高炉炮泥生产过程中常用的三种结合剂

炮泥结合剂是炮泥不可缺少的组成部分，在炮泥中所占的位置很重要，它影响着炮泥的高温强度以及常温强度。

结合剂是一种能将碳素制品的颗粒或细粉粘结形成具有一定形状和强度的整体的物质。性能优良的结合剂，能够与主体材料混合形成可塑性物质，与主体材料有很好的吸附性与粘结性，结合剂在一定的温度范围内成为液体，使碳制粉料润湿、粘合、混捏以及模压成型，冷却后结合剂硬化将碳制粉料固结成生坯：生坯在高温下焙烧，结合剂再次成为液态，在坯体内流动，经热解缩聚，炭化为沥青焦，使粉粒固结成连续的碳骨架，提高制品的强度，耐侵蚀性以及耐热性炮泥结合剂对炮泥坯料的混炼、成型性能及微观结构都会产生极大的影响。对于混炼成型，要求结合剂有良好的润湿性，较好的润湿耐火骨料，拥有合适的粘度以提高炮泥原料的混炼质量。此外，结合剂均匀地分布在炮泥骨料表面，经炭化形成连续的碳骨架，以提高炮泥的抗侵蚀性和机械强度。结合剂性能的好坏直接影响着炮泥质量的优劣，也影响着炼钢产业。

随着炼钢产业的发展，以水作结合剂的时代已经过去，现在国内外大、中型高炉通常使用的结合剂有：煤焦油、蒽油、煤沥青、树脂、焦油一树脂结合及法国“E”型生态结合剂等几大类。目前，工业上使用比较多的有煤焦油、沥青和树脂。

(1)煤焦油

煤焦油是煤高温干馏的副产物，具有刺激性气味，呈深褐色或黑色，粘稠状液体，是一种成分复杂的混合物，主要含有杂环化合物，稠环芳烃和酚类。由干馏温度分为：低温、中温和高温煤焦油。

高温煤焦油是低温煤焦油在二次分馏的产物，高温煤焦油的成分比较复杂，主要为稠环芳香族化合物，具有萘和酚的特殊气味。目前，大型高炉使用煤焦油做炮泥结合剂。煤焦油在常温为粘稠状，加热具有一定的流动性，对于炮泥粉的状或者颗粒状骨料有很好的渗透性、浸润性和润滑性能，在60~110℃时能与骨料充分混合，这就保证了炮泥拥有较好的塑性。经过高温过程，煤焦油形成网状晶体结构，使炮泥结构强度较高，且价格低廉，但自身也存在着一些缺点：

①煤焦油中轻质油和萘含量较高，温度升高时这些轻组分挥发，导致高温强度低，而且种炮泥稍经冷却就马上变硬，对挤泥操作造成麻烦;

②挥发性气体挥发时间段内，炮泥须长时间对准出铁口才能发生硬化，在高压操作条件下万一铁口被打开，铁口不能被马上堵住;

③污染环境。

(2)酚醛树脂

酚醛树脂是人工合成的最早的树脂，以其与生俱来的众多优良性能，如优良的粘附性、耐热性和抗烧蚀性等，被广泛应用于诸多行业作结合剂按照结构形态和形状分为热固性和热塑性两大类。本文着重介绍在炮泥中的应用。

酚醛树脂作为炮泥的结合剂，有快速加热时体积稳定性好、环保和高温粘附性优良的优点，因此得到炼钢产业人士亲睐，但由于其润湿性差，使用时需要大量加入才能达到需要的塑性，因此带来一些问题，第一，这样会影响炮泥的硬化速度;第二，酚醛树脂分子中所含的亚甲基和紛轻基容易发生氧化反应，使炮泥的抗氧化性降低和耐热性受阻;第三，酚醛树脂的价格过高，生产成本限制了该结合剂的使用。

(3)沥青

沥青与碳质骨料有极好的亲和性，具有不含水不浸水不渗水，加热时可由固体转化为液体，渗透性好、残碳率高以及价格低等优点，是一种很好的结合剂。本文主要介绍其在炮泥中的应用。沥青是石油或焦油经蒸馏工艺或催化裂化反应，提取不同沸点馏分后的残留物，一般为粘稠的半固体或固体，黑而有光泽、有臭味、在水中不溶解、易燃烧，没有固定的熔点，用软化点来表示固态变为液态时的温度，根据原料种类的不同，可将沥青分为石油沥青和煤沥青。

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