-
QQ交談
-
QQ交談
高爐濕法噴注技術，高效節能，近年來快速發展，逐漸取代傳統半干法噴涂；尤其在巨型高爐中的應用，卓顯成效。爐缸整體澆注技術，伴隨著高爐冶煉節奏的加快，以其對爐缸結構原理透徹的領悟，和行之有效的實踐，逐漸被廣大高爐煉鐵技術所接受。高爐濕法噴注技術及爐缸整體澆注技術的快速發展，逐漸顯現著不定形耐材技術的重要地位。
1.高爐濕法噴注技術
用噴射的方式實現無模澆注。通過精準的施工控制，將攪拌均勻的澆注料噴注到壁面上。噴注體接近于澆注水平，致密、高強、高耐磨，結合其優異的抗侵蝕性能，大大提高了高爐內襯使用壽命。噴注過程控制水平，由之前的人工噴注，到簡易的機械噴注，到可伸縮機械手，再到大型可伸縮自動平衡機械手，不斷進步；且仍有很大的發展前景，即采用自動側距裝置，隨時調整噴注效果簡言之即，噴注=噴射澆注=無模澆注→3D打印；實現復雜結構、復合材料、快速高效施工。目前濕法噴注造襯，在高爐內襯檢修中，占有比重超過80% ；巨型高爐檢修，也逐漸采用噴注造襯保護開爐。
1.1 材料改進
選擇納米硅溶膠結合噴注料取代原有的低水泥材料，以溶膠作為結合劑，不存在結合劑界面遷移，在受熱時水分可有序排除，從而具有極佳的快烘防爆性能。溶膠結合料雖然低溫強度（600℃以下）相對較低，但隨溫度升高納米SiO2與Al2O3反應可形成莫來石結合相，強度迅速提高；特別是在高溫下，由于其不含水泥，高溫熱態性能優異。該材料較適合爐身中部以下內襯噴注。
1.2 設備改進
針對巨型高爐內襯噴注，設計一種大型可伸縮“洗爐+噴注”一體化機械手噴槍，如圖1所示。該機械手噴槍可根據高爐內型尺寸的變化，遙控伸長或縮短槍身，保持槍頭與壁面距離在1m（或更小）以內，減少噴注面積，進而準確控制噴注范圍。
圖1 大型機械手噴注試驗
圖2為國內某5860m3高爐噴注情況，采用大型可伸縮機械手噴注，由于配重的靈活變動，槍身穩定不搖擺；反彈量極小，人員可以站在高爐底部遙控機械手；該設備噴注速度可達25t/h，高效且環保。然而，該大型機械手仍有其進步空間，如可在槍頭處設置“探距儀”，對凹凸不平處，可隨時調整轉速，滿足不規則爐型的噴補要求。
圖2 國內某5860m3高爐機械噴注情況
另外，人工抱槍噴注技術，亦在巨型高爐噴注中“一展身手”，圖3為國內某5500m3高爐噴注現場情況。人工抱槍噴注，速度略慢，平均速度為12t/h，然在巨型高爐寬闊的施工環境中，可同時兩臺設備施工（如下左圖）。其優點在于：可根據爐型變化，靈活掌握給料量、槍與壁面距離、局部特殊處理等，實現圓滑爐型。
圖3 國內某5500m3高爐人工噴注現場
2 爐缸整體澆注
2.1 技術簡介
爐缸整體澆注，是基于傳統砌磚修復的一種新技術。它采用不定形自流料，以支模澆注的方式，還原陶瓷杯。脫模后整體無縫，形成一個真正的“杯”結構。使得鐵水“無孔可入”，而且所使用材料，與鐵水不產生化學反應，真正起到了隔離與隔熱的作用。，其工藝簡化為圖4所示。
近兩年，爐缸整體澆注技術發展迅速，高爐中修時，不放殘鐵，僅對鐵口區域特殊處理：將殘鐵燒掉，至爐底碳磚，其他區域無需清理，然后整體澆注，恢復生產。這種方法簡單快捷，重點解決爐缸局部溫度高的問題。多數高爐停爐檢修，選擇放殘鐵方式，對爐缸進行系統修復，使用更長周期。
圖4 陶瓷杯整體澆注技術
總體來看，爐缸整體澆注技術，具備以下特點：
（1）能最大程度的保留殘余合格碳磚，針對局部區域嚴重侵蝕碳磚可采用高導熱澆注料進行針對性修復，因此與拆除碳磚重新砌筑相比，維修工期短，綜合造價低；
