不同炉龄期炮泥选用分析
铁口区域是高炉炉缸内最薄弱环节之一。优质无水炮泥和良好铁口操作维护习惯对改善出铁场工作环境、降低铁口维护量、提高炉前生产效率、降本增效及延长高炉寿命有关键作用。只有选择跟高炉需求匹配的炮泥，通过良好的铁口操作维护习惯才能呈现好效果、产生好收益。因此，无水炮泥质量的好坏对高炉稳产长寿至为重要。
高炉从点火投产到休风停炉的运行时间为一代炉役期。处于不同炉役时期的高炉，其铁口工况有较大差异，对炮泥要求的侧重点也有不同。好用炮泥，每一批产品性能指标应处于范围值内，而不应大于或小于某一限值。对不同炉役期高炉特点和炮泥要求进行分析和归纳，选择跟高炉更匹配的炮泥应引起炮泥使用者的重视。
一、开炉初期
刚开炉时，风温、风压都还处于较低的水平，生产出的铁水和渣比较粘稠。高炉要求：一、需及时地排净渣铁；二、需将炉内泥包和各种砌体的水分从铁口排出。故要求铁口必须快速准时地打开，开口准点率成为考核炉前操作的首要指标。不能按时打开铁口及时出铁，很容易引起休风，使开炉失败，甚至造成休风堵死风口，各项开炉工作陷于被动局面。
近年来，随着高炉炼铁技术进步及开炉经验丰富，从点火到达产时间越来越短，三五天即可全风达产。开炉已经摒弃有水炮泥，点火就开始使用无水炮泥。铁口区域内导有一个缓慢过程，炉内耐材水分排出需较长时间。开炉初期应为从高炉点火投产到形成稳定送风制度，保持炉缸活跃稳定。
图1 开炉初期铁口区域状况
开炉初期铁口区域如图1所示。近年来，大多数新建高炉均会在铁口下方浇注或捣打一个泥包平台，刚生产时泥包非常稳定，铁口砖没有受到侵蚀，炉缸内活跃度不高，对炮泥的抗冲刷和铁口深度要求相对较低，铁口深度比较好维持。为活跃炉缸，需及时打开铁口排放渣铁。高开口准点率对炮泥的要求是好打泥易开口无喷溅。
开炉初期泥炮设备处于磨合期，炮膛及出铁场温度偏低，出铁孔道温度不高，推泥阻力偏大，实际打泥压力会低于设计值，开炉期炮泥马夏值应低于标准值。仅仅通过增加结合剂量降低炮泥马夏值是不可取的，这样会延长炮泥结焦时间，开口后长时间没有强度。
开炉出铁后，炉缸耐材水分逐渐排出，砌体在高温下体积发生变化，会形成缝隙，贯穿的裂缝极易造成铁口区域窜煤气。高结合剂量结焦慢的炮泥不仅不能减缓阻止出铁过程中煤气泄漏，而且会加剧铁口喷溅，恶化炉前作业环境，增加炉前劳动强度。开炉初期炮泥在降低炮泥马夏值和加快炮泥结焦速度两方面的平衡考验着炮泥技术工作者。开炉初期铁口窜煤气会影响出铁，需及时改善炮泥性能，炮泥企业需更快更好地满足客户要求。
针对开炉初期铁口窜煤气影响出铁，可优化炮泥配比，选用抑制喷溅型炮泥。良好的作业性能、优异的抗冲刷能力和适宜的结焦速度，将逐渐减缓直至消除喷溅。
二、稳产期
当风温、风压达到设计水平，尤其送风制度趋于稳定，高炉气流分布合理，温度分布均匀，热量充沛稳定，炉缸工作活跃。以此为标志，高炉进入了稳产期。
进入稳产期后，每天有大量熔融炽热的渣铁从铁口排出。高风温、富氧喷煤和高压差操作使铁口区域侵蚀尤为严重。形成稳定泥包保护炉墙和排净渣铁保证高产顺行成为核心任务。铁口深度合格率、全风堵口率和渣铁放净率成为炉前操作首先考核的指标。
稳产期高炉要求炮泥易维护铁口，开口时漏铁口和断铁口出现概率较低，打开铁口后无潮泥喷溅，出铁平稳，渣铁放净。目前大部分钢企冶炼强度高，日产量远超设计值，炉前开堵口设备制约炮泥性能的发挥。结合强度偏低、结焦速度偏慢、废旧材料加入比例过高的炮泥使用后，可轻松打开铁口，但从开口到出铁结束铁口深度衰减快，甚至会侵蚀冲刷到铁口炉墙。铁口深度、抗冲刷好的炮泥在出铁结束见风喷口时应该有先小风后大风、喷溅逐渐加大的缓慢过程。
稳定铁口深度不是一蹴而就，需要炮泥质量长期保持稳定。炮泥质量不因原材料批次、季节、气温等变化而出现较大范围波动。稳产期炮泥应该坚持以性价比选择供应商，而不应低价中标。
三、炉役后期
高炉长时间处于高强度冶炼状态，铁口工作环境尤为恶劣。炉缸其他部位的铁水和炉渣以“环流”方式流往出铁口。在风口回旋区“搅动”作用下，渣铁在铁口孔道前方形成“涡流”，高速流动的渣铁剧烈地冲刷泥包及铁口孔道，最后将铁口孔道冲刷成喇叭口状，破坏了泥包和铁口孔道。炉役后期铁口区域状况如图2所示。
1、炉壁耐火砖；2、铁口通道；3、炉墙渣皮；4、旧泥包；5、出铁中泥包被渣铁侵蚀变化；6、新炮泥；7、焦炭；8、炉墙；9、铁口泥套；10、铁口边框。L、铁口深度；K、红点（硬壳）；α、铁口角度。
图2 炉役后期铁口区域状况
从图2中可以看出，铁口运行一段时间后，陶瓷杯和碳砖被渣铁冲刷和侵蚀变得越来越薄，只剩下堵口后炮泥形成的泥包及渣皮来保护冷却壁。无法形成泥包或泥包较小时，铁口附近冷却壁水温会升高，铁口区域成为高炉本体受到破坏程度较大和最薄弱的部位。因此，维护铁口深度在役后期高炉维护操作中至关重要。如果铁口维护不当，将造成铁口工况失常，残存砖衬剥落殆尽，会烧坏冷却壁，严重则导致炉缸烧穿之类的重大事故。
炉役后期需提高炮泥抗冲刷能力，力争做到每次出铁结束后泥包残存炮泥量大于堵口漂走和侵蚀冲刷掉的炮泥量。足够厚度的泥包可更有效保护铁口区域炉墙，保证炼铁生产安全运行。
若因前期使用炮泥质量较差，铁口维护效果不好，铁口区域冷却壁水温差失常时，应及时选用钒钛炮泥。钒钛炮泥堵入铁口后，炮泥中钒钛化合物在铁口附近形成TiN、TiC进行强化护炉。多座高炉应用实践表明，使用钒钛炮泥，同时加入钛矿或钛线进行全方位护炉操作，将很快使冷却壁水温差恢复至安全范围值内。
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