隨著鋼鐵新技術(shù)的發(fā)展，鋼鐵工業(yè)用耐火材料技術(shù)也有了劃時代的轉(zhuǎn)變和發(fā)展，國內(nèi)外的鋼鐵廠紛紛利用當(dāng)前契機(jī)，大力發(fā)展煉鐵技術(shù)，不斷提高高爐的有效容積，諸多的冶煉技術(shù)進(jìn)步均提高了出鐵系統(tǒng)的負(fù)荷，增大了出鐵溝耐火材料的侵蝕破壞程度，相關(guān)的耐材費用大幅提高。國內(nèi)各鋼鐵廠隨著煉鐵工藝的不斷革新，冶煉強(qiáng)度的不斷提高，對主溝及渣鐵溝通鐵量不斷提出了更新、更高的要求。

1、國際上高爐出鐵溝澆注料主要分為日本和歐美兩大流派，日本主要是4000W以上的大型高爐，所用原材料主要是致密電熔剛玉、碳化硅、碳素；而歐美主要是2000—3000f的大中型高爐，所用原材料主要是板狀氧化鋁、棕剛玉、碳化硅、碳素；日本高爐的出鐵溝壁厚在300—400衄，而歐美出鐵溝壁厚在500 m左右。根據(jù)有關(guān)資料，歐美出鐵溝通鐵量要明顯高于日本，其原因是歐美出鐵溝壁厚大于日本，故用通鐵量無法衡量高爐出鐵溝澆注料的水平，為此引入熔損速率(mm／kt—p)作為統(tǒng)一的評判標(biāo)準(zhǔn)：熔損速率新溝壁厚一使用后壁厚)／總通鐵量。從熔損速率看日本出鐵溝技術(shù)水平要優(yōu)于歐美，而從先后引進(jìn)的歐美出鐵溝澆注料和日本同類產(chǎn)品在我國的使用實際來看，日本的出鐵溝澆注料水平要略勝一籌。

從代表世界出鐵溝澆注料先進(jìn)水平的日本近年來的報道看，其熔損速率在3．21 mm／kt—P左右。在材質(zhì)方面，主要是以AI。O,一SiC—C系材質(zhì)為主，即使有添加尖晶石或MgO的報道，主要還是用于脫硅的場合或從機(jī)理、實驗室工作角度進(jìn)行的探索，未見有成功的工業(yè)性應(yīng)用報道，由此看來AI：0，一SiC—C質(zhì)系列澆注料是可以滿足高爐出鐵溝的操作要求的。就大、中型高爐出鐵溝耐火材料而言，國內(nèi)的水平在熔損率為3．3 mm／kt—P左右。

2、宏觀經(jīng)濟(jì)角度分析：04年至今，國內(nèi)各大鋼分別新建、在建大中型高爐數(shù)十座，鋼材市場供大于求的過剩勢頭已展現(xiàn)在眼前。寶鋼大幅下調(diào)06年首季鋼價，平均降幅達(dá)到16％，因此出鐵場耐材增收節(jié)支勢在必行。

3、以首鋼為例：現(xiàn)在高爐主溝、支溝、撇渣器、擺動溝所用溝料是同樣的澆注料，其主溝的過鐵量達(dá)到15萬噸以上，其成分主要由剛玉、碳化硅微粉、鋁酸鈣水泥、硅粉和添加劑組成。澆注料各種成分在鐵溝料中使用的主要成分比例各單位不盡相同，首鋼在20世紀(jì)90年代初使用的主要成分比例大致是：焦粉40％一50％：黏土15％一20％；剛玉25％；碳化硅20％一25％。又如：寶鋼提出主出鐵溝一次性通鐵12萬噸(原為10萬噸)的使用要求；上鋼一廠提出主出鐵溝熱修補(bǔ)一次通鐵13萬噸(原為12萬噸)的需求。

目前，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，高爐爐前用耐火材料有了飛速的發(fā)展，各種新的材料在逐步試驗及應(yīng)用，使鐵溝的過鐵量有大幅提高并大幅降低爐前鐵溝修墊的勞動強(qiáng)度。

