摘要：本文介紹了濕法噴注工藝的技術(shù)優(yōu)勢。聯(lián)合榮大濕法噴注工藝技術(shù)在煉鐵系統(tǒng)方面的一些技術(shù)成果，其中包括：高爐內(nèi)襯濕法噴注技術(shù)，濕法噴注技術(shù)在高爐煤氣封罩、上升管、下降管及重力除塵器的應用，濕法噴注技術(shù)在鐵溝上利用出鐵間隔對鐵溝進行噴注修補的開發(fā)及實踐應用。
關(guān)鍵詞 ：濕法噴注技術(shù)，高爐內(nèi)襯，C沉積，可伸縮噴槍，溶膠結(jié)合，鐵溝噴補
1.濕法噴注工藝技術(shù)簡介
濕法噴注工藝（見圖1）：不定形耐材經(jīng)定量加水（或液體結(jié)合劑）攪拌成砂漿狀澆注料，通過噴注機高壓輸送至噴槍口，與霧化的速凝劑混合噴出，在待噴面瞬間失去流動性而緊密粘附。該工藝解決了干法（或半干法）噴涂中水（或液體結(jié)合劑）與料無法充分攪拌有效混合的問題，超微粉和高效外加劑等新的耐材增強技術(shù)都得以在濕法噴注中實現(xiàn)。因此，濕法噴注料層可達到接近澆注料的指標性能；完全克服了傳統(tǒng)干法（或半干法）噴涂技術(shù)的種種不足。與傳統(tǒng)干法（或半干法）相比，其具有：
圖1 濕法噴注工藝示意圖
（1）配有分散減水劑等外加劑，液體結(jié)合劑加量少（僅為干法的一半）
（2）所噴出的為預攪拌砂漿澆注料，水或液體結(jié)合劑定量可控，材料性能均一、穩(wěn)定；
（3）反彈率小于5%，粉塵少；
（4）噴上去的料與設計的澆注料性能一致，氣孔率低、耐滲透侵蝕；
（5）臨界粒度10mm以上，結(jié)構(gòu)強度高、耐磨性好；
濕法噴注工藝技術(shù)一經(jīng)實現(xiàn)，就以其兼具噴涂的便捷高效和澆注的致密高強，逐漸成為不定形耐材施工的最主要方式。
聯(lián)合榮大自2010年開發(fā)高爐濕法噴注造襯以來，在實踐應用中不斷對濕法噴注技術(shù)進行探索、創(chuàng)新和改進，從工藝設備到材料取得了一系列的技術(shù)成果。現(xiàn)主要介紹榮大濕法噴注技術(shù)在煉鐵系統(tǒng)方面應用方面所取得的一些成果。
2.高爐內(nèi)襯濕法噴注技術(shù)
聯(lián)合榮大是國內(nèi)第一家成功實現(xiàn)高爐內(nèi)襯遙控濕法噴注的企業(yè)。自2010年成功應用以來截至2017年3月底，聯(lián)合榮大已經(jīng)在國內(nèi)外成功完成高爐內(nèi)襯噴注工程300多例，噴注料量近6萬噸。爐容積從350m³到4038m³不等。該高爐內(nèi)襯濕法噴注技術(shù)以其低反彈高壽命，得到鐵廠普遍認可，現(xiàn)已取代干法噴涂成為高爐內(nèi)襯維修維護的主要方式。
在高爐濕法噴注造襯技術(shù)方面，聯(lián)合榮大人不斷探索、創(chuàng)新和改進，無論在工藝裝備還是材料技術(shù)方面都走在了行業(yè)前面。圖2為針對不同工況所開發(fā)并應用的各式噴槍。
圖2 適應不同工況環(huán)境的各式噴槍
2.1 工藝裝備方面
機械手已完成三代改進，可伸縮噴槍（見圖3-1）能夠隨高爐直徑的變化遙控調(diào)節(jié)；噴注施工過程可遠程視頻觀察（見圖4），客戶可在電腦或手機上隨時監(jiān)察現(xiàn)場的施工情況。新型的噴注設備能力達到平均每小時8-10噸，峰值可達18噸。圖3也顯示了噴注過程及噴注效果。工程記錄顯示，噴注過程無流淌無粉塵，實測反彈普遍低于5%（遠低于干法噴涂15～30%的反彈率）。噴注內(nèi)襯表面平整、材料密實。
圖3-1 適應不同工況環(huán)境的各式噴槍
2.2 材料方面
高爐內(nèi)CO導致耐火材料內(nèi)部C沉積，會對材料造成破壞，主要表現(xiàn)為崩裂及材料強度顯著降低，崩裂試樣如圖4所示。C沉積反應式如下所示：2CO=CO2↑+C
圖3 抗C沉積試驗前后試樣對比
圖4 榮大高爐內(nèi)襯噴注手機遠程視頻圖像
尤其在有Fe存在的條件下，F(xiàn)e對上述反應能夠起到催化作用，使得該反應速率進一步提高。我們知道，耐火原料中不可避免會含有極少量Fe2O3，它們會和CO反應生成Fe，而這些Fe恰好充當了C沉積反應所需的催化劑。
Fe2O3+3CO=3CO2↑+2Fe
在高爐正常使用條件下，這些反應的發(fā)生不可避免。為了獲得抗C沉積性能優(yōu)異的高爐內(nèi)襯噴注料，我們對使用的每種材料做了抗C沉積性能的檢測，部分結(jié)果如圖5 所示：
圖5 幾種耐火原料CO環(huán)境C沉積導致增重對比
