鐵口無水炮泥的主要原料及要求

一 無水炮泥中各原料組成及對炮泥性能的影響分述如下

1、焦粉

焦炭的種類不同將產(chǎn)生不同化學(xué)反應(yīng)及其他不同特征。焦炭的特性是氣孔率高、導(dǎo)熱及導(dǎo)電性能好，抗渣及熱震穩(wěn)定性好，使鐵口保持還原氣氛，對SiC、碳化網(wǎng)絡(luò)及碳素材料起保護(hù)作用，是炮泥的主要原料之一。 焦粉的主要作用有三個(gè)：一是作為骨料，增強(qiáng)炮泥的顯氣孔率，改善炮泥的透氣性，便于揮發(fā)分的釋放；二是提供碳素與結(jié)合劑揮發(fā)的殘?zhí)拷Y(jié)合，形成碳結(jié)合相，保證炮泥的較終強(qiáng)度；三是產(chǎn)生還原氣氛，抑制其他原料氧化。

2、碳化硅

SiC具有高熔點(diǎn)（2200℃）、耐侵蝕、高熱導(dǎo)率、高耐磨性（硬度值達(dá)到2500kg/mm2)、高溫強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)小、熱震穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，在泥料中配入一定數(shù)量的碳化硅其作用是為了填充主骨料顆粒之間的空隙，以形成耐火基質(zhì)，使泥料具有更好的抗渣性、高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和熱震穩(wěn)定性，可改善其抗熔渣侵蝕和抗沖刷能力。但碳化硅在高溫氧化氣氛中易被氧化，因此在配入泥料中使用時(shí)應(yīng)給予考慮。

3、棕剛玉

炮泥所用的棕剛玉屬中性耐火材料，體密大、熔點(diǎn)高、硬度大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐渣鐵侵蝕性好，在高溫時(shí)轉(zhuǎn)化為α-Al2O3,根據(jù)其性能上的特點(diǎn)，在無水炮泥中配入一定比例的棕剛玉，是為了提高炮泥的抗渣鐵沖刷性和抗?fàn)t渣的化學(xué)侵蝕作用以及炮泥的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等。棕剛玉在炮泥中常作為骨料和粉料使用。

4、高鋁（鋁礬土）骨料

高鋁骨料屬于致密質(zhì)耐火顆粒原料，耐火度達(dá)到1770℃，起骨架作用。粒徑在3mm左右，其化學(xué)成分要求Al2O3≥80%、Fe3O4≤2%、MgO+CaO≤0.5%，吸水率≤5%。

5、絹云母

絹云母在無水炮泥中的作用： （1）提高炮泥的中、低溫強(qiáng)度； （2）絹云母在高溫下可做結(jié)合劑

（3）絹云母在炮泥原料中系超微粉原料，能使炮泥潤滑，有利于打泥

6、瀝青

瀝青作為含碳粘結(jié)劑配入泥料中，主要是幫助結(jié)合劑發(fā)揮強(qiáng)化效應(yīng)，可以進(jìn)一步起到改進(jìn)泥料某些性能的作用。如在高溫條件下瀝青成分碳化析出石墨碳，使泥料具有較好的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,炮泥選用的瀝青一般為高溫瀝青或改質(zhì)瀝青，其軟化點(diǎn)要求大于100℃。

7、粘土（白泥）粉

炮泥生產(chǎn)中所選用的粘土為軟質(zhì)可塑性粘土，主要成分是AL2O3+SiO2,粘土在中溫（900℃—1400℃）下能燒結(jié)成陶瓷材料，具有一定的硬度和耐磨性，但受熱收縮大且致密，不利于水分及有機(jī)物的揮發(fā)和逸出。根據(jù)粘土加熱變化特點(diǎn)，在泥料中過多的配入粘土粉，對泥料的體積穩(wěn)定性會有一定的影響，如鐵口斷裂等。因此在泥料配制中應(yīng)該給予嚴(yán)格控制。一般配入量在10—15%，較多不超過20%。

8、氮化硅（氮化硅結(jié)合碳化硅、氮化硅鐵）

近幾年，隨著對炮泥的研究深入，越來越多的非氧化物添加到炮泥中，對改善炮泥的性能起到了很好的作用。

二, 無水炮泥對各成份的要求

(1) 無水鐵口炮泥一般以焦油或蒽油作結(jié)合劑，應(yīng)嚴(yán)格控制各組份的含水量,含水量過高易造成鐵口噴濺,近年來出現(xiàn)的環(huán)保型的無水鐵口炮泥所用結(jié)合劑已改換成了酚醛樹脂或改性酚醛樹脂，這種結(jié)合劑對各種原料中的水分也沒有了特別嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)。由于樹脂相對于焦油來說，易與水結(jié)合，在加熱時(shí)能蒸發(fā)和固化，可減少因水分含量高影響使用效果的問題。

(2) 鐵口炮泥的原料化學(xué)成分，正在向高純度、雜質(zhì)含量低、碳質(zhì)和堿性化方向發(fā)展。雜質(zhì)含量高，易使鐵口炮泥在使用過程中形成低熔點(diǎn)化合物，降低了鐵口炮泥的高溫強(qiáng)度。*近期來看，采用高純度剛玉質(zhì)無水炮泥，可使抗渣侵蝕性能顯著提高。未來幾年，特別是特大型高爐強(qiáng)化冶煉后，對無水鐵口炮泥的要求會進(jìn)一步提高，氧化鎂質(zhì)堿性鐵口炮泥將可能在特大型高爐上發(fā)展，這種無水鐵口炮泥耐火度高，與高爐熔渣很少反應(yīng)，不但可延長出鐵時(shí)間，而且可降低鐵口炮泥單耗。

(3) 原料的粒度組成也是影響無水鐵口炮泥質(zhì)量的一個(gè)主要因素。研究認(rèn)為：組成中增加粗顆粒，可降低鐵口炮泥的擠出壓力，作業(yè)性好，加熱后氣孔率低，但粗顆粒超過一定比例，則出現(xiàn)相反的情況，這與氣孔率會增高，燒結(jié)性能變差有關(guān)。目前其配料正向細(xì)粉增多的方向發(fā)展，特別是超微粉的出現(xiàn)，有助于提高無水鐵口炮泥的燒結(jié)性能。