?1、目前首鋼在京本部共四座高爐，其中一、三高爐有三個鐵口，爐容均是2536M3。二、四高爐有二個鐵口，二爐爐容1726M3，四爐爐容2100M3。根據(jù)高爐的生產(chǎn)要求，鐵溝的澆注有冷澆與熱澆之分。有三個鐵口的高爐因施工時間長，可采取冷澆方式，有兩個鐵口的高爐因施工時間短，只能進(jìn)行熱澆，相比之下，熱澆時的勞動強(qiáng)度大于冷澆方式。

2、本論文“長壽化”內(nèi)容基本局限于使用維護(hù)范疇，不包括對各種澆注料本身性能的研究。

3、從源頭把關(guān)控制澆注料進(jìn)貨渠道，確保同等價格使用最優(yōu)質(zhì)澆注料是長壽化的前提基礎(chǔ)。

首鋼高爐出鐵溝澆注料包括：鐵溝澆注料、渣溝澆注料、擺動溝澆注料、主溝熱噴補(bǔ)料等系列產(chǎn)品。首鋼總公司技術(shù)部門及供應(yīng)部門按照非壟斷采購招標(biāo)的原則，引進(jìn)諸多供應(yīng)商開展競爭，優(yōu)勝劣汰。供應(yīng)商有無錫寶耐、北京寶宜、河南亞中、南方、洛陽、鞍山等6家。在出鐵溝系列澆注料中，主溝使用的條件最為苛刻，其使用溫度最高，沖刷力最大，同時受到鐵水和熔渣的侵蝕都是其它使用場合無法比擬的，如果主溝一旦出現(xiàn)滲漏，直接經(jīng)濟(jì)損失就在百萬以上，因此主溝用料的水平最能代表整個澆注料的實用水平。

由于首鋼沒有主溝專用澆注料，而通用鐵溝澆注料代替，因此我們對鐵溝澆注料的質(zhì)量更加關(guān)注。目前，我們使用北京寶宜和無錫寶耐的澆注料有較好的耐沖刷性能和抗侵蝕性能。經(jīng)三年來統(tǒng)計的渣鐵溝澆注料熔損率平均參數(shù)2．75 m／kt—P。

三年首鋼渣鐵溝澆注料絨損率平均參數(shù)

4、嚴(yán)密監(jiān)控施工過程，確保生產(chǎn)工藝操作規(guī)程的無差錯執(zhí)行。出鐵溝澆注料施工過程對最終交付爐前使用的質(zhì)量起著決定性作用，這也是人為因素最多、最容易出現(xiàn)問題的過程。接觸耐材的人們常說澆注料“三分材料、七分施工”此言雖然有些夸張，但從側(cè)面反映了使用中施工和維護(hù)的重要性。為此：要求上至管理人員，下至生產(chǎn)現(xiàn)場的一線工人，無差錯地認(rèn)真貫徹執(zhí)行崗位堆積和崗位責(zé)任制，努力做到“精心、再精心”。

l、1995年至今1-4號高爐出鐵溝全部應(yīng)用澆注料，一條出鐵整溝含：主溝、鐵溝、渣溝、撇渣器、殘鐵溝、擺動流嘴溝、一代溝齡通鐵量標(biāo)準(zhǔn)200萬噸左右，有效壽命三年左右。(指以鋼結(jié)構(gòu)溝殼更換一次)。

2、筑溝工藝——鋼結(jié)構(gòu)溝殼內(nèi)側(cè)砌襯高鋁磚——安裝胎具——澆注——脫?！婵尽ㄨF。

3、溝體耐材結(jié)構(gòu)：鐵溝料、渣溝料、鐵溝噴補(bǔ)料、免烘烤料、鐵口泥套料、鐵溝搗打料、高強(qiáng)鐵溝墊補(bǔ)料、鋁碳溝蓋、高鋁磚、粘土磚等。

4、維修：一般正常情況是指對澆注料的有效工作層作維修，工作層的有效區(qū)域指溝壁厚度的50％，永久層在未受損害的前提不維修。

5、一期溝齡通鐵量：15萬噸。

1、堵鐵口放凈殘鐵并清理。

2、人工對出鐵溝工作面渣鐵侵蝕層作解體清理。必須將舊料鏟除，要見到永久層或磚襯，高壓風(fēng)吹掃雜物。

3、施工前徹底清理施工機(jī)具和胎具，攪拌機(jī)等。胎具工作面涂上潤滑油以利脫模，采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)混煉澆注料。

