高炉内衬遥控湿法喷注——高炉维护的必然趋势
北京联合荣大工程材料有限责任公司
高炉长寿是炼铁技术发展水平标志之一，目前国内已开始普遍采用遥控热态喷补造衬技术，技术特点是在不停炉的前提下利用高炉休风对内衬进行喷补。与原来传统的停炉维修相比，其具有施工方便、耗时少、投产快的特点。但半干法喷涂技术不可避免出现以下几个缺憾：反弹率高、喷涂层结构均匀性差（喷枪头加水，水料混合难均匀充分）、喷涂时粉尘严重等缺点。我公司通过大量的模拟试验、现场应用试验，不仅全面掌握高炉遥控湿法喷注的特点更发现和改进其所存在的缺陷；同时完成与之匹配的各种喷注浇注料的开发。从而最终使我公司成为国内耐火企业具备高炉遥控湿法喷注造衬维修技术的第一家。
1．湿法喷注与传统喷涂相比的优势
传统的干法（工艺示意见图1）和半干法喷涂工艺其实并无多大区别，均是大量水在喷枪口处加入，干或简单润湿的料瞬间高速通过喷枪口，料与水不能均匀混合。由此而带来了一系列其自身无法克服的弊端：
1） 加水由喷枪手控制决定，无法按设计准确计量添
加；
2） 喷涂料无法添加高效减水剂，其用水量会远远超
出同等档次的浇注料，因此其各项性能与同等档次浇注料相比也会大大折扣； 3） 喷涂层变为了水与料交替层叠的堆积层，很难形成性能均一体而易产生层状剥落； 4） 喷涂中大量颗粒料反弹、细粉料飞散，原颗粒级配设计被完全破坏；喷涂上去的材料
性能与设计相差甚远，各项性能大幅降低。
5） 由于大颗粒易回弹，所以传统喷注料中的大颗粒的临界粒度不超过5mm，大多在3-4mm。
小的临界粒度不利于材料结构性能的发挥。
而对于湿法喷注技术（工艺示意见图2）而言，进入喷涂机的料为按照设计加水量预搅拌均匀的砂浆状浇注料。此浇注料在喷枪口处与雾化的速凝剂混合喷出，在待喷面上浇注料瞬时失去流动性而紧密贴附。其不存在水与料在枪口瞬间混合的问题，因此其完全避免了干法和半干法喷涂技术的弊端，因此湿法喷注具有以下几个特点： 1） 事先搅拌，加水量可按设计计量添加； 2） 足够的搅拌时间使减水分散剂效果得以充分发
图2 湿法喷注施工工艺示意图
图 1 干法喷涂施工工艺示意图
挥，加水量可与同等浇注料相当；
3） 由于为加水搅拌均匀的砂浆浇注料，无水料分离现象喷涂层均一密实；
4） 喷注时无粉尘；回弹量极低（仅5%左右），能很好的保证原颗粒级配设计；因此喷注
的效果可接近或达到支模振动浇注水平。
5） 喷注料的临界粒度达到常规浇注料临界粒度8mm，因此材料具有与浇注料相近结构性
能。
2．湿法喷注与原干法喷涂，喷涂后料层情况对比
同档材料 1 抗压强度 MPa 化学成分% 项 目 临界粒度 体积密度（g/cm3） 110℃×24h 1000℃×3h Al2O3 CaO 同档材料 2 化学成分% 体积密度（g/cm3） 抗压强度 MPa 110℃×24h 1450℃×3h Al2O3 CaO 干法喷涂 5mm 2.23 23.1 33.2 44.6 4.32 2.43 26.4 54.1 52.4 2.47 喷注 5mm 2.41 35.2 53.1 58.2 2.43 2.62 32.4 67.4 66.1 1.55 浇注 5mm 2.45 2.65 颗粒少，强度低
颗粒多且有断裂，
强度高
颗粒回弹大导致3mm以上极少！
回弹极少，大颗粒得以保留。
3.湿法喷注车间喷注：低回弹、高粘结和大颗粒保留完整与浇注相媲美（见下图）。
4. 高炉内衬遥控喷注成功应用
根据高炉不同部位的环境条件及喷注维修的特点，我们首先开发了：高炉炉身及以上部位用莫来石快烘喷注料RGP-CM；高炉炉身下部、炉腰及炉腹用刚玉碳化硅快烘喷注料RGP-CA。材料的临界粒度8mm，加水量在6%以下即可具有自流泵送喷注的施工性能。材料的性能指标见
下表，由于大颗粒及高效减水剂的应用，使其具有与同等档次浇注料相媲美的性能，是传统干法高炉喷涂料所望尘莫及。
荣大公司高炉喷注料理化性能表
RGP-CA刚玉碳化硅喷注料 RGP-CM莫来石喷注料
在车间模拟高炉进行成功喷住试验后，我公司于2010年10月在阿城阿钢的协助成功完成其350m3高炉的首次喷注施工。而后又先后完成天津荣程钢铁公司、西昌新钢业及越南和发四家钢铁公司的高炉喷注施工。图6为天津荣程钢铁公司现场喷注时效果照片。
荣程钢铁高炉热态遥控喷注造衬现场效果照片
通过高炉现场的实际喷注来看，目前我公司高炉造衬喷注可达到： 1） 喷涂能力峰值12吨/小时，平均8吨/小时； 2） 喷涂面光滑，材料致密；
