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——— 高 炉无水炮泥的生产与使用浅见 ———
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发布:xxyjnc  浏览:510次  发布时间:2018-06-26

  炼铁生产中,炮 泥的作用说简单很简单,就是:堵铁口、易开口、维持稳定的铁口深度。说复杂,也复杂,炮泥用的好,出铁出渣出的好,就能保证高炉吃的好,拉的好,炉况顺行,气流通畅,这样生产效率高,产量大,高炉也能够保证长寿。

  炮 泥的性能有行业标准YBT4196-2009《高炉用无水炮泥》,从 这个标准里可以看到:炮 泥的高温下的性能事实上就只有一个1350℃×3h埋 炭烧后的性能来表征,烧后的体积密度,线变化率,烧后耐压强度。密 度指标与原材料选材有关系,你 选择棕刚玉而不用矾土密度肯定大些,但是你用矾土,少用电焦粉,密度(g/cm3)≮1.7、1.8一样容易达到,所以说密度容易达到;烧后耐压强度(MPa)以≮8、10、15作 为不同高炉容积的炮泥的推荐指标,作 为一个推荐性的标准,耐 压强度是炮泥耐冲刷、通 铁时间的有关联的一个参考性能,仅作为一个参考,因 为出铁的过程前期是铁水冲刷,后期是渣的冲刷,真 正好用适用的炮泥这几个指标是不够的。有些公司使用的炮泥,虽 然其烧后耐压强度只有3―5MPa,其 使用性能仍然可以满足750―1500M3高炉的需要,毕 竟小高炉通铁的量不大,通铁时间有些也只有70―100min。对 于大高炉的炮泥而言,其 烧后耐压强度近年来有较大的变化,因 为开口机的能力提高,有 些公司生产的炮泥在1450℃×3h埋 炭烧后耐压强度达到18―22MPa,这种炮泥耐冲刷、扩孔小,通铁时间长,有些高炉通铁次数在10―13次,少 数高炉通铁时间可达到160min;之所以选择1450℃×3h处理炮泥,是 因为大高炉铁水温度高,做 出来的性能指标更有针对性。

  从炮泥的发展历史看:最 早的炮泥是有水炮泥,炉子小,冲力小,铁水量小,因 此炮泥的要求很简单,粘土、焦 粉加点骨料用水拌合即可达到要求。而当高炉容积增加,出铁量增大,时间延长时,炮 泥的要求就发生了变化。炮 泥被挤压进入铁口通道后,要能够快速烧结,堵塞铁口,能够快速拔炮,进 入炉内的炮泥能够经受铁水环流,维持铁口的深度,利于出铁的顺行;泥条自身要收缩小,免 得与老炮泥产生缝隙引起煤气串漏,造成铁水喷溅,对于炮泥的配制来讲,要求炮泥的塑性好,烧后的变形小,能够烧结快,因 此赋予炮泥可塑性的油性结合剂就非常重要。国 内炮泥的结合剂大多数用蒽油、二蒽油、焦油居多,近 年使用焦油炮泥的厂家有所增加,主 要还是因为焦油中的固定碳含量高,赋予炮泥的结合性好,大 高炉泥炮的压力增加,焦 油使得炮泥变硬的缺点得到克服;有 些炮泥生产厂加入部分焦油生产大高炉炮泥,使用效果也较好。环 保炮泥是一种发展趋势,国 内有采用德国产结合剂T60生产的炮泥,环 保性能可达到欧洲标准,但T60价格较贵,在 钢铁行业不景气的大环境下,环 保炮泥的推广力度受限制。国 内有少数厂家声称生产出了环保炮泥,但 如果炮泥仍然采用焦油、蒽油,固 体结合剂采用沥青调整强度,其 苯并芘的控制很难达到欧洲标准,欧 洲第三代环保炮泥苯并芘含量控制小于300ppm,而 国内对苯并芘的测试技术都很少,测 试方法多是参照大气中苯并芘的测试方法,何 况苯并芘还有不同的种类;因 此对环保炮泥的研究及使用还有一个过程。T60类 环保型炮泥结合剂的生产原料仍然是煤焦油、石油焦油类物质,据 笔者观察及参观生产厂家过程的推测,应 该是通过不同温度下的馏分处理,加 上改质提纯处理后的沥青溶融混合的结果,因 其固体成份含量较大,粘度高,炮泥挤出的泥条均匀、不容易断、收缩小。有 些炮泥生产商称发明了树脂类的环保炮泥,这个有可能;国 外在煤焦油提炼过程中,也 生产出一种透明的树脂物质,能 够使用有机树脂和溶剂调制出适合炮泥使用的环保结合剂,也是一种方向。随 着国内对环保结合剂研究技术的发展,应 用环保炮泥必然是大势所趋,价格也会降下来。

