高炉出铁沟是铁水从炉内经铁口流向铁罐的通道，这一通道必不可少，因此，出铁沟便成为高炉生产工序中的一个极为重要的环节。高炉生产的主要特点是昼夜的连续性，既要有序有节奏的装料，又必须做到有序有节奏的出渣出铁。全厂4座高炉的渣铁罐有序有节奏调配运转，严格地规定执行着每座高炉每天的出铁次数和每次铁的出铁时间及堵口时间，严格要求高炉执行有序有节奏地炉前作业制度。生产中往往会因为铺垫、修补、烘烤铁水沟衬而打乱高炉正常有序有节奏的生产。沟衬的耐用性能和使用寿命直接关系着构成铺垫修补次数和时间，也直接关系着高炉能否正常有序有节奏的生产。

铁钩沟衬泥料的损坏原因

高炉出铁沟沟衬损坏原因很多，就主要来说有两方面：一是沟衬的材质性能，二是沟衬的结构。另外同衬的不同部位损坏的快慢，损坏的程度也不一样，就材质性能来说，低水泥刚玉浇注料，比水泥高铝矾土质的好，水泥高铝矾土质的高铝—碳化硅—碳质的捣打料又比焦粉—粘土—沥青配制的捣打料好。就铁钩的构造来说，水冷和风冷的贮铁式铁钩比不冷却的贮铁式铁钩好;贮铁式铁钩比非贮铁式铁钩好;贮铁式铁钩比非贮铁式铁钩好。贮铁式的主铁钩坡度为0.5%~1.5%，半贮铁式主沟坡度为3%，非贮铁式主铁钩的坡度为4%~6%，众所周知，高炉出铁沟沟衬最容易损坏和损坏最严重的部位是主铁钩，特别是距铁口1.5~2.0米处的铁水喷射着落点和满流区的撤渣器底部沟衬损坏最快，这是由于铁水和熔渣的机械冲刷和高温熔蚀造成的。因此，这些部位窑选择强度高，耐磨性好，抗氧化能力强的沟衬材料。三种铁钩结构的沟衬各部损坏速度是不一样的。贮铁式的沟底损坏小于沟壁，半贮铁式的沟底和沟壁损坏速度几乎是一样的，非贮铁式的沟底损坏速度大于沟壁。

因此，要求高炉出铁沟衬泥料应具备下列几方面性能。①高温强度高，应具备较高的耐铁水和熔渣机械冲刷和化学侵蚀的能力;②稳定性要好，在高温条件下体积变化小;③抗氧化能力强;④容易施工，不粘渣铁，便于修补和拆除;⑤粉尘小，烘烤时不崩裂，不产生有害气体污染环境。另外环境施工要求：捣打料要求粉尘小，捣打后密实结合成一体。浇注料要有较好的流注流动性，适当的初凝时间，能快速烘干，快速烧成而不开裂，不排放有害气体污染工作环境。

现在单体口高炉使用的高铝一碳化硅质捣打料和多铁口高炉使用的浇注料，基本上都具备了以上的使用性能和施工可操作性能。

高炉铁水沟衬的发展历程

近几年包钢高炉容积不断扩大，高炉生产技术进步也很快，3号、4号高炉炉顶压力一般在0.15MPa以上，热风温度保持在1150℃以上。因此铁水温度高，出铁量增多，铁水流速快，对铁水沟内衬冲刷蚀损愈加严重。沿用几十年的焦粉—粘土—沥青配制的传统铁水沟衬泥料已远远满足不了高炉强化冶炼的要求。以前高炉常常因垫主铁钩而造成铁晚点，并因为出铁晚点被迫减风操作，出铁晚点又造成炉缸积铁积渣增多，这不仅要因为出不净查铁再补罐，重新出铁往往打乱全厂渣铁罐的正常调配，而且打乱全厂正常有序的生产秩序。

自从开始使用高性能的高铝—碳化硅—碳质的捣打料，主铁钩衬寿命由一天一修补延长至2~3天一修补，铁钩寿命也从2天左右延长到5~7天。由于垫沟寿命也从2天左右延长到5~7天。由于垫沟寿命的延长和铺垫修补次数的减少，炉前工人的高温繁重体力劳动也大为减轻，高炉因垫铁钩影响而减风，丢铁次，影响正点出铁率也大大减少。1994年6月，三高炉扩容改造，建成两个出铁场，设置三个出铁口，1995年11月4日高炉建成环型出铁场，设置4个出铁口，为铁水沟采用浇注料创造了良好施工条件。这两座高炉的建成投产，使铁水沟的结构型式和铁水沟衬的材质性能都迈向了高炉的技术水平。

