代淑娥 王艳升（天津天铁冶金集团劳服实业有限公司，河北涉县 056404）

天铁高炉用无水炮泥的开发和应用

代淑娥 王艳升（天津天铁冶金集团劳服实业有限公司，河北涉县 056404）

介绍了天铁劳服实业有限公司研制开发高炉用无水炮泥的过程。与有水炮泥相比，无水炮泥性能良好，操作方便。在炼铁高炉上应用后，减少了高炉休风次数，延长了出铁时间，为高炉的顺产、高产打下了坚实的基础，经济效益和社会效益显著。

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1 前言

高炉用炮泥是炼铁过程中用来封堵高炉出铁口的耐火材料，使用时用冶炼行业专用的设备——泥炮以一定的压力挤入出铁口。目前，根据结合剂的不同，炮泥可分为有水炮泥和无水炮泥两大类。以水作结合剂的称为有水炮泥，以焦油、树脂等有机材料作结合剂的称为无水炮泥。前几年高炉主要使用有水炮泥，随着高炉不断向大型化发展，对炮泥堵塞出铁口的坚实性和出铁时的耐侵蚀性要求越来越高，综合性能更好的无水炮泥逐步取代有水炮泥。在顶压较高、强化冶炼程度高的大中型高炉上，多采用无水炮泥，尤其是大于2 000 m3的高炉均采用高质量的无水炮泥，以满足高炉安全、稳产、高产的需要。

2 无水炮泥的研发

天铁集团炼铁老区有5座高炉，多年来一直使用炼铁厂综合车间生产的有水炮泥堵出铁口，在使用过程中，充分暴露出有水炮泥不利于铁口维护、安全系数低以及浪费比较大等一系列问题。铁口抵抗渣铁的机械冲刷和化学侵蚀性能差，造成高炉渣铁出不净，不仅影响高炉顺利高产，还容易发生出铁过程中铁口断，导致铁口跑大流引发事故。同时，经常潮铁口出铁，容易发生铁口放炮事故，不利于安全生产。近几年，随着高炉的不断扩容和强化冶炼，有水炮泥已经不能满足生产的需要。天铁劳服实业有限公司针对炼铁老区5座高炉进行开发研制无水炮泥，以满足炼铁高炉生产的需要。根据无水炮泥研制开发的需要，添置了一台炮泥成型机并采购一批生产原料，在原料配方和制作工艺的数次试验后，无水炮泥研制开发成功。首先在5号高炉进行试验，应用效果良好，之后逐渐在其它4座高炉推广应用，取得了显著的经济效益和社会效益。

2.1 无水炮泥的主要成分及技术分析

（1）无水炮泥主要成分

无水炮泥基本成分有矾土熟料、焦炭粉、粘土、沥青粉、SiC。结合剂为焦油、蒽油。

（2）无水炮泥主要成分的技术分析

无水炮泥中矾土熟料（Al2O3＞80%,粒度＜3 mm）与有水炮泥中的废砖粉相比，Al2O3含量高，提高了炮泥的耐用性。

高温沥青粉在成泥过程中，熔化后可填充空隙并提高无水高炮泥的粘结强度，在使用过程中炭化，提高了残炭量，有助于提高无水炮泥的高温性能。

焦炭粉具有耐高温、抗渣性和透气性好、不易与渣铁粘结、脆性好等优点，与矾土颗粒一起构成无水炮泥的骨架，防止耐火原料过烧结，并且有利于钻孔增强无水炮泥的抗渣铁侵蚀能力。

焦油是无水炮泥普遍采用的结合剂，同时也起到增加塑性的作用。在使用过程中，焦油遇高温炭化形成碳结合，炮泥从低温到高温的强度就得到保证能提高无水炮泥的抗渣侵蚀性和抗铁水冲刷能力。因焦油成分复杂炭化较慢，形成高温强度所需时间长且常温下粘度大不利于生产，生产中采用焦油加蒽油做结合剂，效果优于单独使用焦油。

碳化硅（SiC）化学稳定性好，导热率高，耐磨性好，高温强度高，热膨胀系数小，具有较高的透气性和抗渣性。加入SiC可改善无水炮泥的抗渣侵蚀及抗铁水冲刷能力，延长出铁时间。

