高爐內襯濕法噴注造襯技術開發(fā)及應用

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1、2011年全國煉鐵低碳技術研討會論文集高爐內襯濕法噴注造襯技術開發(fā)及應用劉貫重于運祥唐明珠章榮會北京聯(lián)合榮大工程材料有限責任公司摘要：本文對北京聯(lián)合榮大工程材料技術研究院開發(fā)的高爐內襯濕法噴注造襯技術進行了系統(tǒng)介紹，此技術已在國內外幾家鋼鐵公司進行了實踐應用，并通過冶金專家評定，認為：該項技術成果填補了國內空白，并達到同類技術的國際先進水平，具有廣泛的推廣應用價值。關鍵詞：噴注料，噴注造襯，泵送性，速凝性高爐是長期處于連續(xù)高溫生產的冶煉設備。在長期運行中，高爐內襯受到侵蝕、剝落出現(xiàn)局部或大面積損壞，影響高爐正常運行。為了使高爐達到長壽、高效的目的，延長高爐壽命一直是冶煉工程

2、技術人員關心的課題。高爐長壽是煉鐵技術發(fā)展水平標志之一，目前國內已開始普遍采用遙控熱態(tài)噴補造襯技術，技術特點是在不停爐的前提下利用高爐休風對內襯進行噴補。與原來傳統(tǒng)的停爐維修相比，其具有施工方便、耗時少、投產快的特點。但半干法噴涂技術不可避免出現(xiàn)以下幾個缺憾：反彈率高、噴涂層結構均勻性差（噴槍頭加水，水料混合難均勻充分）、噴涂時粉塵嚴重等缺點。為此北京聯(lián)合榮大公司全套引進日本青木建設材料技術與設備技術，并花費2年時間進行消化。在此期間，我公司通過大量的模擬試驗、現(xiàn)場應用試驗，不僅全面掌握其特點更發(fā)現(xiàn)和改進其所存在的缺陷；同時完成與之匹配的各種噴注澆注料的開發(fā)。從而最終使我公

3、司成為國內耐火企業(yè)具備高爐遙控濕法噴注造襯維修技術的第一家。1濕法噴注與傳統(tǒng)噴涂相比的優(yōu)勢圖1干法噴涂施工工藝示意圖傳統(tǒng)的干法（工藝示意見圖1）和半干法噴涂工藝其實并無多大區(qū)別，均是大量水在噴槍口處加入，干或簡單潤濕的料瞬間高速通過噴槍口，料與水不能均勻混合。由此而帶來了一系列其自身無法克服的弊端：1）加水由噴槍手控制決定，無法按設計準確計量添加；2）噴涂料無法添加高效減水劑，其用水量會遠遠超出同等檔次的澆注料，因此其各項性能與同等檔次澆注料相比也會大大折扣；3）噴涂層變?yōu)榱怂c料交替層疊的堆積層，很難形成性能均一體而易產生層狀剝落；4）噴涂中大量顆粒料反彈、細粉料飛散，原

4、顆粒級配設計被完全破壞；噴涂上去的材料性能與設計相差甚遠，各項性能大幅降低。5）由于大顆粒易回彈，所以傳統(tǒng)噴注料中的大顆粒的臨界粒度不超過5mm，大多在3-4mm。小的臨界粒度不利于材料結構性能的發(fā)揮。2011年全國煉鐵低碳技術研討會論文集圖2干法噴涂施工工藝示意圖而對于濕法噴注技術（工藝示意見圖2）而言，進入噴涂機的料為按照設計加水量預攪拌均勻的砂漿狀澆注料。此澆注料在噴槍口處與霧化的速凝劑混合噴出，在待噴面上澆注料瞬時失去流動性而緊密貼附。其不存在水與料在槍口瞬間混合的問題，因此其完全避免了干法和半干法噴涂技術的弊端，因此濕法噴注具有以下幾個特點：1）事先攪拌，加水量可

5、按設計計量添加；2）足夠的攪拌時間使減水分散劑效果得以充分發(fā)揮，加水量可與同等澆注料相當；圖3噴注層切開后截面效果3）由于為加水攪拌均勻的砂漿澆注料，無水料分離現(xiàn)象噴涂層均一密實；4）噴注時無粉塵；回彈量極低（僅5%左右），能很好的保證原顆粒級配設計；因此噴注的效果可接近或達到支模振動澆注水平。5）噴注料的臨界粒度達到常規(guī)澆注料臨界粒度10mm，因此材料具有與澆注料相近結構性能。綜上可見，濕法噴注技術不僅具有傳統(tǒng)噴涂施工的便捷，而且避免了其缺陷，可與支模澆注的性能效果相媲美（噴注層切開后截面效果，見右圖3）。2濕法噴注的技術關鍵2.1噴注澆注料方面首先要解決的問題是噴注澆注

6、料的流變性能即可泵送性（噴注料合適泵送流動性見圖4），其流變性能決定其是否可以順利輸送。解決的主要途徑包括：1）原料選擇及顆粒級配：致密近圓形的顆粒骨料和合理的顆粒級配；2）高效減水劑的應用：根據(jù)所用原料材質、微粉種類及用量的不同選擇合適的減水劑；圖4噴注料的泵送流動性圖5噴注料加速凝劑后瞬間稠化其次要解決的問題是噴注澆注料的瞬間塑凝，只有其合適塑凝程度，才能保證噴注出材料不流淌、回彈率低且具有類似澆注效果的致密性。解決的途徑：針對所選用的不同結合系統(tǒng)和減水分散系統(tǒng)，選擇適合的塑凝劑和確定合適加量（噴注料加速凝劑后瞬間稠化效果見圖5）。2.2設備方面2011年全國煉鐵低碳技

7、術研討會論文集圖6榮大公司噴注工作站對引進設備的消化吸收，在消化吸收的基礎上，完成對設備的改進、集約化等（見圖6）。重點：解決脈沖噴注，保證自噴槍口噴出的“料注”均勻穩(wěn)定。解決的方法，改進壓縮空氣進入處結構的同時調整合適料氣比。3高爐內襯遙控噴注應用的實現(xiàn)3.1材料的開發(fā)表格1高爐爐身及以上部位用莫來石快烘噴注料RGP-CM性能指標項目單位典型值Al2O3+SiC%62.7臨界粒度mm10mm耐壓強度300℃×3hMPa55.4耐壓強度600℃×3hMPa58.2耐壓強度800℃×3hMPa57.7線變化率800℃