磨料在钢铁冶炼中的应用

随着高炉向长寿命、强化冶炼和大型化方向发展，作为高炉出铁口使用的耐火材料－炮泥在材质与质量方面不断地改进和提高，已从单纯的消耗性耐火材料转向功能性耐火材料。炮泥的性能对于铁口的维护有着非常重要的作用，为了满足高炉安全生产的要求，国内外的科技工作者和工程技术人员对炮泥进行了多方面的攻关，如提高原材料的纯度以降低炮泥内杂质的含量，以不同的有机结合剂代替水拌和炮泥料以改善炮泥的结合性，在炮泥内添加新的功能材料以改善炮泥的抗渣铁侵蚀性和冲刷性等，所有这些都为改善炉前的作业环境、减轻工人的劳动强度起到了积极的作用。

　　目前国内的大型高炉用炮泥始终存在较多的问题，但从2003年起，北京科技大学研制开发新型无水炮泥，通过使用北京科技大学自主开发的耐火原料－氮化硅铁，同时对炮泥的生产工艺进行系统的研究，解决了以往大型高炉用炮泥使用上的缺陷，使大型高炉用无水炮泥的使用性能取得了突破性的提高，最大限度地满足大型高炉的冶炼要求和寿命要求，为延长高炉寿命打下了坚实的基础。

　　高炉出铁口用炮泥的损毁机理

　　1 热机械侵蚀

　　出铁时铁口中心被钻头钻开，炽热的铁水和熔渣从铁口流出，使铁口炮泥承受1500℃以上高温。当铁渣出完，用炮泥重新堵铁口时，旧炮泥接触新堵口的炮泥，温度从1500℃急速降到200℃左右，这样反复作用，在旧炮泥内部产生巨大的热应力，易导致以铁口为圆心的圆弧形裂纹。新炮泥在干燥和烧结过程中，结合剂的挥发，留下大量的气孔，新旧炮泥的接触面上，也会由于新炮泥的烧结收缩产生缝隙，这就使得熔融的渣铁液体易渗入这些缝隙中，当下次铁口打开时，在熔流强烈的冲刷下，炮泥发生脱落损毁。

　　2 热化学侵蚀

　　我国高炉大量使用烧结矿，仅少量球团矿和矿石，渣铁比高，炮泥与铁液及渣熔液长时间接触，易发生化学反应，使炮泥被侵蚀。反应生成铁橄榄石（F2S），铁堇青石（F2AS5），铁铝酸四钙（C4AF），锰堇青石（2MnO·2Al2O3·5SiO2）等低熔点矿物相，在出铁期间，随着铁渣熔液的冲刷而流失，使出铁口孔径扩大，造成铁水急速冲出铁口，影响铁口稳定。

　　3 出渣出铁方式的影响

　　若高炉同时设有出铁口和出渣口，可减轻铁口的出渣量。若不设渣口，渣铁熔液全部通过铁口排出，将增加铁口的工作负荷，使炮泥损毁加剧。另外，铁口直径、铁口深度、铁水和渣层水平面的厚度、炉内煤气压力等对放出的铁水和炉渣有直接的影