鋼鐵新技術(shù)的發(fā)展，鋼鐵工業(yè)的耐火材料技術(shù)也有了劃時(shí)代的轉(zhuǎn)變和發(fā)展，國(guó)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)，不斷提高了高爐的有效容積，諸多的冶煉技術(shù)進(jìn)步均提高了出鐵系統(tǒng)的負(fù)荷，增大了主鐵溝耐火材料的侵蝕破壞程度，相關(guān)的耐材費(fèi)用大幅提高。國(guó)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(duì)主鐵溝及渣鐵溝通鐵量不斷提出了更高要求。
1大中小型高爐主鐵溝的生產(chǎn)現(xiàn)狀及新型澆注料組成及性能
1.1 國(guó)內(nèi)中小高爐主鐵溝耐火材料的生產(chǎn)現(xiàn)狀
一般大型高爐都有2個(gè)以上鐵口及主鐵溝，因此當(dāng)其中一條鐵溝必須重新造襯或修補(bǔ)時(shí)，只要堵住該條鐵溝的鐵口后，就可以對(duì)該條鐵溝進(jìn)行澆注、養(yǎng)護(hù)硬化、烘烤干燥等。與此同時(shí)，其他鐵口出鐵正常，不影響高爐正常生產(chǎn)。容積為1000以下的中小高爐一般設(shè)計(jì)為單個(gè)出鐵口，因此不可能保證普通澆注料所需的澆筑、養(yǎng)護(hù)、烘烤時(shí)間。所以，目前單出鐵口的中、小型高爐鐵溝一般還是采用瀝青或樹脂結(jié)合Al2O3-SiC-C質(zhì)免烘烤搗打料搗打鐵溝內(nèi)襯。
由于采用樹脂或焦油結(jié)合，搗打料搗打施工后不必烘烤或略加短時(shí)間烘烤即可直接過(guò)鐵水，可以滿足中小高爐的生產(chǎn)工藝要求。但是搗打的溝襯耐火材料一般只是溝底表面一層相對(duì)密實(shí)，而表面以下及溝幫部位都很疏松，不耐沖刷，因此搗打料存在使用壽命太短的問(wèn)題，一般只有1～7天，最短的甚至一班一修。所以搗打料搗制的單鐵口高爐爐前主鐵溝維護(hù)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度太大，且高熱的環(huán)境又造成很多不安全因素，還有瀝青與樹脂的煙塵有毒有害問(wèn)題。如采用低水泥結(jié)合Al2O3-SiC-C質(zhì)澆注料，便于機(jī)械化施工，時(shí)間縮短，效率提高。
1.2 國(guó)內(nèi)大型高爐主鐵溝耐火材料的生產(chǎn)現(xiàn)狀
現(xiàn)代高爐朝著大型化、高效化和長(zhǎng)壽化方向發(fā)展。高爐出鐵溝澆注料也由過(guò)去比較單一品種向自流澆注料、快干澆注料、搗打料及免烘烤搗打料的方向轉(zhuǎn)變。國(guó)內(nèi)大型高爐主鐵溝多采用快干澆注料，雖然效果不錯(cuò)，但耐火材料消耗與國(guó)外鋼鐵廠相比仍較高，成本增加，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度較大。而自流澆注料是一種無(wú)須震動(dòng)，可自流成型、找平的新型耐火材料。
1.3 新型澆注料自流澆注料的組成及性能
自流澆注料作為主鐵溝使用的新型耐火材料，由剛玉、碳化硅、硅微粉、氧化鋁微粉、碳素材料組成其基本成分，加入輔助的結(jié)合劑、硬化劑及性能調(diào)節(jié)劑，澆注成型。除滿足自流條件外還滿足高溫強(qiáng)度好、耐沖刷、耐侵蝕、抗氧化、短時(shí)間內(nèi)快速硬化、體積穩(wěn)定性好、不粘渣鐵，具體物理性能見(jiàn)表1。
從實(shí)際施工、使用效果看，澆注料具有良好的施工性能，能快速烘烤而極少或不產(chǎn)生裂紋；熱震穩(wěn)定性優(yōu)良；高溫強(qiáng)度高，具有優(yōu)良的高溫耐磨性與抗氧化性；不粘渣鐵，易于解體。從性能看，溫度升高，抗壓強(qiáng)度沒(méi)有下降，但是燒結(jié)后增加幅度不大，這說(shuō)明在加入了復(fù)合的結(jié)合劑后，材料的結(jié)合并不完全靠水泥的凝固結(jié)合。
