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高炉一般设置1~4个出铁口。出铁口是高炉中非常重要的部位，是高炉排出铁水和炉渣的通道，由于高炉的大型化和强化冶炼技术的应用，出铁次数增加，因而其工艺条件变得更加苛刻。为了防止煤气喷出，高炉在出铁水和出渣完成后，该口立即被泥料堵塞，
 
由于泥料是用泥炮挤入的，因此该种泥料被称为炮泥，炮泥属于不定形耐火材料中的一种。在高炉运行过程中，高温瘡、铁水及高压煤气射流频繁冲刷侵蚀铁口，且堵铁口时，高压炮泥的冲击和泥炮的撞击及震动，使出铁口附近的砖衬极易破损，因此用以封堵出铁口、减少出铁口被破坏的炮泥就显得尤为重要，也可以说炮泥控制了高炉的寿命。图1所示为炮泥刚打入高炉内部时的形状。
 
随着高炉大型化、强冶炼、高风压、大渣铁量的排出，炮泥性能的优劣直接关系到高炉能否安全运行，因此对炮泥质量要求越来越高。总体讲，高炉不出铁渣熔液时，炮泥填充在铁口内，使铁口维持足够的深度;高炉出铁时，铁口内的炮泥中心被钻出孔道，铁渣熔液通过孔道排出炉外，这要求炮泥维持铁口孔径稳定，出铁均匀，最终出净炉内的铁渣熔液。每天高炉的出铁口都要反复多次被打开和充填，炽热的铁水和熔猹对炮泥产生物理和化学作用，使炮泥损毁，如果炮泥质量差，使用时就会产生一系列问题，如潮铁口、断铁口、浅铁口等，铁口工作恶化，降低了铁口合格率，影响高炉的正常生产甚至造成人身安全事故。因此，要求炮泥应有如下性能：
(1) 较高的耐火度，能承受高温铁渣熔液的作用;
(2) 较强的抵抗铁渣熔液冲刷的能力;
(3) 适度的可塑性，便于泥炮操作和形成铁口泥包;
(4) 良好的体积稳定性，在高温下体积变化小，不会由于收缩导致铁水渗漏;
(5) 能够迅速烧结并有烧结强度;
(6) 开口性能良好，开口机钻头容易钻孔。
一、炮泥的发展现状

a  国内炮泥的发展现状
我国是世界产铁大国。长期以来，我国的中小型高炉打开铁口的方式一般是钻孔法。铁口所用炮泥大部分是传统炮泥。这种炮泥以焦粉、黏土、矾土熟料及焦油沥青为主要原料，加水搅拌而成，俗称有水炮泥。这种炮泥一般体积密度小，耐渣铁侵蚀性差，在大中型高炉上堵铁口时易造成铁口深度不够，在出铁期间往往跑焦炭、出铁放风、出不净铁渣熔液等，影响高炉正常生产，但由于其成本低，经各炼铁厂改进后仍在我国的绝大多数中小型高炉上使用，其单耗在1.2kg/t以上。
 
我国的大中型高炉一般都是20世纪80年代后改建或新建的，一般只设一个渣口或一个事故渣口，设有1〜4个出铁口。铁口每天排出的铁渣量很大，如宝钢的两座4063m3高炉，日最大出铁量为10000t，出渣量为3200t,出铁速度5.8~7.5t/min。要满足这些工作条件，用有水炮泥显然不行。为此采用了另一类型的炮泥——无水炮泥。无水炮泥一般以刚玉、碳化硅和焦粉为主要原料，同时配加不同的外加剂，以焦油作为结合剂。这种炮泥由于采用优质髙纯原料，并以炭质原料为结合剂，其耐铁渣侵蚀性能比有水炮泥大为提高，可以使铁口出铁时间延长，降低出铁次数。宝钢TA-4炮泥每次出铁时间可达120min以上，每天出铁次数为10〜11次。无水炮泥的缺点是开铁口困难，宝钢采用插棒法开铁口，即在炮泥堵铁口之后，用开口机把铁棒打入铁口使之贯透，待需要出铁时只需拔出铁棒即可(图1.6)。炮泥单耗已从过去的吨铁0.8kg降到了0.35kg。
我国国家耐火材料标准规定的高炉用无水炮泥性能 
 
b 国外炮泥的发展现状
国外各主要产铁国家对炮泥的质量都十分重视，其发展经历了两个阶段。第一阶段为有水炮泥，和国内的情况相差不多。为满足现代大型高炉的需要，改善铁口状况，20世纪70年代末至80年代初，世界各国相继推出了无水炮泥。1983年，苏联黑色冶金部制定了无水炮泥的生产工艺，乌克兰耐火材料研究所对有水炮泥和无水炮泥进行了对比试验，结果无水炮泥的性能大大好于有水炮泥。起初的无水炮泥都是用焦油作结合剂，由于焦油在使用中会产生黄烟，恶化工作环境，为克服这一缺点，日本和联邦德国等国研制出了树脂为结合剂的无水炮泥，不仅消除了黄烟，而且能快速硬化，大大提高了无水炮泥的性能。除结合剂方面的改进外，日本在19"79年到1987年，还先后开发了SiO2炮泥，高耐用 性SiO2炮泥及特别耐用的氧化铝炮泥。由于无水炮泥开铁口困难，日本于1985年开发出了插棒法开铁口，取得了较好的使用效果。
 

