影响炮泥质量的因素

影响炮泥质量的因素有很多，主要有生产炮泥的原料、结合剂、外加剂和生产工艺等因素。
a 原料
制备炮泥的各种原料，直接影响炮泥的质量，具体体现在以下三个方面：
(1) 原料的化学成分。炮泥所用的各种原料是影响炮泥质量的因素之一，通常优质炮泥要求主要成分含量高，杂质含量低。若杂质含量高，易使炮泥在使用过程中形成低熔点化合物，降低炮泥的耐火度和高温强度，影响炮泥的正常使用。许多厂家在炮泥质量改进过程中，都将提高原料纯度作为主要研究课题来对待，通过使用优质髙纯原料来提高炮泥的质量，如宝钢研制的新型炮泥，就采用了高纯刚玉，提高了原料中A1203的含量，使炮泥的抗侵蚀性能显著提高，不但允许延长出铁时间，而且降低了炮泥的单耗。
(2) 原料的颗粒组成。原料的粒度组成也是影响炮泥质量的一个主要因素。研究认为组成炮泥的粗颗粒比例增加，可降低炮泥的挤出压力，作业性好，加热后气孔率低，但粗颗粒超过一定比例，则出现相反的情况，加热后强度降低。炮泥中原料的临界粒度大，易使炮泥粗糙松散，黏结性差。目前的普遍做法是将原料的最大临界粒度定为3mm。细粉粒度越小，越利于炮泥烧结，有助于提髙炮泥的性能。
(3) 原料的含水量。对无水炮泥而言，原料中带入水分越多，其1500℃烧后的耐压强度越低，这是由于水分蒸发时炮泥的组织疏松，气孔率高，降低了炮泥的耐渣铁渗透性。如果原料中的水分在出铁前未完全排出，在开铁口过程中易出现铁口潮“放火箭”，危及人身安全。因此，许多厂家对炮泥原料水含量做了严格规定，有的则在炮泥制备前对焦炭和耐火泥进行烘干，以降低原料带入过多水分对炮泥质量造成不利影响。
b 结合剂
结合剂影响炮泥的低温和高温强度，对炮泥的质量影响很大，传统炮泥用水作结合剂，炮泥的高温性能差。无水炮泥的结合剂主要有树脂、焦油或两者复合，有时配入沥青和蒽油等，但由于许多厂家的焦油或蒽油中水分控制不好，降低了其使用性能。这些都是含碳的有机结合剂，对无水炮泥的堵口性起着决定性作用，同时可随温度升高而缩聚碳化，形成碳化网络，提高炮泥的髙温强度和润湿角。
结合剂含量越高，则挥发分逸出越多，结构疏松，气孔大，强度下降，并伴随着较大的收缩，而且早期软化严重，很难保证在堵口初期有足够的强度，导致拔炮时间延长，而且有漏铁水的危险。若含量偏低，则炮泥经泥炮打入铁口后迅速固化烧结，强度高，气孔率小，体积密度大，透气性差。在加人膨胀剂的作用下，铁口堵得过死，不易钻铁口，易损坏钻头，会影响正常冶炼生产流程的畅通。
日本研究人员分别采用煤焦油、低黏度树脂、髙黏度树脂和一种特殊的焦油沥青型结合剂进行试验，结果发现：特殊结合剂炮泥比煤焦油和树脂炮泥有更髙的强度和较低的气孔率，且在突然受热期间形成稳定结构;在突然受热时，高黏度树脂炮泥比低黏度的炮泥具有更高的强度和更低的气孔率及较少的裂纹;侵蚀试验中，抗铁侵蚀性能最好的是煤焦油结合的炮泥，其下分别为高黏度树脂、特殊结合剂、低黏度树脂炮泥;树脂炮泥和特殊结合剂炮泥硬化速率比煤焦油炮泥更大。
c 外加剂
外加剂的加人对炮泥质量有极大的影响。为满足炼铁高炉对高质量炮泥的需要，研制了不同外加剂。常见的外加剂有烧结剂、膨胀剂等，可有效地改善炮泥的质量。近几年，随着人们对炮泥研究的深人，越来越多的非氧化物添加到炮泥中，对改善炮泥的性能起到了很好作用。除碳化硅外还有以下几种：
(1)氮化硅。氮化硅的相对分子质量为140.28,属强共价键结合的化合物，具有线膨胀系数低，抗热震性好，机械强度髙(能保持其强度到1200℃高温不变)，自润滑性好，耐高温，耐腐蚀等特点。目前在冶金工业中应用广泛。炮泥中加入适量的氮化硅，可提高炮泥的抗渣铁侵蚀性和抗河渣铁冲刷性。
(2) 氮化硅结合碳化硅;氮化硅结合碳化硅由两种耐高温的化合物复合而成，具有耐高温、抗氧化、抗热震、耐酸碱侵蚀，抗金属炉渣熔蚀等优良性能。"炮泥添加氮化硅结合碳化硅，可以提高炮泥的高温强度，降低出铁次数，延长每次出铁的时间。
(3) 氮化硅铁;氮化硅铁是氮化硅和铁的混合物，通常这种混合物中含有75%~80%的Si3N4,12%~17%的Fe，游离的Si不大于1%。氮化硅铁加入到炮泥中，在有Fe存在的条件下，1200℃以上，特别是在1400~1500℃,无论是A1203还是SiO2质炮泥，其中Fe成为反应媒体，使Si3N4与Fe和C相反应，生成SiC强化基质，同时生成N2和CO气体,可防止炉渣侵入，减少炉渣的侵蚀作用。
d 生产工艺
从炮泥的配比设计到生产过程，再到使用前的保存，每一过程都对炮泥的质量有影响。首先在生产前要确定合理的配比方案;其次在生产时要严格按照工艺操作规程进行,注意各种原料在碾制时的加料顺序;湿碾时间要严格掌握，时间不能太短;碾制完成后炮泥的保存对使用性能也有很大影响，此时应注意环境温度的变化。夏天气温高，对有水炮泥要采取遮盖等措施，在困料时免得水分蒸发;冬天气温低，无水炮泥要加热保存，以免炮泥冷凝成块。