高爐內(nèi)襯濕法噴注造襯技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用

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1、2011年全國(guó)煉鐵低碳技術(shù)研討會(huì)論文集高爐內(nèi)襯濕法噴注造襯技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用劉貫重于運(yùn)祥唐明珠章榮會(huì)北京聯(lián)合榮大工程材料有限責(zé)任公司摘要：本文對(duì)北京聯(lián)合榮大工程材料技術(shù)研究院開(kāi)發(fā)的高爐內(nèi)襯濕法噴注造襯技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)介紹，此技術(shù)已在國(guó)內(nèi)外幾家鋼鐵公司進(jìn)行了實(shí)踐應(yīng)用，并通過(guò)冶金專家評(píng)定，認(rèn)為：該項(xiàng)技術(shù)成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并達(dá)到同類技術(shù)的國(guó)際先進(jìn)水平，具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：噴注料，噴注造襯，泵送性，速凝性高爐是長(zhǎng)期處于連續(xù)高溫生產(chǎn)的冶煉設(shè)備。在長(zhǎng)期運(yùn)行中，高爐內(nèi)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(yùn)行。為了使高爐達(dá)到長(zhǎng)壽、高效的目的，延長(zhǎng)高爐壽命一直是冶煉工程技術(shù)人員關(guān)

2、心的課題。高爐長(zhǎng)壽是煉鐵技術(shù)發(fā)展水平標(biāo)志之一，目前國(guó)內(nèi)已開(kāi)始普遍采用遙控?zé)釕B(tài)噴補(bǔ)造襯技術(shù)，技術(shù)特點(diǎn)是在不停爐的前提下利用高爐休風(fēng)對(duì)內(nèi)襯進(jìn)行噴補(bǔ)。與原來(lái)傳統(tǒng)的停爐維修相比，其具有施工方便、耗時(shí)少、投產(chǎn)快的特點(diǎn)。但半干法噴涂技術(shù)不可避免出現(xiàn)以下幾個(gè)缺憾：反彈率高、噴涂層結(jié)構(gòu)均勻性差（噴槍頭加水，水料混合難均勻充分）、噴涂時(shí)粉塵嚴(yán)重等缺點(diǎn)。為此北京聯(lián)合榮大公司全套引進(jìn)日本青木建設(shè)材料技術(shù)與設(shè)備技術(shù)，并花費(fèi)2年時(shí)間進(jìn)行消化。在此期間，我公司通過(guò)大量的模擬試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)，不僅全面掌握其特點(diǎn)更發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)其所存在的缺陷；同時(shí)完成與之匹配的各種噴注澆注料的開(kāi)發(fā)。從而最終使我公司成為國(guó)內(nèi)耐火企業(yè)具

3、備高爐遙控濕法噴注造襯維修技術(shù)的第一家。1濕法噴注與傳統(tǒng)噴涂相比的優(yōu)勢(shì)圖1干法噴涂施工工藝示意圖傳統(tǒng)的干法（工藝示意見(jiàn)圖1）和半干法噴涂工藝其實(shí)并無(wú)多大區(qū)別，均是大量水在噴槍口處加入，干或簡(jiǎn)單潤(rùn)濕的料瞬間高速通過(guò)噴槍口，料與水不能均勻混合。由此而帶來(lái)了一系列其自身無(wú)法克服的弊端：1）加水由噴槍手控制決定，無(wú)法按設(shè)計(jì)準(zhǔn)確計(jì)量添加；2）噴涂料無(wú)法添加高效減水劑，其用水量會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出同等檔次的澆注料，因此其各項(xiàng)性能與同等檔次澆注料相比也會(huì)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(chǎn)生層狀剝落；4）噴涂中大量顆粒料反彈、細(xì)粉料飛散，原顆粒級(jí)配設(shè)計(jì)被完全破壞；噴涂上

4、去的材料性能與設(shè)計(jì)相差甚遠(yuǎn)，各項(xiàng)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(guò)5mm，大多在3-4mm。小的臨界粒度不利于材料結(jié)構(gòu)性能的發(fā)揮。2011年全國(guó)煉鐵低碳技術(shù)研討會(huì)論文集圖2干法噴涂施工工藝示意圖而對(duì)于濕法噴注技術(shù)（工藝示意見(jiàn)圖2）而言，進(jìn)入噴涂機(jī)的料為按照設(shè)計(jì)加水量預(yù)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(shí)失去流動(dòng)性而緊密貼附。其不存在水與料在槍口瞬間混合的問(wèn)題，因此其完全避免了干法和半干法噴涂技術(shù)的弊端，因此濕法噴注具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1）事先攪拌，加水量可按設(shè)計(jì)計(jì)量添加；2）足夠的攪拌時(shí)間使減水

5、分散劑效果得以充分發(fā)揮，加水量可與同等澆注料相當(dāng)；圖3噴注層切開(kāi)后截面效果3）由于為加水?dāng)嚢杈鶆虻纳皾{澆注料，無(wú)水料分離現(xiàn)象噴涂層均一密實(shí)；4）噴注時(shí)無(wú)粉塵；回彈量極低（僅5%左右），能很好的保證原顆粒級(jí)配設(shè)計(jì)；因此噴注的效果可接近或達(dá)到支模振動(dòng)澆注水平。5）噴注料的臨界粒度達(dá)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(jié)構(gòu)性能。綜上可見(jiàn)，濕法噴注技術(shù)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(kāi)后截面效果，見(jiàn)右圖3）。2濕法噴注的技術(shù)關(guān)鍵2.1噴注澆注料方面首先要解決的問(wèn)題是噴注澆注料的流變性能即可泵送性（噴注料合適泵送流動(dòng)性見(jiàn)圖4

6、），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(jí)配：致密近圓形的顆粒骨料和合理的顆粒級(jí)配；2）高效減水劑的應(yīng)用：根據(jù)所用原料材質(zhì)、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(dòng)性圖5噴注料加速凝劑后瞬間稠化其次要解決的問(wèn)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(duì)所選用的不同結(jié)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(jiàn)圖5）。2.2設(shè)備方面2011年全國(guó)煉鐵低碳技術(shù)研討會(huì)論文集圖6榮大公司噴注工作站對(duì)引進(jìn)設(shè)備的消化吸收，在

7、消化吸收的基礎(chǔ)上，完成對(duì)設(shè)備的改進(jìn)、集約化等（見(jiàn)圖6）。重點(diǎn)：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(jìn)壓縮空氣進(jìn)入處結(jié)構(gòu)的同時(shí)調(diào)整合適料氣比。3高爐內(nèi)襯遙控噴注應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)3.1材料的開(kāi)發(fā)表格1高爐爐身及以上部位用莫來(lái)石快烘噴注料RGP-CM性能指標(biāo)項(xiàng)目單位典型值A(chǔ)l2O3+SiC%62.7臨界粒度mm10mm耐壓強(qiáng)度300℃×3hMPa55.4耐壓強(qiáng)度600℃×3hMPa58.2耐壓強(qiáng)度800℃×3hMPa57.7線變化率800℃