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无水炮泥最新研究进展与探讨

2017年06月21日 09:07 耐火材料网 zr/文

中国耐火材料网

    我国是一个产铁大国,有炼铁高炉上千座,炉容也大小不一。随着炼铁技术的不断发展,高炉纷纷采用精料技术、高风温技术、高压操作技术、喷吹燃料技术、富氧大喷煤技术等强化冶炼技术进行冶炼,这样必然造成对铁口用无水炮泥的质量性能要求越发严格。特别是近几年为了满足高炉安全生产及环境要求,无水炮泥已经由单纯的消耗材料向功能性材料转变,愈加使得科技工作者及工程技术人员对无水炮泥的材质、质量及性能方面进行研究与探讨。

国内外无水炮泥研究进展

1.国外无水炮泥研究进展

     国外无水炮泥的发展比较注重炉前操作水平,以充分发挥无水炮泥的性能。无水炮泥在国外发展迅速,不仅在原料使用上利用优质人工合成原料,同时也注重新型结合剂和添加剂的使用,而且也有专门针对无水炮泥的研究机构,如美国的伯利恒公司,法国的TRB公司(布洛涅耐火泥料公司),乌克兰的耐火研究所,日本的川崎、新日铁等。起初国外的无水炮泥所用的结合剂为焦油结合剂,但这种无水炮泥在高炉铁口开口过程中易产生烟雾,污染环境同时还影响炉前操作人员的身心健康。在此基础上国外开发出了以树脂为结合剂的无水炮泥,这不仅消除了以焦油为结合剂的缺陷,而且堵口后快速硬化,降低炮泥消耗量,大大提高了无水炮泥的性能。

    国外一些研究者在无水炮泥用结合剂上进行了大量的研究,如Schutz J等人研究了一种焦油与树脂混合的结合剂系统,制得的无水炮泥在应用过程中具有较好的塑性、硬化性能及质保期较长等特点。Lisa J. Wells等人研究了无水炮泥中结合剂酚醛清漆树脂和六甲基四胺的反应情况,而且在其他原料应用上进行了深入的研究。V.G. Ovsyannikov等人在无水炮泥中加入氮化硅—铁含量方面进行了深入的研究。同时国外的一些研究者通过对炮泥的热计算评价了其热导率,得出炮泥从室温到1200℃时热导率,用以指导无水炮泥的结合剂配比选择。还有一些研究者还对炮泥性能、粒度分布、施工方法和高炉炉况之间关系进行了研究。

2.国内无水炮泥研究进展

    国内无水炮泥的研究由于受客观条件的限制,研究起步比较晚,但发展迅速,上世纪50年代才开始研究无水炮泥,到80年代才开始全面推广无水炮泥。另外,无水炮泥在使用中也有一个不断改进完善的过程。国内不少炼铁厂在无水炮泥的改进方面做了许多有益尝试,研制了多种类型的无水炮泥,如宝钢在无水炮泥使用上做了大量的工作,其研制的TA-4型无水炮泥日均出铁次数从原来的15次下降到11次,平均每次出铁时间从90分钟延长到140分钟左右。

    上世纪末期国内越来越多的研究者开始研究无水炮泥。北京科技大学陈俊红等人利用北京科技大学自主研发的耐火原料氮化硅—铁,研究了无水炮泥中加入氮化硅—铁对其高温抗折强度及抗高炉渣侵蚀的影响。中国地质大学的黄朝晖等人研制了一种Fe-silaon和Fe-Si3N4/TiN复合材料,并加入到无水炮泥中进行抗渣实验得到了较好的效果,武汉科技大学的聂建华等人研究了高吸油树脂和焦炭对无水炮泥塑性的影响,研究认为加入高吸油树脂能够提高无水炮泥的塑性稳定性,加入焦炭(1-0mm)对无水炮泥的塑性影响不大。邱龙海等人研究了矾土均质料对无水炮泥性能的影响,研究表明利用矾土均质料的成分均匀、性能稳定、致密度高等特点制得的无水炮泥稳定性较好,并成功在大中型高炉上进行应用。李军希通过研究无水炮泥与有水泡泥在埋碳条件下经110℃×24h、900℃×2h处理,以及通氮气条件下经1500℃×2h煅烧后物理性能的对比得出了无水炮泥常温性能均优越于有水泡泥。朱厚亮等人研究了环保型结合剂对无水炮泥的性能影响,重点对结合剂的加入量对马夏值的影响及结合剂固定碳含量对无水炮泥热处理后物理性能的影响等进行研究。除上述研究外也有一些研究者对炮泥在高炉堵铁口实际应用中也有相应的研究。

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