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钢包用耐火材料——耐火喷补料的喷补施工技术详解

编辑:耐火砖   浏览:   时间:2017-12-15


钢包用耐火材料喷补料的施工分类、喷补施工关键技术、喷补施工喷补附着过程、喷补施工影响附着因素、喷补施工喷补料的损毁因素等分享给大家,这些都是钢厂现场工人经过多年的施工经验总结的。希望大家多多指教。

耐火喷涂料(或喷补料)是用喷枪将耐火混合料喷射到受喷面上的,即用喷涂方法施工的材料称为耐火喷涂料。喷涂是利用喷射机或喷枪进行的,是筑炉和补炉中的一 项新工艺。耐火喷涂料在料仓或管道内借助压缩空气以获得足够的速度,通过喷嘴射到受喷面上,便能形成牢固的喷涂层。耐火喷涂料是不定形耐火材料中的重要品 种,是近十几年来发展较快的一种材料。其产量仅低于耐火浇注料。在窑炉及热工设备上,该料可用于喷涂新衬体,也可用于使用炉衬的修补。生产实践证明,该类 材料是加快施工进度、缩短修炉时间、延长窑炉使用寿命和降低耐火材料的消耗的一项有效技术措施,是较有发展前途的良好材料,受到国内外的普遍重视。

首钢炼钢包喷补施工

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一、喷补施工分类

分为湿法喷补、干法喷补 、火焰喷补三种。

湿法喷补

湿法湿法喷涂是指耐火喷涂料添加水或液体结合剂后喷射到受喷面上的。根据加水(或液体结合剂)的顺序及其用量,又划分为泥浆法、半干法和假干法三种。其中, 每两种方法混合使用的,则称为混合法。泥浆法是先将耐火混合料搅拌成泥浆后再喷涂,主要用于热喷补炉衬;半干法是先将耐火混合料加少量的水搅拌润湿均匀, 输送到喷嘴处再加余下的水后进行喷补;假干法是将耐火混合料通过搅拌机混匀,再输送到喷嘴处加水后进行喷涂。后两种方法适用于喷补筑炉或喷补炉衬。

干法喷补

干法喷涂是指混好的耐火喷涂料通过喷嘴直接喷射到受喷面上,主要用于补炉。

火焰法喷涂

火焰法喷涂是用氧气将混好的耐火喷涂料输送到喷嘴处与可燃气体相遇一起喷出,可燃气体燃烧,物料在火焰中行进并熔融成塑态射到受喷面上。该法主要用于热喷补炉衬,对原衬损伤少,喷涂层易烧结,使用寿命长,但成本较高。

二、喷补施工关键技术

喷补施工过程中,影响施工质量的三个特征包括附着性、烧结性和耐侵蚀性。

三、喷补施工喷补料附着过程

喷补料实际上由一定比例的颗粒料和细粉组成的,加入适量的水进行混合搅拌后形成“稀释系统”并以高压风为载体喷射到施工体表面,喷补料与施工体表面的接触分初始阶段和嵌入阶段。

喷补料附着过程

初始阶段包括喷补料对施工体表面的润湿、粘附等,此时喷补料与施工体之间不存在流体故是弹性碰撞,只有在流体达到一定厚度且在撞击过程中有流体挤出才能由弹 性撞击变成塑性撞击,但两者很难加以区别。

嵌入阶段主要是指喷补料中细粉的变形堆积及颗粒的嵌入过程。湿粉料与颗粒在喷补层上的冲击情况如图。由图中可以 看出,若喷补料颗粒半径太大,会使颗粒嵌入阻力增大、嵌入深度不够、颗粒间距离相对较大,对喷补料的使用会产生不利的影响,通常取临界粒度为3mm。

喷补料附着过程  

四、喷补施工影响附着性的因素

附着性是喷补料的重要性能,没有良好的附着性,喷补料就谈不上使用。影响喷补料粘附性的主要因素是原料的粒度组成和流变特性。另外,固化速度及方式(固化剂的选择)、钢包内衬温度、水量及风压大小、喷补操作时喷枪与钢包内衬的角度及距离等也对材料的附着率起一定作用。可见,影响喷补料附着率的因素很多,是 多种因素共同作用的结果。

粒度组成

喷补料的粒度组成对附着性和耐用性都有很大影响。细粒度能改善粘附性能、可塑性好、喷补料 附着率高,但喷补时用水量较大使材料体积密度低、气孔率高、抗剥落性差且耐侵蚀性不好;粗颗粒可使喷补层稳定、喷补料密度高、耐用性好,但粗颗粒过多时喷 枪容易堵、回弹率高、损耗大,严重时影响喷补效率,使用效果也不理想。喷补料的粗颗粒所占比例一般不应过大,且临界粒度以3毫米左右为宜,否则喷补料的回 弹率会明显上升。在回弹的喷补料中主要是粗颗粒,这也使附着在钢包内衬上的材料性能因细粉过多而下降。

结合剂和固化剂的使用

在粒度组成确定的条件下,喷补料中结合剂和固化剂对喷补料粘附性有很大影响。结合剂能保证喷涂时喷补料的结合强度,而固化剂可使材料能及时稠化、凝固,保持 一定的流动性以填充受喷面,并有足够的保持强度。但固化剂用量应适中,用量过少时,喷补料与受喷面接触时虽经润湿,但无法做到瞬间定型,喷补料流淌距离过大,附着率低;固化剂用量过大时,喷补料经喷枪口喷出后,在高温下迅速硬结成型。在与内衬接触时已基本丧失了流动特性,无法润湿受喷面,附着困难。一般而言。固化剂的用量对附着率有一个峰值,适宜的范围很小,固化剂用量若不在这个范围内,喷补料的附着率会大幅下降。

加水量和风压选择

喷补操作时,用水量和风压的选择控制对粘附性影响很大。水量过小会引起“发烟”现象,喷补料与受喷面因水量小而无法润湿,发生弹性碰撞,材料无法附着;水量过大,喷补料流淌严重,亦无法附着。喷补时水量应在保证附着率的前提下尽可能减少用量,以免影响喷补料的使用性能。喷补操作时高压风是输送喷补料的载体,风压过大会导致材料与水在枪口处的混合不够充分、润湿不理想,且与内衬弹性碰撞过大,附着性差;风压不够时,喷补料与受喷面的接触不充分,附着率也不理想。

五、喷补施工喷补料的损毁因素

喷补料随着使用次数的增加喷补料的残存面积逐渐减少,其主要损毁原因是剥落而不是耐火材料中经常出现的熔损。喷补料在以一定压力的气体做为载体喷射至钢包内村表面时,由于喷补料中颗粒与基质部分的冲击力不同,与钢包内衬间形成点接触,它与内衬的粘结强度是靠这些接触点来保证的。即使喷补修补时钢包内衬温度在800~1000℃、使用过程中温度可达 1700℃左右,但以这种接触方式也难以形成牢固的陶瓷结合。只有形成直接结合才能阻止喷补料的剥落,提高耐用性。



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