扩容改造后的3号高炉和新建的4号高炉有以下特点：

①高炉容积由1800m3扩大到2200m3，设计炉顶压力0.2MPa，配备4作外燃式热风炉，送风温度可达1200℃，日产铁能力4000吨，出铁次数18次，深炉缸，无渣口操作，杜绝了因渣口损坏而休风。由于熔渣全部经由铁口流出，主铁钩增加大量熔渣通过，从而加剧主沟衬的侵蚀。

②主铁钩外壳为钢板焊制结构，借鉴首钢经验，为控制钢壳变形，槽体外侧用筋板连接加固，以防止钢板应力作用变形造成沟衬断裂。3高炉钢槽内侧砌筑一层小块碳砖，4高炉是砌一层60毫米厚的粘土砖。

③3高炉主铁钩为贮铁式，主铁钩长12米，坡度为前4米8%，后8米为1%，贮铁层深度200~500毫米。沟底由于积铁层的保护，可减轻炉内压力作用喷射出的铁水流对主沟的直接冲刷。

④4高炉设计日产铁良4000吨，出铁次数16次铁水流速为5~7吨/分钟。

⑤铁水沟衬为浇注料，这种浇注料骨料是电熔致密刚玉，配加的粉料有既高温又具有相对体积稳定的碳化硅和分散性高的超微细粉，以及抗氧化作用的金属铝粉和金属硅粉，还有铝酸钙水泥和减水剂等。

通过生产实践证明，这种浇注料具有：①耐火度高；②体积稳定，整体性好；③耐冲刷磨损；④耐渣铁侵蚀；⑤耐急冷急热温度变化范围宽。这种浇注料完全能满足现有高炉生产的要求。

由于主铁钩，支铁沟和渣沟各自工作条件不同和损坏速度也不同，所以分别采用电熔致密刚玉，电熔棕刚玉为骨料的高中抵挡低水泥浇注料，以达到铁钩整体同步损坏，降低材料成本费用。

目前，我厂铁钩使用浇注料已经过了三年多的生产实践，经过不断改进使用寿命大大提高，最高通铁量达到8万9千吨，并且一次也没修补沟衬，现在平均通铁量达到7万吨以上。吨铁消耗耐火材料约为0.48公斤左右。总结以前的经验，笔者认为；铁钩衬料窑采用Al2O3—SiC—C系的，或是Al2O3—SiO2—SiC—C系的，此外还有Al2O3—SiN4—SiC系的材料，其主要原料纯度高，抗冲刷耐侵蚀性能好，可以提高寿命，降低成本。尤其Si3N4(氮化硅)具有更好的抗氧化性。

浇注料的作业操作

三年来我厂炉前工作人员已经熟练地掌握了浇注料的浇注操作技术。

主铁钩衬大修周期的确定

当主铁钩侧壁侵蚀深度达到200~250mm后，要停止进行进行大修。浇注前必须把沟侧壁的残渣残铁和变质层用风镐铲掉并清理干净，沟底消除残渣铁后用风镐铲成麻面，吹扫干净。

模具

主铁钩模具经过改进为10毫米钢板箱底，底部为圆弧底，基本上能满足浇注和脱模要求。

浇注加水量和振捣

铝酸钙水泥的致密刚玉质浇注料，具有较好的流动性，搅拌时严格控制水分在6%~7%之间，要用振动棒进行充分振动，达到表面翻浆程度，才能使浇注料泥浆中的气泡排出，才能使浇注料体密实，才能达到气孔少强度高，提高沟衬的耐冲刷耐侵蚀性能。

脱模

经过一年多的探索，在铁钩有温度条件下，脱模时间已由浇注养生24小时脱模，缩短到10至12小时可以脱模。

烘烤

添加有超微粉和金属铝粉的浇注料，由于活性高，反应强烈，浇注体密实度高，脱模后在烘烤过程中容易产生剥落和爆裂，控制烘烤温度和升温速度十分重要。脱模后养生8小时，最初必须用小火烧烤，而且必须不使火焰直接接触沟衬面，沟烘烤时间为100~200℃8小时、200~400℃10小时，400~700℃6小时，700~1200℃ 24小时。