4、檢查澆注料在貯運期間有否受潮結(jié)塊現(xiàn)象，應(yīng)剔除結(jié)塊受潮料。

5、核對澆注料的名稱、牌號、避免投料失誤。

6、澆注料用水須清潔、PH值在6-8之間。

7、參考加水量：鐵溝料5—6％、渣溝料5．5-6．5％之間。

8、干料投入攪拌機(jī)內(nèi)干混1分鐘，隨后加入水量的80％水?dāng)嚢瑁员ＷC澆注料即有良好的流動性又有理想的可塑性。因此將剩余水徐徐加入，視其干濕成度，直至獲得適宜的成型流動性能為止。要嚴(yán)格杜絕和控制習(xí)慣性人為亂加水現(xiàn)象，目前我們規(guī)定有專人負(fù)責(zé)攪拌和加水。(必須采用二步加水法)

9、加水?dāng)嚢韬玫臐沧⒘蠎?yīng)在30分鐘內(nèi)用完。以免放置時間過長，引起濕料凝固影響施工質(zhì)量。

10、振搗：對澆注料質(zhì)量的優(yōu)與差尤為顯的重要，正確的振搗方法是交叉垂直密實方法進(jìn)行，振搗效應(yīng)以澆注料表面翻漿和無明顯排氣泡為佳。防止漏振或過振。04年我們感到振搗器力度不夠。將1．0KW振搗器調(diào)動為1．5KW。同時糾正了重視閘板區(qū)域而不重視主溝兩側(cè)，特別是鐵口區(qū)域的成型質(zhì)量o

11、脫模及烘烤，澆注料的厚度與通鐵壽命呈正比，而養(yǎng)護(hù)與烘烤又是澆注料達(dá)到使用強(qiáng)度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。三個鐵口的出鐵溝，可以冷修、其施工期為7個工作日，二個鐵口的出鐵溝就只能熱修，其施工期為16小時，因此二、四爐修溝就必須采用快速拆除清理、澆注、擠壓出充分的時間留給烘烤避免因時間緊，烘烤升溫過快，導(dǎo)至澆注料在烘烤過程中出現(xiàn)爆裂現(xiàn)象。

冬季澆溝氣溫低，要求供方在料中增加適量促凝劑，加快脫水時間。

不斷延長通鐵壽命是我們努力的目標(biāo)，我們面臨如何解決出鐵溝長壽化的主要因素體現(xiàn)在二個方面：

其一、對主溝結(jié)構(gòu)的合理改造。

其二、加強(qiáng)主溝在中后期使用中的維護(hù)

主溝改造：

1、改造主要集中在三個區(qū)域

氧化脫碳區(qū)——指耐材在出鐵過程中暴露在空氣中的部分。

渣蝕區(qū)——指被爐渣覆蓋的部分

鐵水沖刷區(qū)——指被鐵水覆蓋的部分

2、一、三號高爐為貯鐵式主溝，二、四號高爐為j}貯鐵式，生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)二、四爐出鐵時間鐵流落點呈拋物線或弧線直擊主溝底部，在鐵口1．5M處形成沖擊坑，如果不及時修補(bǔ)，造成此坑擴(kuò)大并大量存鐵，不但影響主溝壽命，嚴(yán)重時還會燒穿主溝．為防止燒穿，爐前工平均每三天熱墊溝一次，每次2小時，每次用免烘烤料1．5噸左右。04年度，二、四爐4條主溝熱墊就達(dá)332次，每次都是單爐門連續(xù)出鐵，也給高爐爐況的順穩(wěn)帶來許多隱形的未知變數(shù)。04年二、四高爐因墊溝單場連出造成爐內(nèi)瞥風(fēng)108次，減產(chǎn)4800噸。

3、2005年我們先后對二、四高爐4條主溝進(jìn)行了儲鐵式改造。主溝改造是利用更換鋼結(jié)構(gòu)之機(jī)采用原鋼結(jié)構(gòu)，并將主結(jié)構(gòu)向爐門方向前移0．5m．新的澆注模具從第二節(jié)開始加深，儲鐵容積增加了1．81—1．85m3。

