不定形耐火材料技術(shù)應(yīng)用研究
作者：1180發(fā)布時間：2018-07-13
不定形耐火材料筑襯的施工方法在向著省工、省時、省力和機械化、高效化的方向發(fā)展。與此相適應(yīng)，我國出現(xiàn)了自流澆注料，濕式噴射料，噴涂料、干式振動/搗打料，高爐出鐵溝免烘烤搗打料，快干和可快速烘烤澆注料以及預(yù)制件應(yīng)用增加的趨勢。
自流澆注料具有如下特點和優(yōu)點：①無需振動，依靠自重和位差即可產(chǎn)生流動，達到脫氣、攤平和密實化的作用；②與振動澆注料相比，氣孔尺寸小且分布均勻；③可以沿管道泵壓輸送，泵灌施工，省工省力；④適用于砌筑和修補形狀復(fù)雜的部位，薄壁襯體和錨固件較密的襯體；⑤性能可與振動澆注料的相當(dāng)或更好。自流澆注料的應(yīng)用已逐漸普及，范圍不斷擴大。如用于高爐出鐵溝，高爐熱風(fēng)爐燃燒口，鋼包襯，中間包永久襯，蓄熱式加熱爐的爐頂、爐墻、水冷管隔熱包扎，復(fù)雜、薄壁形施工體和預(yù)制件以及殘襯的補澆等等。
耐火材料的濕式噴射是指預(yù)先將由粗、中、細顆粒耐火原料和結(jié)合劑、分散劑組成的混合料與水拌合成可輸送的濕料，由特殊的泵送裝置通過硬管或軟管輸送到噴嘴，根據(jù)濕料的流變特性和施工要求可在管子靠近噴嘴處加或不加由壓縮空氣輸送的促凝劑，再借助高壓空氣通過噴嘴把濕料噴射到施工體的面上。該施工方法既可以用于構(gòu)筑新襯，也可用于舊襯的修補。首鋼已將Al2O3-SiO2質(zhì)濕式噴射料用于中間包背襯的筑襯和修補，壽命比噴涂修補和挖磚修補都高，有助于延長中間包壽命。首鋼還將濕式噴射料用于魚雷罐的修補，壽命由1000次左右提高到1700次左右。寶鋼將濕式噴射料用于高爐出鐵溝的修補以及鋼包和鐵水包背襯的筑襯，取得良好效果。
高爐出鐵溝免烘烤搗打料是在普通搗打料的基礎(chǔ)上，采用一種新的結(jié)合系統(tǒng)，可以在使用過程中不產(chǎn)生水蒸氣，從而達到施工后無需烘烤即可直接出鐵以提高設(shè)備運轉(zhuǎn)率的目的。由于該產(chǎn)品施工后勿需烘烤，大大節(jié)約了高爐爐前修溝時間，提高了高爐煉鐵生產(chǎn)率，節(jié)約爐前的烘烤設(shè)備，減輕了爐前工人的勞動強度和工作量，進而降低了耐火材材單耗和煉鐵生產(chǎn)成本。另外， 由于受熱后料中有更多的殘?zhí)?，可提高搗打料的使用壽命。這種鐵溝料已用于中小高爐出鐵溝主溝以及需要快速修補的出鐵溝所有部位。
加熱爐用可快速烘烤澆注料是為縮短氧化和烘烤時間，提高烘烤的安全性而開發(fā)的。施工后自然養(yǎng)護時間可比常規(guī)澆注料縮短50%以上，烘烤時間隨施工體厚度和料別而定，與慣用的低水泥、超低水泥澆注料相比，可縮短2~4天，大大節(jié)省烘爐時間，特別適合加熱爐的搶修?？旄煞辣粤鳚沧⒘鲜菍⒖旄杉夹g(shù)和自流澆注料相結(jié)合而開發(fā)出的高性能澆注料，專門用于一般振動澆注料難以施工的錨固件密集的爐頂部位以及具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的爐墻、水冷管包扎等區(qū)域，還具有氣密性好和錨固件不會振偏或振壞的優(yōu)點。并可同時滿足工業(yè)爐修筑時間短，烘烤升溫快的要求，烘爐時間僅3~5天，和常規(guī)自流澆注料相比，可節(jié)省烘爐時間4天左右，為企業(yè)贏得寶貴的生產(chǎn)時間，是各種工業(yè)爐年修、大中修的理想用料。