對(duì)于微粉的加入量，澆注料也有一個(gè)最佳指標(biāo)。微粉含量過(guò)低，強(qiáng)度與密度都不高，超過(guò)一定值后，微分含量增加，強(qiáng)度下降，體積密度增加。
2中小高爐主鐵溝結(jié)構(gòu)形式的改造
大高爐鐵溝之所以通鐵量高，使用壽命長(zhǎng)，不僅是因?yàn)槭褂昧烁邫n次的自流澆注料，而且還因?yàn)閼?yīng)用了貯鐵式結(jié)構(gòu)。而傳統(tǒng)的單鐵口的高爐主鐵溝為非貯鐵式（旱溝），撇渣器翻鐵口溝底標(biāo)高幾乎接近于撇渣器進(jìn)鐵口處溝底標(biāo)高，在不出鐵時(shí)主鐵溝只有撇渣器內(nèi)殘存一部分鐵水，包括主鐵溝沖擊區(qū)在內(nèi)都暴露在空氣中。因此非貯鐵式主鐵溝耐火材料會(huì)出現(xiàn)因溫度的反復(fù)急冷急熱出現(xiàn)的收縮開(kāi)裂及落鐵點(diǎn)的耐材沖擊損壞。這就要求中小高爐對(duì)主鐵溝結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造：
（1）改造后的主鐵溝內(nèi)一直有較多鐵水存留，出鐵時(shí)的鐵水將不直接沖擊耐火材料，而是落到了存留的鐵水上，這對(duì)主鐵溝內(nèi)落鐵點(diǎn)的耐火材料是極好的緩沖，有利于延長(zhǎng)主鐵溝耐火材料壽命；
（2）改造后的主鐵溝內(nèi)由于存留大量鐵水，使鐵溝內(nèi)的溫度相對(duì)于恒定，耐火材料受急冷急熱影響相對(duì)較小，有利于延長(zhǎng)主鐵溝耐火材料壽命；
（3）由于采用澆注法施工造襯，所注的溝襯從表面到內(nèi)部都很致密，不存在搗打料那樣只有表面密實(shí)而內(nèi)部疏松的問(wèn)題，因此主鐵溝壽命可大幅延長(zhǎng)；
（4）由于自流澆注料使用了快烘防爆技術(shù)，使原來(lái)僅僅能夠在大高爐上使用的耐火材料應(yīng)用到了中小型高爐。
3主鐵溝維護(hù)——熱噴補(bǔ)技術(shù)
熱噴補(bǔ)技術(shù)是主鐵溝維護(hù)的重要措施，它對(duì)主鐵溝局部侵蝕較厲害的部位及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，延長(zhǎng)了主溝的使用壽命，降低了工作的勞動(dòng)強(qiáng)度和主溝耐火材料的消耗，無(wú)需人工進(jìn)行烘烤。主溝損壞較快的部位是氧化脫碳區(qū)和渣蝕區(qū)及撇渣器的過(guò)眼部位，渣線以下部位侵蝕較輕，不易拆除。如果整體拆除，增加了工作的勞動(dòng)強(qiáng)度和耐火材料的浪費(fèi)。
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)渣系性能，噴補(bǔ)料屬于高鋁質(zhì)噴補(bǔ)料，假如特殊的粘結(jié)劑、添加劑，具有很好的粘結(jié)強(qiáng)度及很強(qiáng)的抗沖刷、抗侵蝕性能。噴補(bǔ)時(shí)主鐵溝處于高溫的狀態(tài)時(shí)（呈紅色，溫度大約在800℃以上），噴補(bǔ)狀態(tài)最佳。出鐵后及時(shí)放凈撇渣器和主鐵溝內(nèi)的積鐵，迅速清凈殘?jiān)鼩堣F，然后進(jìn)行噴補(bǔ)。
4結(jié)束語(yǔ)
隨著科技發(fā)展，主鐵溝澆注及檢修更換設(shè)備逐步更新，針對(duì)澆注料的液壓拆溝機(jī)、快速攪拌機(jī)、運(yùn)料小車、熱風(fēng)干燥機(jī)等新設(shè)備的使用，極大促進(jìn)了澆注料的推廣和發(fā)展。對(duì)于新型澆注料要滿足出鐵溝長(zhǎng)壽、安全環(huán)保。主溝長(zhǎng)壽化后，爐前工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度降低、環(huán)境條件大幅度改善、噸鐵產(chǎn)量的耐材消耗大幅降低，既節(jié)約資源、又減少?gòu)U渣排放。
作者：呂萌
