高炉堵出铁口的炮泥是高炉稳定操作的重要材料。钻开炮泥，铁水排出到高炉外部的出铁作业时间由炮泥的性能决定。当然，铁水流动性、炉内状态和压力等也是决定出铁时间的因素，但认为炮泥是起决定性的因素。特别是炮泥的强度和密度低时，出铁口的炮泥由于铁水的磨损或侵蚀，导致出铁口逐渐扩大，因此必须防止出铁口扩大。本研究调查了提高炮泥性能对延长出铁时间的效果。进行了提高炮泥的强度和密度性能，防止出铁口扩大，延长出铁时间的试验。制备了高强度和高密度两种配合的炮泥试样，高强度型是为提高抗压强度而开发，高密度型是为提高耐蚀性而开发。

本研究的目的示于图1，如图1所示实线是普通出铁曲线。从出铁中期（T2-T3）开始，出铁口变大，铁水量增加。出铁中期出铁曲线向箭头①方向下降，在出铁末期（T3-T4）急剧增加的量如箭头②，最终出铁时间延长到T5以上是本研究的目的，但这次只调查了强度和密度的影响。

1 试验方法

为了验证实际使用的效果，在制作工厂制备了5t炮泥试样。将炮泥用80℃×2h预热，再用70kgf/cm²压力成型。成型的试样进行300℃×10h、1500℃×3h的热处理，分别评价了炮泥试样的性能。采用阿基米德法测量制备试样的比重和气孔率，抗压强度试验为加压速度10-15kgf/（cm²·s），试样尺寸为40mm×40mm×40mm，弯曲强度试验的试样尺寸为40mm×40mm×160mm，试验速度为5-7kgf/（cm²·s）。腐蚀试验采用旋转腐蚀试验法，放入300g铁水和渣（7：3）。在1530±20℃，保持30min后，更换新的铁水和渣，反复操作16h，渣碱度为2.0。

表1是高强度型炮泥的成分，为了确认强度的效果，制备了7种试样。添加剂控制粒度平衡，提高了抗压强度。表2是高密度型炮泥的成分，主原料使用刚玉、SiC、C、Me-Si，粒度平衡比A型炮泥构成致密。

2 试验结果

2.1 物理、力学性能

图2是高强度型炮泥A1-A7的力学性能。从图2（a）的体积密度看，1500℃×3h热处理试样的体积密度比300℃×10h热处理试样低。此外，热处理温度1500℃的试样呈高抗压强度。从A1-A7以一定幅度增加。这是作为添加剂使用的金属烧结料控制的结果。

高密度型（B）炮泥粒度

平衡比常规炮泥构成更致密，是为了提高抗侵蚀性而开发的炮泥。高密度炮泥比常规炮泥和高强度型炮泥密度高0.3-0.5。即使热处理后密度变化也小。抗压强度与高强度型炮泥一样，采用金属烧结料、粒度平衡，1500℃热处理的试样性能高于300℃热处理试样2倍以上。

为了调查实际出铁温度，进行了高温弯曲强度试验。在1000℃到1200℃的阶段，烧结进行，强度增加，但在1200-1400℃的阶段，SiO₂的相转移，由于Si₃N₄ SiO₂ C的反应，产生气体，结晶量减少导致微裂纹产生，强度下降。

2.2 侵蚀试验

从高强度型炮泥A1-A7的侵蚀指数可以看出，如将现有炮泥的侵蚀指数作为100，A1、A2比现有炮泥耐侵蚀性能高，A3-A7比现有炮泥耐侵蚀性能低。认为A7比A1密度高，但耐侵蚀性低是化学反应导致侵蚀发生，这也清楚了在高速流动的铁水中，化学反应也进行。

2.3 微观组织

为了确认高密度试样的性能，用SEM观察了微观组织，结果显示，用于炮泥的焦油部分经过300℃、1500℃的热处理，也发现了形成气孔的部分，但骨料和微量成分仍致密结合。

3 分析

本研究中，为了延长出铁时间，改善了出铁口炮泥的性能，调查了其性能的影响。开发了高强度、高密度型炮泥，调查了物理和力学性能，确认了对延长出铁时间的影响。

高强度型炮泥（A）控制金属烧结料，可以提高抗压强度。但是，相对于提高力学性能的结果，对延长出铁时间的影响很小。如图3所示，出铁时间虽有波动，但高强度炮泥基本在与现有炮泥相同时间的A区间存在。而高密度炮泥（B）平均是B区间，比现有炮泥延长出铁时间约10%。

高强度炮泥（A）强度越高，脆性增强，不耐铁水速度冲刷和压力，确认了出铁口侧有泄漏现象。根据这些结果认为，高密度炮泥比高强度炮泥对延长出铁时间有效。

4 结语

本研究中，为了延长出铁时间，提高了现有炮泥的强度和密度性能。提高强度性能的

炮泥的出铁时间稍有延长，提高密度的炮泥延长出铁时间约10%，没有达到希望的效果。因此，还需要对铁水流动性、炉内压力以及炮泥的填充量等因素进行广泛的验证。 （魏英杰）