炮泥的性能、结构与应用
发布日期： 2018-04-05 09:15:20 阅读量（744） 作者：高强度环保炮泥的改进主要着重2个方面:一是采用环保结合剂;二是采用能够替代沥青的物质作为固体结合剂。炮泥的结构原理仍然属于使用了一定量的焦炭,利用焦炭的多孔、疏松达到良好的开口性能,利用加入利于烧结的物质促进炮泥基质的烧结,通过较低温的烧结来致密化结构,抗击铁水与渣的冲刷和磨损,保持铁口通道的稳定。研制的高强度环保型炮泥的物理性能指标为:250℃24h下,质量密度2.14g/cm3,气孔率7.08%;抗压强度8.0MPa;700℃3h下,质量密度2.02g/cm3,气孔率26.13%,抗压强度8.4MPa,重烧线变化率-0.50%;1400℃3h下,质量密度2.07g/cm3,气孔率25.58%,抗压强度10.7MPa,重烧线变化率-0.46%。
对炮泥的组成变化进行了研究,分析了不同碳含量对炮泥性能的影响,也分析了不同结合剂对炮泥环保性能的影响,见图1。
图1 环保炮泥烧后强度与焦粉加入比率的关系
从图1的炮泥强度变化看:焦粉加入量增加,炮泥的烧后抗压强度降低,焦粉加入量越高,强度越低,这个影响因素和变化趋势与传统的炮泥有类似性。对于以焦炭为主考虑开口作业率的炮泥,必须考虑焦炭的加入量在1个合适的范围。
从图2看出,焦粉加入量增加,炮泥的显气孔率增加,而且幅度较大,焦粉加入量越高,显气孔率也越高。可以看出在传统的炮泥或者以焦炭为主原料的炮泥,控制焦炭的加入量就可以控制炮泥中气孔的数量,从而控制炮泥的开口性能。但由于加入较多的焦炭对于炮泥的强度不利,因此高焦炭配比的炮泥烧后强度低,抗渣、铁水的侵蚀性能不好,铁口通道的稳定性也不好,炮泥消耗也会提高。
图2 环保炮泥的显气孔率与焦粉加入量的关系
从炮泥结合剂的环保性能分析看出,焦油结合剂和传统蒽油结合剂中存在苯并芘类物质的色谱峰,而环保型结合剂中没有检测出苯并芘类物质,这也表明,环保结合剂在炮泥打泥、进入铁口的低温部分的挥发物中苯并芘质量分数很少,排入大气与环境的苯并芘质量分数就会大幅度降低,有利于环境的改善与个人的身体健康。过去使用沥青调整炮泥的强度,沥青也是有毒物质,但环保炮泥采用改进的固体结合剂,因此固体的环保炮泥虽然有少量苯并芘,但已经大幅度降低,且剩余的苯并芘主要由固体的结合剂产生,一般进入高炉内会被高温烧掉,因此采用环保结合剂对大幅度提高炮泥的环保性能有利。
用电子探针配合能谱对1400℃烧后的高强度环保炮泥试样进行了结构和组成分析。1400℃烧后的结构和组成分析见图3,环保炮泥的结合相以较多的固定碳结合居多。从图3(b)看,焦炭的结构多孔、疏松,含有比较多的灰分,图3(b)中的焦炭灰分的成分能谱分析结果:w(Na2O)为1.16%,w(Al2O3)为43.04%,w(SiO2)为53.27%,w(K2O)为2.26%,w(CaO)为0.27%。炮泥基质成分能谱分析结果为:w(Na2O)为0.93%,w(Al2O3)为39.36%,w(SiO2)为56.91%,w(K2O)为1.74%,w(CaO)为1.07%,主要是形成了硅酸盐相的致密烧结物。
高强度环保炮泥在某3200m3的高炉进行了5批次试验,铁口深度维持在3m以上,炮泥消耗达到吨铁0.5kg,铁口通道稳定,扩孔小,抗渣、铁冲刷性能良好,炮泥的吨铁消耗与综合成本低于蒽油结合的炮泥。试验期间,该高炉日产生铁9000t左右;出铁口个数为4个,渣比为吨铁320kg,每天出铁、渣次数为12~14次,每次出铁时间约120min,铁口倾角9°,铁水温度要求不小于1490℃。炮泥使用中没有黄色、黑色浓烟排放。在3200m3高炉应用的基础上,为了解决新开高炉的散喷问题,炼铁厂确定在新建设的3800m3高炉开炉生产期间,采用研制的高强度环保炮泥。从该高炉第1天出铁开始使用,铁口容易开口,铁口通道稳定;铁水喷溅少,煤气泄露少,解决了新开高炉的散喷问题;应用4个月,出铁次数最少7~8次,后来因为铁水配罐难而增加到11~13次;铁水流速7.5t/min,8号高炉生产稳定顺行,3天快速达产,利用系数达到2.15,日产量最高超过1万t铁水,风温达到1097℃,铁水温度达到1488℃,顶压达到0.199MPa。在8号高炉使用期间,炮泥吨铁消耗达到0.49kg。
(a)黑色为碳结合相;(b)黑色为焦碳
图3 1400℃烧后高强度环保炮泥的二次电子像
相关阅读
免责声明：
本站部分文章来源于互联网，编辑转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点核对其真实性负责。
如涉及作品内容、版权和其他问题请书面发函至本公司，我们将在第一时间处理。
