增加，氧化物晶须也会进一步氧化，形成致密的硅酸盐固熔体结构，对于气孔有封闭效果，因此有利于铁口内煤气串漏问题。

这种泥包捣打料已经实际应用于在武钢3800ｍ3高炉，新开高炉３天达产，日产量达到１万吨以上，铁水喷溅得到有效控制。

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