選擇抗C沉積性能優(yōu)異的材料作為噴注料主要原料，產(chǎn)品主要性能指標如表1所示。
表1 高爐內(nèi)襯噴注料技術(shù)指標
3 爐頂封罩、上升管、下降管及重力除塵器濕法噴注
由于濕法噴注技術(shù)外具有干法（或半干法）難以比擬的優(yōu)勢，聯(lián)合榮大在高爐內(nèi)襯濕法噴注的技術(shù)基礎(chǔ)上，還將該技術(shù)拓展應用到了高爐的爐頂封罩、上升管、下降管以及重力除塵器上。在通鋼、通才、漣鋼等廠家應用，同樣取得了良好的使用效果，得到了客戶認可好評。圖6為現(xiàn)場施工時檢查管道內(nèi)植筋掛網(wǎng)和噴注的照片，圖7為管道噴注完成。
圖6植筋掛網(wǎng)檢查、噴注現(xiàn)場 圖7 噴注完成
高爐爐頂封罩、上升管、下降管及重力除塵器噴注所用材料的理化指標見表2。
表2 爐頂封罩、上升管、下降管及重力除塵器濕法噴注料理化指標
4 鐵溝出鐵間隔濕法噴注維修
4.1 鐵溝濕法噴注技術(shù)研發(fā)
自聯(lián)合榮大2008年開始將儲鐵式出鐵溝技術(shù)應用于小高爐之日起，現(xiàn)中小高爐出鐵溝幾乎已全部改造為澆注的儲鐵式鐵溝。單鐵口高爐采用儲鐵式鐵溝，若要進行澆注維修（即使只局部落鐵點）至少也要7-8小時
因此，鐵廠必須進行休風；而休風就會影響高爐產(chǎn)量。為減少休風延長套澆周期，很多廠家曾利用出鐵間隔采用干法噴補方式對鐵溝落鐵點進行噴補。但干法噴補層最多僅能維持1-2天；噴補頻繁消耗巨大。濕法噴注技術(shù)可達近似澆注的性能，若采用濕法噴注的方式應能大幅延長噴補層的使用周期。另，考慮鐵溝的熱態(tài)維修，噴注后即要進行出鐵操作。常規(guī)水泥結(jié)合噴注料無水化結(jié)合時間，存在爆裂危險。因此，聯(lián)合榮大又開發(fā)了溶膠結(jié)合主溝濕法噴注料（性能指標見表3）。
表3 溶膠結(jié)合主溝濕法噴注料性能指標
4.2 實踐應用
2012年，榮大公司在某鐵廠所承包的鐵溝已使用62天，落鐵點殘余厚度不足250mm，已達到合同約定的套澆周期。然而，鐵廠要趕產(chǎn)量不希望近期休風套澆。為此，榮大公司決定采用該鐵溝濕法噴注技術(shù)對該鐵溝的落鐵點進行噴注維護。
4.2.1 噴注維護過程
該高爐出鐵間隔為40-50min，為保證在正常出鐵間隔內(nèi)完成對落鐵點的噴注維護，噴注維護分兩次進行，每次噴注落鐵點的一側(cè)溝幫。圖8為鐵溝噴注維護現(xiàn)場，其施工工序如下：
（1）提前一爐將殘鐵眼燒開，再用炮泥堵上（以利于下一爐順利燒開，放凈殘鐵）；同時所有設備及材料就位；
（2）在出鐵過程中完成燒放殘鐵工作，不占用出鐵間隔；
（3）對待噴注維護的一側(cè)落鐵點溝幫，采用氧氣對殘襯渣鐵進行吹掃，確保界面無渣鐵；用時15min；
（4）對該側(cè)溝幫進行濕法噴注維護， 25min完成噴注用料2.4噸；
（5）采用劈柴烘烤10min，后鉆開鐵口出鐵；
（6）在出鐵過程中，再次完成放殘鐵；而后利用正常出鐵間隔完成對另一側(cè)落鐵點溝幫的噴注維護。
圖8 鐵溝噴注維護現(xiàn)場
4.2.2結(jié)果及結(jié)論
通過兩次出鐵間隔完成落鐵點兩側(cè)溝幫的噴注維護，用料5噸，噴注維護厚度在350-400mm。噴注料與熱溝舊面粘附性好，噴注面致密，烘烤和出鐵過程無異常。使用31天，平均每天出鐵量2100t，噴注層損毀僅約為12mm/d。
鑒于如此好的噴注維護效果，在該鐵廠又連續(xù)進行了2次噴注維護，直至其計劃休風。至此該580m3高爐出鐵溝的大修周期達到131天，通鐵量達到了25萬噸。
后來榮大公司又在多條鐵溝落鐵點上進行了噴注修補驗證。采用濕法噴注修補技術(shù)，落鐵點噴補一次可使用20天以上，大大延長了套澆維修周期。
5 結(jié)語
濕法噴注技術(shù)以其兼具噴涂的便捷高效和澆注的致密高強，將成為不定形耐材施工的最主要方式。聯(lián)合榮大在濕法噴注技術(shù)上，從工藝設備到材料不斷進行自主研發(fā)，開拓創(chuàng)新，現(xiàn)已開發(fā)出針對煉鐵、煉鋼、軋鋼等多領(lǐng)域，適合各種環(huán)境應用的濕法噴注裝備及材料。特別在濕法噴注技術(shù)在煉鐵系統(tǒng)應用方面，聯(lián)合榮大已當之無愧的成為了國內(nèi)濕法噴注技術(shù)的領(lǐng)軍企業(yè)。 |
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