（2）澆注襯與砌筑相比具有：整體性好，能與炭磚界面緊密有效貼合。因此不存在傳統陶瓷杯與炭磚間的間隙搗打料，避免了因氣隙而造成“間隙熱阻”的問題，使爐缸整體傳熱效率得以提高，1150℃凝鐵等溫線推移至澆注陶瓷杯的內部，炭磚得到有效隔離和保護。通過爐缸的澆注維修，不僅從根本上保障爐缸安全、長壽運行，而且減少了爐缸熱損；
（3）對于風口區域，同樣能最大限度利用殘余磚襯，減少耐材消耗；清凈渣鐵后即可進行澆注，整體澆注的風口襯里能有效避免磚縫的影響，降低風口竄煤氣的風險；
（4）爐缸陶瓷杯澆注料采用溶膠結合剛玉碳化硅質泵送澆注料，其是針對傳統陶瓷杯磚（塑性剛玉磚、剛玉莫來石磚等）從材質上進行了優化改進，因此具有更高的抗鐵水熔蝕、抗渣蝕及抗堿侵蝕性能，同時其導熱系數適中，更有利于爐缸渣鐵粘滯層形成。
2.2 材料選擇
（1）高導熱澆注料
高導熱澆注料RLG-SC：該料主要原料為導熱性能好的碳質材料，采用溶膠結合；其具有與炭磚相近的導熱系數，同時具有優良的抗渣鐵潤濕性能及良好的自流性能，能夠輕易實現狹小縫隙自流填充密實作業，可用于碳磚修復，爐底找平、炭磚與冷卻壁縫隙填充、陶瓷杯與炭磚縫隙填充。
（2）剛玉質澆注料
剛玉質澆注料RLG-SA：是專門針對高爐爐缸陶瓷杯環境特點設計開發；以優質剛玉為主要原料，采用納米溶膠為結合劑；材料不僅具有優良的耐高溫，抗渣鐵侵蝕，抗沖刷及快干防爆等應用性能，而且具有優異的自流泵送的施工性能。
2.3 施工特點
2.3.1 爐缸清理方式
爐缸整體澆注施工，前期清理很關鍵，需將殘磚、殘碳表面粉化料、渣料、浮塵等全部清理干凈，清理過程，盡可能保護殘磚或殘碳。如圖5所示，高爐停爐過程中，往往伴隨著打水降溫過程，這對環碳和爐底碳磚破壞嚴重，磚襯表面會存在一定厚度的粉化料，該部分碳磚依然失效，因此需清理掉，清理至磚襯露出硬面。如碳磚破損較嚴重，可采用高導熱料修復；如僅有較薄一層損壞，則可直接澆注陶瓷杯，無需修復碳磚。
圖5 殘磚、環碳及爐底碳磚保護性清理
2.3.2 陶瓷杯及風口澆注
爐底采用高導熱料找平后，分兩步澆注陶瓷墊，陶瓷墊厚度根據爐缸尺寸確定。如圖6，泵送料采用自流澆注料，全過程無需震動或簡單震動。
圖6 陶瓷墊澆注過程及效果
兩層陶瓷杯澆注完成后，支模澆注側壁及鐵口區域，如圖7，鐵口區域加厚，恢復鐵口深度至原設計深度。
圖7 鐵口區域處理方式
考慮到象腳區保護，會根據各高爐象腳區侵蝕情況，采用不同的處理方式。爐缸澆注料體密較大，液態材料靜壓力較大，因此一般采用分段澆注的方式澆注陶瓷杯壁，如圖8所示，由爐底分段澆注至風口帶。
圖8 陶瓷杯壁與風口帶澆注過程與效果
待澆注完畢后，靜止數小時后脫模，進而完成整個爐缸澆注。然后按照制定的烘烤曲線，進行簡單的烘烤，排除材料中的水分，即可滿足開爐條件。
爐缸整體澆注技術，根據高爐爐缸侵蝕特點，策劃檢修方案，擬定施工工期，然后嚴格按照各施工節點執行。全過程無限速環節，因此簡單快捷，而且可以靈活協調，交叉作業，便于鐵廠統籌安排。
3 結束語
濕法噴注技術，已拓展到不同領域，設備的精密設計、材料的研發改良，使得其應用前景廣闊。目前已成功實現高爐鐵溝、管道、煙道、石灰窯、耐磨倉、循環流化床鍋爐、水泥窯旋風預熱系統、鋼包、轉爐、加熱爐等濕法噴注造襯。而且，噴注依然具有很大發展空間，勢必成為未來不定耐材最重要的施工手段。
實踐證明，爐缸整體澆注技術是行之有效的一種爐缸耐火材料修復技術，隨著技術研究工作的進一步深入與材料技術進步，復合材料整體澆注爐缸可有望完全取代傳統的碳磚砌筑+陶瓷杯爐缸結構。