4、通過改造使鐵水的沖擊落點直接落在主溝儲存的鐵水液面中，杜絕直接沖刷溝底料層，主溝的損壞得到減緩，不但減少職工三天墊一次主溝的熱勞動強(qiáng)度．也使主溝的使用壽命得以延長。

?1、主溝損壞較快的部位是氧化脫碳區(qū)和渣蝕區(qū)，撇渣器的過眼部位渣鐵沖刷嚴(yán)重。主溝氧化脫碳區(qū)和渣蝕區(qū)損壞嚴(yán)重，渣線以下部位侵蝕較輕，不易拆除，增加了工作的勞動強(qiáng)度和耐火材料的浪費。1998年高爐主溝改選后，在全廠1-4號高爐主溝和撇渣器過眼全面實行熱噴補(bǔ)工作。

2、熱噴補(bǔ)施工是利用壓縮空氣作為噴補(bǔ)耐火材料的載體，將耐材和水在噴槍內(nèi)混合后噴射到施工部位。根據(jù)首鋼渣系情況，噴補(bǔ)料屬于高鋁質(zhì)噴補(bǔ)料，加入特殊的粘結(jié)劑、添加劑，具有很好的粘結(jié)強(qiáng)度及很強(qiáng)的抗沖刷、抗腐蝕性能。

3、噴補(bǔ)時主溝壁處在高溫狀態(tài)(呈紅色，溫度大約在800℃以上)噴補(bǔ)效果最佳。出鐵后，及時放凈撇渣器和主溝內(nèi)的積鐵，迅速清凈殘渣殘鐵，然后進(jìn)行了噴補(bǔ)。噴補(bǔ)溝壁時，先對噴補(bǔ)部位噴涂薄薄一層再向一側(cè)延伸噴補(bǔ)，這樣來回擺動，逆層疊加，待每層料濕干時再噴上新的一層；噴補(bǔ)過眼時，適情況插入模具，噴補(bǔ)不規(guī)則部位應(yīng)降低噴射速度，噴補(bǔ)厚度較薄的部位，噴槍與墻面可呈45。角，由下至上實施；噴補(bǔ)完后，讓噴補(bǔ)料自行干燥燒結(jié)一小時，然后即可出鐵。注意：溝壁內(nèi)無需冷卻，嚴(yán)禁往溝內(nèi)噴水或風(fēng)吹，清理粘結(jié)在溝壁上的殘渣可與噴補(bǔ)同時進(jìn)行，根據(jù)高爐順穩(wěn)情況，一次性熱噴補(bǔ)時間不大于5小時。

4、熱噴補(bǔ)技術(shù)是主溝維護(hù)的重要措施，它對主溝局部侵蝕較厲害部位及時進(jìn)行修補(bǔ)，延長了主溝的使用壽命，降低了工作的勞動強(qiáng)度和主溝耐火材料的消耗，無需人工進(jìn)行烘烤，每次用料2—3噸，熱噴涂一次安全出鐵2-3萬噸左右，一條溝一般噴涂1—3次，可使主溝過鐵量由原來的8—10萬噸增加到現(xiàn)在15萬噸以上。

近三年我們在實踐中從澆注料的優(yōu)選 生產(chǎn)操作工藝優(yōu)化 技術(shù)改造合理化的循環(huán)往復(fù)，將技術(shù)創(chuàng)新與出鐵溝使用長壽化相結(jié)合，極大地提高了耐材的綜合使用性能，熔損速率明顯減少，出鐵溝通鐵量明顯增加，噸鐵耐材消耗在降低。我們還一直學(xué)習(xí)先進(jìn)的管理經(jīng)驗，收集信息，不斷總結(jié)，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上努力攀登高標(biāo)準(zhǔn)，目前已取得較理想的效果。

經(jīng)過3年多使用現(xiàn)場的反復(fù)實踐，我們克服了諸多的困難和難題，使生產(chǎn)操作工藝趨于成熟，澆注質(zhì)量逐步穩(wěn)定，噸鐵單耗的下降使經(jīng)濟(jì)效益也明顯提高。但制約出鐵溝使用壽命。