3） 反弹一般小于8%，（普通干法大多在20%以上）； 4） 可实现快烘复炉、达产迅速是干法喷涂所难以比拟的。
预期寿命可达到1.5年以上，为铁厂创造效益的同时，对冶金节能降耗也会有所贡献。
5．专家论证
2010年12月24日在北京长城饭店，中国金属学会炼铁分会组织召开了，由北京联合荣大工程材料有限责任公司申报的《高炉内衬湿法喷注技术研发与应用》专家论证会。会议由炼铁分会秘书长顾飞主持，炼铁设计大师吴启常担任论证委员会主任，会议取得圆满成功。专家委员会经过认真讨论，形成如下主要意见：由于实现了湿法喷注工艺，减少了喷注料的消耗，改善了喷补质量，提高了内衬使用寿命。该技术填补了国内空白，并达到同类技术的国际先进水平，具有广泛的推广应用价值。
6.2011年荣大高炉遥控湿法喷注业绩表
高炉内衬湿法喷注造衬工程业绩表 序号 客户名称 编号容积用量用时（#） （M3） (吨) （h） 1 3 2 1 2 1 1 2 2 2 3 3 1 4 1 450 580 450 450 450 450 450 380 650 1260 3200 3200 450 580 350 167 114 33 55 114 143 120 94 75 7 6 35 206 88 132 34 24 7 10 16 17 15 13 13 3 2.5 3 31 8 14 部位 施工时间 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 西林钢铁集团阿城钢铁 天津荣程联合钢铁 攀钢集团西昌新钢业 越南和发钢铁有限公司 衢州元立金属制品有限公司 衢州元立金属制品有限公司 天津荣程联合钢铁 陕西汉中钢铁集团公司 承德盛丰钢铁有限公司 宝钢梅山钢铁股份有限公司 河北钢铁唐山分公司 河北钢铁唐山分公司 唐山国丰钢铁有限公司 衢州元立金属制品有限公司 越南和发钢铁有限公司 全内衬 全内衬 冷却壁第二段中部至炉喉钢砖 水箱支架至炉喉钢砖 全内衬 全内衬 全内衬 全内衬 炉腰至炉喉钢砖 炉喉钢砖 高炉炉顶封罩 重力除尘器管道 全内衬 炉腹和炉喉部位 风口至炉喉钢砖 高炉炉腹十段以2010/10/18 2010/12/2 2010/12/23 2011/1/12 2011/3/1 2011/3/10 2011/3/23 2011/3/26 2011/5/9 2011/5/24 2011/6/16 2011/6/24 2011/7/9 2011/7/12 2011/7/15 16 衢州元立金属制品有限公司 3 580 93 9 上到炉喉钢砖处、高炉封帽部位 2011/7/24 17 18 19 21 20 22 23 24 25 陕西龙门钢铁有限责任公司 河北钢铁唐山分公司 石家庄钢铁有限责任公司 天津荣程联合钢铁 山西海鑫钢铁集团有限公司 西林钢铁集团阿城钢铁 山西海鑫钢铁集团有限公司 抚顺新钢铁（建龙集团） 河北龙凤山铸业有限公司 1 1 0 3 6 1 5 4 1 450 3200 450 580 1380 450 1080 420 800 202 6 129 150 295 150 270 200 150 17 2 16 19 30 17 35 22 20 炉腰以上部位 高炉炉顶封罩 全内衬 炉腰炉腹炉身 全内衬 全内衬 全内衬 全内衬 风口以上冷却壁7、8、9段以及炉2011/7/25 2011/8/18 2011/8/19 2011/9/20 2011/9/22 2011/10/15 2011/10/20 2011/10/23 2011/10/24 喉钢砖下部区域 26 27 28 29 30 31 山西省河津市华鑫源钢铁 山西立恒钢铁股份有限公司 承德盛丰钢铁有限公司 山西立恒钢铁股份有限公司 1 3 2 4 450 450 680 450 131 175 180 190 48 48 24 48 全内衬、上升管 全内衬、上升管 全内衬 全内衬、上升管 2011/10/28 2011/10/28 2011/11/2 2011/11/3 抚顺新钢铁有限责任公司 山西立恒钢铁股份有限公司 3 3 450 580 180 182 24 29 全内衬 炉腰，炉腹 2011/11/8 2011/11/12
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