总体来说，国外各主要产铁国家对炮泥质量十分重视，有专门的研究机构，如日本的川崎、新日铁，乌克兰的耐火材料研究所，美国的伯利恒公司，均设有无水炮泥技术小组。它们不仅在原料上使用优质的人工合成原料，而且注意采用新型结合剂及外加剂，使得无水炮泥质量提高，性能稳定;同时，重视炉前作业水平，以充分发挥炮泥性能。因此，使用时不仅可以保证出铁稳定，而且炮泥单耗大为减少，如日本千叶4500m3的1号高炉炮泥单耗吨铁只有0.25kg。
c 高炉炮泥的发展趋势
综合国内外炮泥的发展来看。炮泥用结合剂大致经历了水性炮泥、焦油炮泥、高性能焦油炮泥和树脂炮泥四个阶段;同时随着高炉尺寸和容积的増大，炮泥的材质已由硅质变为高铝质;同时根据环境的要求，对传统的煤焦油成分进行了改进，以改善炉前作业环境;为了延长出铁时间，研究者在炮泥中加人SiC、Si3N4和含有特殊碳的矾土质、电熔氧化铝质原料，使炮泥的性能有了极大的提高，出铁条件稳定，出铁口不扩径，铁水和渣稳定流出，但是由于强度高，需要特殊的钻孔机才能打开铁孔。
随着炼铁技术的进步与高炉强化冶炼的需要，人们逐渐认识到了炮泥质量对高炉正常生产的重要性，国内外炮泥生产厂家通过提高原料纯度、选用优质的结合剂及添加不同的外加剂，改善并提高了炮泥质量，满足了高炉安全顺行的需要。
随着世界各国对节能和环保的重视，作为一般无水炮泥结合剂的焦油或蒽油，将会逐渐被环保型的改性树脂结合剂所取代;为了提高炮泥的高温强度、炮泥的原料正在向高纯度、低杂质、碳质和碱性化方向发展;同时随着微粉特别是超微粉的出现以及在材料中的广泛应用，大大提高了炮泥致密度和烧结性能，其配料正向细粉增多的方向发展;增加氮化硅、碳化硅结合氮化硅、蓝晶石、氮化桂铁、铝粉等高品质材料，以提高炮泥的体积稳定性和体积密度。
二、炮泥的损毁机理

a 热机械作用损毁
 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，铁口炮泥承受1400℃以上的高温。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，温度突然从1400℃过渡到100℃，这样反复作用，在旧炮泥套内部产生巨大的热应力，易导致以铁口为圆心的圆弧形微裂纹，新炮泥在干燥和烧结过程中，水分或结合剂的挥发，留下大量的气孔。新旧炮泥的接触面上，也会由于新炮泥的烧结收缩产生缝隙，这样就使得熔融的渣铁液体易渗入这些缝隙，当下次铁口打开时，在熔流强烈的冲刷下，使炮泥发生脱落损毁。另外，新堵塞的炮泥，受铁口内外温度的作用，使炮泥烧结速率不等，在铁口炮泥内产生热应力，出现微裂纹并逐渐扩大，若裂纹扩展到整个铁口截面，就会发生断铁口现象。
b 热化学侵蚀损毁
炮泥中含有5~6种常见的杂质氧化物，主要有Ti02、Fe203、CaO、MgO等，高炉熔渣中也含有多种成分，如SiO2、CaO、A1203、MgO、MnO、FeO、CaS等，出铁期间，炮泥与熔液长时间接触，易发生化学反应，使炮泥被侵蚀。主要的化学反应有：
 
这些反应中，铁橄榄石2FeO•Si02的熔点只有1178℃，铁堇青石2FeO • 2A1203•5Si02的熔点只有1083℃，MnO•SiO2的熔点为1291℃，2MnO•SiO2的熔点为1345℃，2Mn0•2A1203•5SiO2的熔点均低于1300℃。在出铁期间，会随着铁渣熔液的冲刷及温升转成渣液而流失，使出铁口孔径扩大，造成跑大流，影响出铁安全。