耐火粘土可改善无水炮泥的操作性能，使用中提高炮泥的烧结性和强度，出铁时有利于出铁口的打开。

2.2 无水炮泥的生产工艺

（1）主要生产设备

已有设备：破碎机，雷蒙磨，振动筛，搅拌机，称量用的秤，混碾机。

新增加设备：炮泥机，产能3t/h，产量足够炼铁厂5座高炉使用；油罐用于存放焦油、蒽油。

为了保证无水炮泥的质量，必须严格按比例配料，根据生产情况需要事先将各种原料称量分份，生产上料时每种原料投入相应的份数即可。焦油和蒽油需提前预热，然后再加入混碾机搅拌，以便使各种原料能充分搅拌均匀。当原料混碾一定时间充分搅拌均匀，粘度和强度达到成型要求后停止混碾，由炮泥成型机挤压成型。合格的无水炮泥定点存放，由拖拉机运输至高炉使用现场指定存放地点。

（2）无水炮泥生产工艺

生产工艺简图见图1。

2.3 无水炮泥与有水炮泥的技术指标比较

无水炮泥与有水炮泥的技术指标见表1。

表1 无水炮泥有水炮泥的技术指标

通过表1可知，无水炮泥Al2O3含量比有水炮泥高8%，无水炮泥SiC含量比有水炮泥高5%，无水炮泥密度比有水炮泥高0.35 g/cm3，无水炮泥耐压强度比有水炮泥高3.2 MPa，使用中无水炮泥的强度、耐冲刷、耐侵蚀性能均优于有水炮泥。

3 无水炮泥的应用效果

3.1 性能良好

（1）良好的粘合性

打入出铁孔内的新无水炮泥与孔内的旧无水炮泥有良好的粘合性，使新、旧炮泥形成整体，防止因缝隙存在而引起渗铁、渗渣，影响出铁。

（2）良好的烧结性

打入出铁口孔内的无水炮泥，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。

（3）良好的耐冲刷、耐侵蚀性能

使出铁口孔径不急剧扩大，保证出铁时间，减轻炉前劳动强度，减少炉前的资材消耗，因而降低生产成本。

3.2 开孔容易

当出铁口需要出铁时，出铁口孔内的炮泥很容易被钻通，避免了潮铁口出铁，能够及时出铁，确保高炉炉前出铁作业的顺利进行，减轻炉前的劳动强度。

3.3 操作方便

当该出铁口出铁完成后，能在短时间内将出铁口堵上，且确保足够的打泥量，保持稳定的铁口深度。

3.4 铁口深度合格率高

炼铁高炉在应用无水炮泥后，铁口深度始终保持在1 800 mm～2 000 mm，铁口深度合格率由原来的95%提高到98%以上，并杜绝了潮铁口出铁。

4 使用无水炮泥的效益显著

4.1 直接经济效益

天铁劳服开发的高炉无水炮泥，使企业增加了一个新的经济增长点，集团炼铁厂5座高炉每月消耗无水炮泥约300 t左右，按每吨利润240元计算，每年生产无水炮泥可增加经济效益86万元。

4.2 对炼铁的效益

天铁集团炼铁厂原使用本厂生产的有水炮泥，改为全部使用天铁劳服生产的无水炮泥后，每年可节省生产成本153万元（工人工资108万元，水电、折旧费30万元，备件、材料消耗15万元）。

减少了炼铁炉前的材料消耗，降低了生产成本产品质量稳定，便于铁口的维护，减少了由于铁口问题而造成的高炉休风，保证了出铁时间及出铁次数的增加，保证高炉生产顺利进行。促进了炼铁产量的增加，每年可增加经济效益300万元。

使用无水炮泥，操作更加方便，减轻了炉前操作工人劳动强度。减少了资源消耗和对环境造成的污染，社会效益也很可观。

5 结论

5.1 无水炮泥和有水炮泥相比，具有强度高、抗渣性强、有合适的气孔率和强度等优点，更利于高炉安全稳产、高产。

5.2 天铁劳服研制开发的无水炮泥在炼铁老区成功应用，从延长出铁时间、减少高炉休风次数、稳定铁口深度等方面为高炉的顺产、高产打下了坚实的基础

5.3 今后，通过选用优质原料，降低杂质含量进一步提高无水炮泥的抗渣侵蚀性、耐冲刷性等性能指标，以满足2 500 m3以上级高炉的应用要求。

Development and Application of Waterless Stemming at Tiantie BF

Dai Shue,Wang Yansheng

The process of developing waterless stemming for blast furnace by Tiantie Labor and Service Industrial Company Limited is introduced.Waterless stemming shows good performance and easy operation compared with aquiferous stemming. After it was applied to the blast furnace of Tiantie,the shutdown number was reduced and tapping time prolonged,which lays a solid foundation for smooth and high production and gives prominent economic and social benefit.

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（收稿 2011-05-04责编赵实鸣）

代淑娥，大学本科学历，工程师，现任天铁劳服实业有限公司董事长、总经理。