高爐出鐵溝是鐵水從爐內經(jīng)鐵口流向鐵罐的通道，這一通道必不可少，因此，出鐵溝便成為高爐生產(chǎn)工序中的一個極為重要的環(huán)節(jié)。高爐生產(chǎn)的主要特點是晝夜的連續(xù)性，既要有序有節(jié)奏的裝料，又必須做到有序有節(jié)奏的出渣出鐵。全廠4座高爐的渣鐵罐有序有節(jié)奏調配運轉，嚴格地規(guī)定執(zhí)行著每座高爐每天的出鐵次數(shù)和每次鐵的出鐵時間及堵口時間，嚴格要求高爐執(zhí)行有序有節(jié)奏地爐前作業(yè)制度。生產(chǎn)中往往會因為鋪墊、修補、烘烤鐵水溝襯而打亂高爐正常有序有節(jié)奏的生產(chǎn)。溝襯的耐用性能和使用壽命直接關系著構成鋪墊修補次數(shù)和時間，也直接關系著高爐能否正常有序有節(jié)奏的生產(chǎn)。
鐵鉤溝襯泥料的損壞原因
高爐出鐵溝溝襯損壞原因很多，就主要來說有兩方面：一是溝襯的材質性能，二是溝襯的結構。另外同襯的不同部位損壞的快慢，損壞的程度也不一樣，就材質性能來說，低水泥剛玉澆注料，比水泥高鋁礬土質的好，水泥高鋁礬土質的高鋁—碳化硅—碳質的搗打料又比焦粉—粘土—瀝青配制的搗打料好。就鐵鉤的構造來說，水冷和風冷的貯鐵式鐵鉤比不冷卻的貯鐵式鐵鉤好;貯鐵式鐵鉤比非貯鐵式鐵鉤好;貯鐵式鐵鉤比非貯鐵式鐵鉤好。貯鐵式的主鐵鉤坡度為0.5%~1.5%，半貯鐵式主溝坡度為3%，非貯鐵式主鐵鉤的坡度為4%~6%，眾所周知，高爐出鐵溝溝襯最容易損壞和損壞最嚴重的部位是主鐵鉤，特別是距鐵口1.5~2.0米處的鐵水噴射著落點和滿流區(qū)的撤渣器底部溝襯損壞最快，這是由于鐵水和熔渣的機械沖刷和高溫熔蝕造成的。因此，這些部位窯選擇強度高，耐磨性好，抗氧化能力強的溝襯材料。三種鐵鉤結構的溝襯各部損壞速度是不一樣的。貯鐵式的溝底損壞小于溝壁，半貯鐵式的溝底和溝壁損壞速度幾乎是一樣的，非貯鐵式的溝底損壞速度大于溝壁。
因此，要求高爐出鐵溝襯泥料應具備下列幾方面性能。①高溫強度高，應具備較高的耐鐵水和熔渣機械沖刷和化學侵蝕的能力;②穩(wěn)定性要好，在高溫條件下體積變化小;③抗氧化能力強;④容易施工，不粘渣鐵，便于修補和拆除;⑤粉塵小，烘烤時不崩裂，不產(chǎn)生有害氣體污染環(huán)境。另外環(huán)境施工要求：搗打料要求粉塵小，搗打后密實結合成一體。澆注料要有較好的流注流動性，適當?shù)某跄龝r間，能快速烘干，快速燒成而不開裂，不排放有害氣體污染工作環(huán)境。
現(xiàn)在單體口高爐使用的高鋁一碳化硅質搗打料和多鐵口高爐使用的澆注料，基本上都具備了以上的使用性能和施工可操作性能。
高爐鐵水溝襯的發(fā)展歷程
近幾年包鋼高爐容積不斷擴大，高爐生產(chǎn)技術進步也很快，3號、4號高爐爐頂壓力一般在0.15MPa以上，熱風溫度保持在1150℃以上。因此鐵水溫度高，出鐵量增多，鐵水流速快，對鐵水溝內襯沖刷蝕損愈加嚴重。沿用幾十年的焦粉—粘土—瀝青配制的傳統(tǒng)鐵水溝襯泥料已遠遠滿足不了高爐強化冶煉的要求。以前高爐常常因墊主鐵鉤而造成鐵晚點，并因為出鐵晚點被迫減風操作，出鐵晚點又造成爐缸積鐵積渣增多，這不僅要因為出不凈查鐵再補罐，重新出鐵往往打亂全廠渣鐵罐的正常調配，而且打亂全廠正常有序的生產(chǎn)秩序。
自從開始使用高性能的高鋁—碳化硅—碳質的搗打料，主鐵鉤襯壽命由一天一修補延長至2~3天一修補，鐵鉤壽命也從2天左右延長到5~7天。由于墊溝壽命也從2天左右延長到5~7天。由于墊溝壽命的延長和鋪墊修補次數(shù)的減少，爐前工人的高溫繁重體力勞動也大為減輕，高爐因墊鐵鉤影響而減風，丟鐵次，影響正點出鐵率也大大減少。1994年6月，三高爐擴容改造，建成兩個出鐵場，設置三個出鐵口，1995年11月4日高爐建成環(huán)型出鐵場，設置4個出鐵口，為鐵水溝采用澆注料創(chuàng)造了良好施工條件。這兩座高爐的建成投產(chǎn)，使鐵水溝的結構型式和鐵水溝襯的材質性能都邁向了高爐的技術水平。