用澆注料做成的各種預(yù)制件因具有以下優(yōu)點，近年來呈現(xiàn)用量增加的趨勢：①不需在現(xiàn)場澆注施工，只需拼裝組合，使筑襯簡化，也省去了現(xiàn)場對施工機具所做的準(zhǔn)備；②由于在交貨時已經(jīng)完成了澆注、養(yǎng)護、干燥和烘烤步驟，為用戶節(jié)省了大量時間，可加快設(shè)備周轉(zhuǎn)率和利用率；③施工可以不受環(huán)境或季節(jié)條件的限制，而澆注料在某些地方盛夏和隆冬時節(jié)無法在自然條件下現(xiàn)場施工，除非采取人為措施；④采用澆注料可以制成各種大小不同，形狀各異的預(yù)制件，適合制作機壓成形難以實現(xiàn)的大型和異形構(gòu)件，大者可重達數(shù)噸（如高爐出鐵溝上用的撇渣器、電爐頂），小的僅有1 kg左右；而且許多形狀比較復(fù)雜的制品也可采用澆注成形（如蓄熱式加熱爐上用的擋板磚，通孔的直徑僅為4~5mm，壁厚為2~3mm）；⑤由于預(yù)制塊到現(xiàn)場不需長時間烘烤就可投用，而且對烘烤條件沒有苛刻的要求，因此用戶使用更加方便。近年來，鋼包工作襯越來越多采用預(yù)制塊或不燒磚，高爐風(fēng)口、陶瓷燃燒器采用澆注成形的預(yù)制件，中小高爐出鐵溝采用儲鐵式預(yù)制件，加熱爐采用預(yù)制件爐頂和燒嘴，不勝枚舉。而魚雷罐、鐵水包、混鐵爐等磚砌襯也有采用預(yù)制件的可能性和必要性。預(yù)制件的日益廣泛應(yīng)用是不定形耐火材料施工和應(yīng)用技術(shù)方面的一個值得重視的動向，也是不定形耐火材料生產(chǎn)廠家獲得高附加值的一個好途徑。
應(yīng)用范圍廣泛化
以澆注料為主的不定形耐火材料的性能已經(jīng)達到甚至超過定形耐火材料的性能，與施工技術(shù)和裝備結(jié)合，應(yīng)用范圍日益擴大。鋼鐵工業(yè)用耐火材料中不定形耐火材料的比例呈增長趨勢，寶鋼目前已達約60%。日本鋼鐵工業(yè)用耐火材料中不定形耐火材料的比例已超過70%。我國仍有增加的空間。
不定形耐火材料的應(yīng)用幾乎涵蓋所有的工序。如：燒結(jié)工序球團回轉(zhuǎn)窯用鋁硅質(zhì)澆注料及其預(yù)制件；焦?fàn)t爐墻用鋁硅質(zhì)（Al2O3含量通常55%左右）噴補料、干態(tài)硅質(zhì)密封料；干熄焦設(shè)備用莫來石質(zhì)澆注料；高爐爐身修補用壓入料、爐身上部修補用干法和濕式噴補料；高爐出鐵場用Al2O3-SiC-C質(zhì)出鐵口炮泥，出鐵溝用Al2O3-SiC-C質(zhì)搗打料、澆注料，在線熱態(tài)修補和冷態(tài)修補用噴補料；鐵水預(yù)處理噴槍用鋼纖維增強莫來石質(zhì)澆注料；鐵水包工作襯用鋁硅質(zhì)、高鋁-碳化硅質(zhì)澆注料；魚雷車包口用莫來石質(zhì)和Al2O3-SiO2-SiC質(zhì)澆注料，魚雷車修補用Al2O3-SiC-C質(zhì)濕式噴射料；混鐵爐工作襯用澆注料，轉(zhuǎn)爐、電爐用MgO質(zhì)、MgO-CaO質(zhì)噴補料，轉(zhuǎn)爐用大面熱態(tài)修補料；電爐頂用剛玉質(zhì)、含鉻剛玉質(zhì)、高鋁質(zhì)澆注料，電爐底用MgO-CaO-Fe2O3質(zhì)干式搗打料，直流電爐爐底用導(dǎo)電砂；鋼包用Al2O3-MgO質(zhì)澆注料及其預(yù)制件，鋼包座磚、透氣塞用澆注料Al2O3基澆注料預(yù)制件；中間包永久襯用澆注料、工作襯用MgO、MgO-CaO質(zhì)噴涂料或干式料；RH和CAS裝置插入管外部用剛玉-尖晶石澆注料，RH修補用鎂質(zhì)、鎂鉻質(zhì)噴補料和剛玉質(zhì)、鎂鉻質(zhì)壓入料；爐外精煉鋼包包蓋用澆注料；整體噴槍；中間包包蓋、永久襯用鋁硅質(zhì)澆注料（Al2O3含量通常60%左右），中間包工作襯用鎂質(zhì)、鎂鈣質(zhì)噴涂料、干式料，中間包擋渣堰、沖擊板、穩(wěn)流器用鎂質(zhì)、高鋁質(zhì)澆注料預(yù)制件；加熱爐爐襯用鋁硅質(zhì)澆注料和可塑料；等等。
其他行業(yè)如水泥回轉(zhuǎn)窯用各種澆注料；氧化鋁焙燒爐、循環(huán)流化床鍋爐等各種耐磨襯用搗打料、澆注料；熔鋁爐用澆注料，鋁電解槽用干式防滲料；玻璃窯池底、浮法玻璃錫槽底用澆注料；等等。幾乎遍及了各個高溫領(lǐng)域的窯爐及熱工設(shè)備，并且應(yīng)用范圍還在擴大。
