为什么说这6种原料可以提高转炉炼钢喷枪耐火浇注料性能及强度

                  氧枪是转炉炼钢供氧系统中的关键设备。氧枪枪身由三层无缝钢管套装而成，内层钢管是氧气的通道，由于氧枪在吹炼时处于高温下工作，需要对氧枪通高压水进行冷却，内层管和中层管之间的环缝是进水的通道，中层管与外层管之间的环缝是出水通道。

               喷头位于枪身的端部，是很 为重要的构件，设计合理的喷头能够正确合理地供氧，使熔池搅拌良好，能够快速化渣和强化元素的氧化。喷头一般为紫铜制成。早期的氧枪喷头多采用单孔的拉瓦尔型喷头，目前已普遍采用多孔的喷头。300t转炉采用5孔头，喷头形状为拉瓦尔管，由收缩段、喉口和扩张段组成。高压氧气流过拉瓦尔管时，喷孔可将氧气的压力转变为动能，在喉口处流速达到声速，在扩张段，氧气的压力能继续转化为动能，使氧气流速超过声速，从而获得超声速气流。

            转炉氧枪在使用过程受到高温烟气的冲刷和磨损，同时在吹炼和溅渣护炉的过程中还要承受高温烟气和炉渣的侵蚀;冶炼结束后，在大气中冷却，还会承受温度的急剧变化，受到热震的强烈冲击，因此转炉氧枪用耐火材料需具有良好的抗热震性，良好的抗炉渣、铁的冲刷和侵蚀的能力;在施工过程中，由于转炉氧枪的枪体较长，在浇注过程中所用的耐火材料需具有良好的流动性。目前使用的耐火材料主要是铝硅质钢纤维浇注料。

转炉喷枪耐火材料的研究表明：

           ①加入纯铝酸钙水泥可使浇注料具有较高的强度，但纯铝酸钙水泥加入量过多将带入较多的CaO，从而降低浇注料的高温性能;因此，在保证一定的常温强度和施工性能的条件下，应尽量减少其加入量，以提高浇注料的高温性能;其加入量以5%为宜。

             ②在浇注料中加入一定量的硅灰，对于降低加水量、提高水泥水化结合强度、降低浇注料气孔率、提高其中温强度贡献很大;同时，由于硅灰的主要成分是 SiO2，且杂质含量较多，当其加入量过高时易降低浇注料的高温性能。硅灰加入量以3%为宜。

             ③α-Al2O3微粉对浇注料具有调整体积稳定性的作用，一方面由于其粒度较细，能填充到浇注料较大颗粒之间的间隙中，从而使得浇注料气孔率降低，常温强度增加，另一方面由于其具有较高的反应活性，可以促进和SiO2的反应，生成莫来石，对提高浇注料的强度和抗热震性很有好处;随着α-Al2O3微粉加入量增大，浇注料气孔率有所降低，中温强度增加，流动性*改善，但其加入量过大时，浇注料的流动性反而降低，其加入量以6%~8%为宜。

           ④由于喷枪壁薄，使用时温度波动较大，枪体机械震动剧烈，因此枪体的高温体积稳定性非常重要，为尽量减少钢管内芯的热膨胀与浇注料的差异，需使喷枪浇注料在中、高温条件下具有一定的膨胀。蓝晶石粉可以在低于1350℃下发生转化反应产生较小体积膨胀，析出的SiO2又可与材料中的α-Al2O3反应生成莫来石，这样也有助于结合。 如果在液相范围内产生膨胀，那么膨胀会引起液体的移动，浇注料的许多空隙可能被液体填充。所以莫来石的生成不仅能够提高浇注料的结构强度，改善烧后线变化，而且还能部分消除浇注料在高温和冷却过程中产生的收缩裂缝，从而提高浇注料的使用寿命，所以，在细粉中应添加适量的蓝晶石粉。但其加入量过大时，导致浇注料剥落，故其加入量以 10%左右为宜。

        ⑤添加不锈钢纤维可以有效防止浇注料开裂，即使有裂纹产生，纤维的挠性也能阻止裂纹的扩展，提高浇注料的抗热震性。同时能够增强浇注料的常温、中温强度， 但当温度超过1100℃时，钢纤维的作用不明显，当钢纤维加入量超过3%时，浇注料的强度不再增强，甚至有所降低，因此，钢纤维的加入量以1%~3%为宜。

        ⑥要提高浇注料的强度，应降低加水量，在浇注料中引入一定量的减水剂时，减水剂溶于水后能吸附于分散相(固体微粒子或胶体粒子)表面，提高溶液中粒子表面的ζ电位(动电电位)，或形成空间限制效应(空间位阻)，增大粒子间的排斥力，结果会使由分散粒子组成的凝集结构中包裹的游离水释放出来，从而在粒子间起润滑作用和分散粒子的作用。

分散剂的作用有：

        (1)降低浇注料拌合用水量，降低制品或砌体的气孔率，提高体积密度;(2)降低水泥用量，有利于提高浇注料纯度;(3)改善浇注料流变性，易于施工，提高施工效率;(4)可配制流态浇注料，以实现管道输送新拌浇注料;(5)可实现浇注料的自流平、自密实作用;(6)可配制高密度、高强度浇注料。研究表明减水剂的加入量在0.5%左右较好。

          转炉氧枪在使用过程中主要发生结瘤损毁。主要是由于吹炼过程中炉渣化得不好或枪位过低等，炉渣发生“返干”现象，金属喷溅严重并黏结在氧枪上。氧枪的枪位指氧枪的喷头到静止金属熔池液面的距离，在吹炼过程中氧枪通常在三种枪位下进行操作。化渣枪位(高枪位)：用于促使石灰融化和成渣，提高炉渣的氧化性;基本吹炼枪位：正常的吹炼枪位，向金属熔池内供氧，使铁水中的元素氧化，并兼顾熔池的搅拌;拉碳枪位(低枪位)：在吹炼的后期，低枪位操作以进一步脱碳，加强熔池搅拌，均匀金属液的成分和温度，降低渣中的FeO和钢中气体的含量。氧枪枪位过高或过低，均容易造成金属喷溅，飞溅起来的金属夹杂炉渣粘在氧枪上造成氧枪结瘤。另外，喷嘴结构不合理、工作氧压高等对氧枪结瘤也有一定的影响。宝钢300t转炉的化潼枪位为2. 3~2. 5m，基本枪位为2. 0m， 拉碳枪位为1.8m左右。

          实际生产中，由于原材料条件变化较大，操作人员没有及时根据情况做出相应的调整;或者操作人员没有精心操作或操作不熟练，操作经验不足，往往都会使冶炼前期炉渣化得太迟，或者过程炉渣未化透，甚至在冶炼中期发生炉渣严重“返干”现象，这时继续吹炼会造成严重的金属喷溅，使氧枪结瘤。