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巩义市荣鑫碳素制品有限公司
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【沟料和炮泥简介】
常用无水炮泥原料一般以刚玉、高铝矾土、碳化硅、粘土及焦粉等，为了改善炮泥性能，提高其强度及耐侵蚀性，已开始采用金属硅、金属铝、绢云母粉、氮化硅铁等原料，各种微粉以及超微粉原料的添加进一步的提高了其致密度及烧结性能，无水炮泥通常采用焦油、二蒽油、树脂作为结合剂。
沟料的优良性能：
1）能烘烤而不产生裂纹或很少产生裂纹
2）优良的高温力学性能和抗渣侵蚀性
3）耐剥落性强
【主要成分】
下面对其中几种原料进行简要的分析：
1、碳化硅 在泥料中配入一定数量的碳化硅其作用是为了填充主骨料颗粒之间的空隙，以形成耐火基质，利用其高熔点、耐侵蚀、高热导率、高性（硬度值达到2500kg/mm2、高温强度高、热膨胀系数小、热震稳定性好的优点，使得使泥料具有更好的抗渣性、高温结构强度和热震稳定性，可改善其抗熔渣侵蚀和抗冲刷能力。但碳化硅在高温氧化气氛中易被氧化，因此在配入泥料中使用时应给予考虑。
2、焦炭粉 焦炭的种类不同将产生不同化学反应及其他不同特征。焦炭的特性是气孔率高、导热及导电性能好，抗渣及热震稳定性好，使铁口保持还原气氛，对SiC、碳化网络及碳素材料起保护作用，是炮泥的主要原料之一。
3、棕刚玉 对于提高炮泥的抗渣铁冲刷性和抗炉渣的化学侵蚀作用以及炮泥的高温结构强度等可以在无水炮泥中加入一定量的棕刚玉。
4、沥青 沥青作为含碳粘结剂配入泥料中，主要是帮助结合剂发挥强化效应，可以进一步起到改进泥料某些性能的作用。
【理化指标】
炮泥组成可分为两部分――耐火骨料和结合剂。
耐火骨料指刚玉、莫来石、焦宝石等耐火原料和焦炭、云母等改性材料。
结合剂为水或焦油沥青和酚醛树脂等有机材料，还掺加SiC，Si3N4，膨胀剂和外加剂等。
骨料按一定的粒度及重量组成基质，在结合剂的调和下使之具有一定的可塑性，从而可以通过泥炮打人铁口堵住铁水。
以水作结合剂的称为有水炮泥，以焦油，树脂等有机材料作结合剂的称为无水炮泥。
可以列表如下:
表1.1 有水炮泥和无水炮泥的组成和性能比较
项目 有水炮泥 无水炮泥
基本骨料 45-75黏土、砖屑 40-60AL2O3石英砂等
附加骨料 - 0-15
焦屑 10-25 15-35
水 13-17 -
有机结合剂 - 15-35
干后收缩 2-4 无
1500℃烧结后 基本收缩 基本膨胀
表1.2 树脂型和焦油型无水炮泥的比较
项目 树脂型 焦油型
结合剂及用量 树脂200-300kg/t，低温下树脂聚合 焦油180-250kg/t
硬化速度 150℃时，堵口后短时间即可拔炮。 360℃前无强度，无法在短时间内拔炮。
烧结速度 时间短，堵口20min即可出铁。 时间较长，使用埋棒法45min
劳保问题 释放有害物质较少。 释放出苯并芘等致癌。
注:若以纯焦油为结合剂，其结焦硬化温度为200℃左右若是焦油-沥青复合结合剂，其结焦硬化温度在360℃左右。因为沥青的结焦温度高，导致加有沥青的炮泥结焦值变高。其中焦油加入量对沥青的软化点和结焦值也有影响。
【高炉免烘烤铁沟料的制备】
选用 Al2O3 含量为85.65%、Fe2O3为2.24%的矾土及Al2O3 含量为 86.82% 、Fe2O3为3.91%的棕刚玉为骨料和细粉。加入碳化硅（SiC＞88.92%）可提高铁沟料的抗熔渣侵蚀、耐冲刷、抗热震等性能，选用的碳化硅粒度小于0.088mm 和0.5mm、比例为3∶1 ，加入量13%～18%较为适宜；膨胀剂的粒度为0～3mm 以下；粘合剂主要有粘土、磷酸 、磷酸铝、树脂和沥青等, 用量一般为1.5%～8.5%；添加剂有表面活性剂，可增强炭素材料与粘合剂的亲合力，便于捣打结实。用酸性粘合剂时应加草酸抑制剂，缓解酸与金属铁的反应以延长捣打料的保存期。
改性酚醛树脂溶液是免烘烤铁沟捣打料的优良结合剂，它与氧化物发生聚合作用，形成较强的结合，使铁沟料具有较高的强度，抵抗高温渣铁熔体的冲刷和侵蚀。适当加入与氧亲合力大于碳的金属Si 、Al 、Mg等防氧化剂可在使用过程中减缓和 防止碳氧化。 按配比称量的混合料放入湿碾机中进行混练；加料顺序是加完颗粒料后，先加入一半的结合剂混合，把颗粒料润湿后，倒入细粉，然后再加入剩下的一半结合剂；总混练时间为 10～15 分钟。