擴容改造后的3號高爐和新建的4號高爐有以下特點：
①高爐容積由1800m3擴大到2200m3，設計爐頂壓力0.2MPa，配備4作外燃式熱風爐，送風溫度可達1200℃，日產(chǎn)鐵能力4000噸，出鐵次數(shù)18次，深爐缸，無渣口操作，杜絕了因渣口損壞而休風。由于熔渣全部經(jīng)由鐵口流出，主鐵鉤增加大量熔渣通過，從而加劇主溝襯的侵蝕。
②主鐵鉤外殼為鋼板焊制結構，借鑒首鋼經(jīng)驗，為控制鋼殼變形，槽體外側用筋板連接加固，以防止鋼板應力作用變形造成溝襯斷裂。3高爐鋼槽內側砌筑一層小塊碳磚，4高爐是砌一層60毫米厚的粘土磚。
③3高爐主鐵鉤為貯鐵式，主鐵鉤長12米，坡度為前4米8%，后8米為1%，貯鐵層深度200~500毫米。溝底由于積鐵層的保護，可減輕爐內壓力作用噴射出的鐵水流對主溝的直接沖刷。
④4高爐設計日產(chǎn)鐵良4000噸，出鐵次數(shù)16次鐵水流速為5~7噸/分鐘。
⑤鐵水溝襯為澆注料，這種澆注料骨料是電熔致密剛玉，配加的粉料有既高溫又具有相對體積穩(wěn)定的碳化硅和分散性高的超微細粉，以及抗氧化作用的金屬鋁粉和金屬硅粉，還有鋁酸鈣水泥和減水劑等。
通過生產(chǎn)實踐證明，這種澆注料具有：①耐火度高；②體積穩(wěn)定，整體性好；③耐沖刷磨損；④耐渣鐵侵蝕；⑤耐急冷急熱溫度變化范圍寬。這種澆注料完全能滿足現(xiàn)有高爐生產(chǎn)的要求。
由于主鐵鉤，支鐵溝和渣溝各自工作條件不同和損壞速度也不同，所以分別采用電熔致密剛玉，電熔棕剛玉為骨料的高中抵擋低水泥澆注料，以達到鐵鉤整體同步損壞，降低材料成本費用。
目前，我廠鐵鉤使用澆注料已經(jīng)過了三年多的生產(chǎn)實踐，經(jīng)過不斷改進使用壽命大大提高，最高通鐵量達到8萬9千噸，并且一次也沒修補溝襯，現(xiàn)在平均通鐵量達到7萬噸以上。噸鐵消耗耐火材料約為0.48公斤左右。總結以前的經(jīng)驗，筆者認為；鐵鉤襯料窯采用Al2O3—SiC—C系的，或是Al2O3—SiO2—SiC—C系的，此外還有Al2O3—SiN4—SiC系的材料，其主要原料純度高，抗沖刷耐侵蝕性能好，可以提高壽命，降低成本。尤其Si3N4(氮化硅)具有更好的抗氧化性。
澆注料的作業(yè)操作
三年來我廠爐前工作人員已經(jīng)熟練地掌握了澆注料的澆注操作技術。
主鐵鉤襯大修周期的確定
當主鐵鉤側壁侵蝕深度達到200~250mm后，要停止進行進行大修。澆注前必須把溝側壁的殘渣殘鐵和變質層用風鎬鏟掉并清理干凈，溝底消除殘渣鐵后用風鎬鏟成麻面，吹掃干凈。
模具
主鐵鉤模具經(jīng)過改進為10毫米鋼板箱底，底部為圓弧底，基本上能滿足澆注和脫模要求。
澆注加水量和振搗
鋁酸鈣水泥的致密剛玉質澆注料，具有較好的流動性，攪拌時嚴格控制水分在6%~7%之間，要用振動棒進行充分振動，達到表面翻漿程度，才能使?jié)沧⒘夏酀{中的氣泡排出，才能使?jié)沧⒘象w密實，才能達到氣孔少強度高，提高溝襯的耐沖刷耐侵蝕性能。
脫模
經(jīng)過一年多的探索，在鐵鉤有溫度條件下，脫模時間已由澆注養(yǎng)生24小時脫模，縮短到10至12小時可以脫模。
烘烤
添加有超微粉和金屬鋁粉的澆注料，由于活性高，反應強烈，澆注體密實度高，脫模后在烘烤過程中容易產(chǎn)生剝落和爆裂，控制烘烤溫度和升溫速度十分重要。脫模后養(yǎng)生8小時，最初必須用小火燒烤，而且必須不使火焰直接接觸溝襯面，溝烘烤時間為100~200℃8小時、200~400℃10小時，400~700℃6小時，700~1200℃ 24小時。
