高炉用炮泥是炼铁生产中重要的耐火材料，其使用性能要求复杂，任何单一的耐火材料都不能满足要求。高炉用炮泥的性能要求是什么?在使用过程中，炮泥存在哪些问题?选用炮泥应注意哪些方面?研究者对此进行了调研。

炮泥使用性能要求及其分类

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业的设备———泥炮以一定的压力压入出铁口。炮泥在生产中起着重要的作用，它首先要很好地堵住铁口;其次，由它形成的铁口通道要保证平稳出铁;最后，要能保持出铁口有足够的深度，以保护炉缸。任何一项功能完成得不好，将引发事故，因此，对炮泥有如下要求：

一是良好的塑性，能顺利地从泥炮中堆入铁口，填满铁口通道。

二是具有快干、速硬性能，能在较短的时间内硬化，且具有高强度，这决定着两次出铁的最短时间间隔(这对强化冶炼且只有一个铁口的高炉来说有着重要的意义)和堵口后允许的最短退炮时间(这对保护泥炮嘴有重要的意义)。

三是开口性能好。此性能决定了炮泥填入后，在再次出铁时能不能顺利打开铁口，对正常出铁有重大影响。

四是耐高温和渣铁的侵蚀性能良好，在出铁过程中铁口通道孔径不应扩大，保证铁流稳定。

五是体积稳定性好且具有一定的气孔率，保证堵入铁口通道后，炮泥在升温过程中不出现过大的收缩而形成断裂，适宜的气孔率使炮泥中的挥发分能顺利地外逸而不出现裂缝，总之要保证铁口密封得好。

六是对环境不产生污染，为炉前工作创造良好的工作环境。

由于炮泥有以上使用性能的需要，任何单一的耐火材料都不能满足要求，通常采用几种原料配制而成。

目前根据所使用结合剂的不同，炮泥通常分为两类：有水炮泥和无水炮泥。

有水炮泥。有水炮泥以水作为结合剂。通常有水炮泥用于低压的中小高炉，最新的配方是由35%左右焦粉、20%~30%的黏土粉、10%~15%的沥青、5%~10%的熟料，加水15%左右混合后在碾泥机上研制。为适应高炉强化冶炼的需要，现在有水炮泥还添加碳化硅(SiC)、蓝晶石(Al2O3·SiO2，含Al2O362.92%、SiO237.08%)和绢云母(K2O+Na2O：3%~7%，SiO2：71%~77%，Al2O3：14%~18%)等。

无水炮泥。无水炮泥以脱晶蒽油、树脂等为结合剂。无水炮泥以其铁口通道内无潮湿现象、强度高、铁口深度稳定、出铁过程中孔径变小、不会造成跑大流等优点广泛应用于强化冶炼的大中型高炉。无水炮泥的配方为：20%~40%的焦粉、20%左右的黏土粉，10%左右的沥青，10%~30%的棕刚玉，10%的碳化硅，5%~7%的绢云母，13%~14%的结合剂(脱晶蒽油、树脂)。树脂炮泥的优点是焦化时间短，堵口后在20min时间内即可退炮，而且环境污染小。无水炮泥的配方中焦粉含量、沥青和棕刚玉的量是随着高炉炉容、顶压和强化程度而变的;炉容越大、顶压越高、强化冶炼的强度越大，焦粉量越低，沥青和棕刚玉的含量越高。

现代高炉炮泥的质量优化的重要原因在于使用了碳化硅、蓝晶石、绢云母、棕刚玉等。添加各种物质的原因如下：

碳化硅(SiC)：加碳化硅是利用它的耐侵蚀、抗高温氧化和抗热震等优良性能。

蓝晶石：加蓝晶石是利用其高温膨胀性控制线变化率，增加炮泥的黏结强度，提高炮泥的耐用性。

绢云母：加绢云母是利用其含有钾、钠等氧化物，使其烧成温度降低，因而使炮泥快干、速硬，缩短堵口后退炮时间(由不加绢云母的40min~50min缩短至加绢云母后的25min~30min)，它还能提高炮泥的塑性。

棕刚玉：加棕刚玉是利用其抗化学腐蚀性好的优点。

炮泥的选择应该根据炉容大小、顶压高低、强化程度、泥炮和开口机的工作能力以及炮泥的成本等因素来共同确定，而不能由某一因素决定。

高炉炮泥使用情况调研及分析

研究者对天钢、首秦、莱钢、新冶钢、济钢等国内部分钢企高炉的出铁制度情况及炮泥使用情况进行了调研，调研结果如表1和表2所示。

目前，国内高炉使用的炮泥有如下特点：

国内高炉所使用炮泥主要为国产有水炮泥和无水炮泥，价格根据厂家的不同有较大变化。

炮泥单次打泥量在250千克~500千克，不同高炉根据其操作水平的不同，打泥量有很大的变化，未形成统一的标准。

大部分高炉吨铁炮泥消耗量在0.5千克/吨~0.7千克/吨，铁口炮泥质量不稳定时会导致炮泥用量增加，如某钢企的3座高炉由于炮泥质量不稳定，其炮泥消耗量常年高达1.1千克/吨~1.3千克/吨铁。这不仅对正常出铁操作造成影响，而且使得出铁成本增加，最终导致炼铁生产成本增加。因此，高炉在选用炮泥的时候，要考虑炮泥质量的稳定性，保证高炉正常生产并降低生产成本。

国内高炉炮泥使用存在几大问题：

一是炮泥质量不稳定。炮泥在生产过程中由于工艺、设备的影响，生产的炮泥质量存在很大差异。即便是同一厂家生产的同种类的炮泥，不同生产批次间也存在质量差异。因此，在选用炮泥的过程中，要特别关注炮泥质量的变化，当炮泥质量变化时，及时采取相应的操作措施，保证生产的正常进行。

二是打泥压力高，有时打不动泥。打泥压力较低，说明炮泥的塑性较差，即马夏值过高。选用炮泥的时候，须要根据泥炮机的工作能力选用塑性合适的炮泥。

三是抗渣性能差。对于有水炮泥，决定其抗渣性能的组分是焦粉及碳化硅的含量。为提高有水炮泥抗渣性能，须要提高有水高炮泥中焦粉的含量或者碳化硅的含量。焦粉有构成炮泥骨架的作用，但是因其强度低而较氧化物骨料容易开口;焦粉还有提高炮泥的抗渣铁侵蚀能力的作用，但是加入量过高会造成炮泥强度降低。因此，对于有水炮泥，选用时须要限制其焦粉含量在35%左右，并适量添加碳化硅。对于无水炮泥，决定其抗渣性的组分是焦粉、棕刚玉和碳化硅含量，因此，无水炮泥在选用时，须要控制焦粉含量在20%~40%，Al2O3含量在10%~30%，碳化硅含量在10%左右。

四是炉墙与泥包结合处有红点，严重时易渗铁。研究者分析认为，出现此问题的原因是炮泥的体积密度不稳定，进入铁口通道后，升温过程中出现过大的收缩而造成断裂或者缝隙，使得铁口堵不严，易出现红点及渗铁。因此，在炮泥选用的时候，要重点关注其体积密度，根据生产条件的变化，采用体积密度和线性变化率满足要求的炮泥。