高炉的出铁口深度，可以保证炉内中心部位铁渣的排出，减少铁渣对炉底、侧炉壁的侵蚀，提高高炉使用寿命。因此，选用具有较好粘结性的炮泥是保证炮泥在炉内稳定堆积，延长出铁口深度的有效措施。曾有文献指出，出铁口内部旧炮泥结合面有渣存在，而且从高炉压出的炮泥周围有铁渣的凝固层，与渣反应的旧炮泥与新炮泥的结合面也有渣的存在，基于这种认识，日本品川公司的研究人员在开发可增加出铁深度的炮泥的同时，对在渣存在条件下炮泥的粘结强度进行了试验研究。
    试验用炮泥材料：A为高Al2O3材料、B为富SiO2材料、C为富SiC材料、D为高Al2O3＋C材料，试验渣用普通高炉渣，细粉碎在1 mm以下。炮泥材料成分见表1。
表1 炮泥成分 （w）/%

    将各组配料添加结合剂，保证试样的挤压抵抗值大致相同，用万能搅拌机在60 ℃ 搅拌20 min，得到的炮泥与渣粉用32 KN 压力压制成型40 mm×40 mm×160 mm ，并利用电炉在埋炭1 500 ℃ 3 h条件下还原烧成，烧成体视为旧炮泥。旧炮泥烧成体与新炮泥试样的粘结性试验分为3个条件：① 无渣条件，粘结试样均不含渣。② 旧炮泥与新炮泥之间没有渣存在，旧炮泥上仅存有渣的反应层。③旧炮泥与新炮泥之间有渣存在，不去除旧炮泥表面粘附的渣。试验方法，将新炮泥用32 KN 压力、在80 ℃下压着在旧炮泥渣的反应面上，再次利用电炉在埋炭、800 、1 350、1 500 ℃ 3 h条件下分别还原烧成，加工烧成试样，测定粘接面的抗折强度。
    结果显示，条件① 与渣没关系的粘结试验，粘接强度极差，在试样制作过程中多次从粘接面剥离，而与渣有关的条件②、③虽然材质有差异，但均比条件①的粘接性好。其中，条件②仅存有渣反应层的粘接试验，配比A在1 500 ℃加热后显示出较强的粘接强度，配比D在所有加热温度下，均比配比A的粘接强度大。而配比B、C在1 350 ℃加热后显示出的粘接强度最大，1 500 ℃时略有降低。可见，表面只要有渣，对粘接性就有较大影响，而且影响程度也受材质左右。条件③粘接面残存有渣的情况下，粘接强度显示出不受配比影响具有相等强度的倾向，根据烧成温度的趋势与条件②相似。
    与条件③相比，条件②在1 500 ℃加热后的粘接强度特别大，这是因为条件②中炮泥表层残存的渣成分起到了助烧剂的作用，炮泥材料之间烧结牢固，粘接强度高。条件③新旧炮泥之间有渣层连接，炮泥之间的粘接强度其实就是渣与炮泥的粘接强度，也可以说是渣的抗折强度。
    在渣的助烧作用下，富SiC的配比试样C虽然粘接强度增大，但比高Al2O3材料A 1 500 ℃加热后的粘接强度要小，这是因为SiC原料具有较大的热膨胀性，加热后粘接面受到破坏，由于炮泥材料自身强度下降而导致粘接强度降低。在所有条件下，添加碳沥青，粘接强度均有所提高，这是因为沥青的碳结合起到作用，试样D 的试验结果即是例证。
    从以上结果可以看出，炮泥添加沥青，不管粘接面是否有渣，粘接强度均增强，1 500 ℃加热后高Al2O3材料的粘接强度要好于富SiC材料，炮泥粘接面存有较多渣的情况下，不同配比之间的粘接强度差别不大。
（编译自《耐火物》2011，№1）