高炉炮泥主要的损毁机制

热应力损毁。出铁时铁口中心被钻头钻开，炽热的铁水和熔渣从铁口流出，使铁口炮泥承受1500℃以上高温。当铁渣出完，用炮泥重新堵铁口时，旧炮泥接触新堵口的炮泥，温度从1500℃急速降到200℃左右，这样反复作用，在旧炮泥内部产生巨大的热应力，易导致以铁口为圆心的圆弧形裂纹。

热化学侵蚀。炮泥与铁液及渣熔液长时间接触，易发生化学反应，使炮泥被侵蚀。反应生成低熔点矿物相，在出铁期间，随着铁渣熔液的冲刷而流失，使出铁口孔径扩大，造成铁水急速冲出铁口，影响铁口稳定。

目前高炉炮泥的最大弱点即是铁口扩径较快，抗铁水冲刷性不足，导致高炉炉缸内的铁水出不净，影响产量，同时不利于高炉顺行。另外，开口困难，导致铁口不能按时打开，影响正常出铁。因此，国内外许多大型高炉采用插棒法或配备具有较强正、逆冲击能力的开口机来解决高炉炮泥开口较难的问题。一般情况下，高炉出完铁后，原炮泥的表面就渗进了渣铁，在新炮泥堵入铁口后，新旧炮泥的交界处形成隔层，不利于粘结。由此，高炉内的铁水会沿着新旧炮泥的缝隙进入，从而导致炮泥的中部出现渣铁渗透区域。渣铁渗透区域的形成在一定程度上也增加了铁口开口难度。铁口不易打开，很容易导致重大的安全生产事故。国内外对高炉出铁口炮泥的现场可操作性都非常重视。

氮化硅铁在高炉炮泥中的应用现状

氮化硅铁具有Si3N4的所有特性，含有的金属相Fe能促进烧结，在一定程度上又能解决Si3N4难烧结的问题，而且价格比Si3N4低廉，故对氮化硅铁在炮泥中应用的研究越来越多。

炮泥中的氮化硅铁在反应触媒一金属相Fe和碳的参与下反应生成Si2N2O、SiC和AlN新相，强化了炮泥的基质和组织结构，提高材料的中温和高温强度。而且，试样内部Si3N4氧化生成的SiO2活性较高，其能与材料中的Al2O3反应生成莫来石，更进一步提高高温强度及材料的耐冲刷性，延长出铁时间。高温下N2和CO等气体的逸出使试样中产生气孔，提高炮泥在实际使用过程中的开孔性能。同时，生成的N2和CO减少了炮泥与铁水接触界面的摩擦作用，而且一部分气体又贮存于气孔中，这双重作用均抑制了铁水及熔渣向炮泥中的渗入及蚀损，提高材料的抗侵蚀和渗透性能。

氮化硅铁在发达国家的高炉炮泥中得到普遍应用，使炮泥开堵性能得到了明显改善，满足高炉出铁的需要，成为现代化大高炉炮泥不可缺少的成分。日本在上世纪70年代开始使用氮化硅铁。国内应用氮化硅铁时间较短，宝钢首先在炮泥中添加氮化硅，使炮泥性能得到改善满足了宝钢炼铁的需要。国内其它钢厂基本上都在使用氮化硅铁，因为氮化硅铁的销售价格大约为氮化硅销售价格的一半，另外在使用性能上两者基本接近。近3年来，全国重点大型钢铁企业2000m3以上高炉堵口炮泥基本上都使用氮化硅铁。添加氮化硅铁的炮泥很好地满足了大型高炉的需要，使高炉出铁次数由18次普遍降低到12次，最低的降到6次。炮泥的消耗量由1.2kg/吨铁降低到0.5kg/吨铁。