  炮 泥的耐用性能与组成有关,从YBT4196-2009《高炉用无水炮泥》的规定看:大高炉炮泥SiC+C要求≮30%,对于小高炉,有 些炮泥中焦炭粉加到20-30%的报道都有,碳素多,容易开口,油 性结合剂的挥发也快,容易烧结,但近年来,炮泥的发展趋势看,炮 泥中的焦炭粉用量减少,有些估计也就是10-15%的范围,焦炭含量少,容易烧结,开 口性就需要合理调配炮泥的组成。炮 泥的耐冲刷性能需要调整SiC含量,有 些调整氮化硅或者氮化硅铁的含量,事实上,每个高炉容积不同,炉况条件不同,加入的SiC及 氮化硅或者氮化硅铁的含量也不同,需 要根据具体情况加以分析后调整配方。

  早 期的技术人员在炮泥配方的调整过程中,常用调整粘土、绢 云母或沥青用量的方法,可 塑性指标就是调节油性结合剂的用量,随 着原材料的应用领域拓宽,也 有公司开始采用叶蜡石、界 面处理剂调节炮泥的润滑性,采 用不同的液体结合剂、溶剂调整炮泥的塑性。关键的问题,还 是需要用技术方法来代替人工经验,处 理炮泥生产与应用过程中的技术问题,如 国外有些炮泥生产商采用手持式的可塑性测定仪器测定马夏值,以 分析炮泥的打泥性能,非常方便快捷。

  炮泥的消耗与打泥量、出铁次数有关,如 果炼铁厂以吨铁承包,那 么炮泥供应商需要密切关注炮泥的质量与耐用性的相关影响因素。其 实每个高炉的使用条件不同,炮 泥生产商需要关注与炮泥使用环境相关的技术参数。如 某铁厂几座不同高炉的相关技术参数为:3800M3高炉利用系数2.616-2.720t/M3·d,风量7325-7253M3/min,富氧率6.166(2009)-6.285%(2011),风温1200℃;3200M3高炉利用系数2.283-2.494t/M3·d,风量5997-6137M3/min,富氧率5.46(2008)-5.589%(2007),风温1156-1250℃;2200M3高炉利用系数2.509t/M3·d,风量3400-4600M3/min;1536M3高炉利用系数2.22-2.248t/M3·d,风量2850-2945M3/min,富氧率4.01(2013)-4.31%(2011),风温1180-1195℃。(数 据为不同时期的资料,仅作参考)

  从 这些数据可以推测炮泥的使用环境:渣、铁 出干净后压入的炮泥进入铁口通道及炉缸中的泥包头后,风温、风量、富 氧率都会影响炮泥的烧结与使用环境,也会影响铁口的稳定,而利用系数,也 意味着铁水及渣的流量对泥包、铁口通道的冲刷磨损。有 针对性的了解炮泥的使用环境,配合对开口机能力、泥炮技术参数的了解,就 可以确定炮泥的可塑性是大小,炮泥的强度的大小,碳 化硅及氮化硅铁的加入量大小等。

  有 些炮泥的生产商比较关注钻头大小、出铁次数,炮泥消耗等指标;但从实际情况看:国 内炼铁工作者并不一定关心炮泥的技术问题,比如炮泥配方、性价比、消耗等,因 为职业与职责的作用,他 们关心的只是打泥与开口的好坏、铁口的稳定与否;而对钻头、出铁次数,只是一种习惯性操作,何 况出铁次数由于受配罐、列车调配等因数影响,难以改变。因此,炮 泥生产商必须多与铁厂的生产调度部门沟通,让 其认识到不同钻头的适用性与炼铁生产的利弊,在条件成熟时,减少出铁次数,增 加高性能炮泥的用量,保证高炉的稳定顺行,这 样也利于降低炮泥消耗,减少生产成本。

  炮泥,英文翻译为tapholeclay,早 期有人译作堵口的粘土,其实有其历史渊源,出铁口填充物,1948年用的就是粘土+粘土砖颗粒+焦炭粉+水的混合物,明了其位置和作用,了解现代高炉的变化,就可对症下药。

  生产商找到商机、市场与利润;而铁厂用得好、用得起,炮 泥的供需双方才会皆大欢喜。

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