耐火喷补料的施工方法

　　喷补是用喷射施工方法修补热工设备内衬。使炉衬达到或接近均衡损毁。并能有效地延长炉衬寿命，降低耐火材料消耗。而且施工简便，工期短。

　　根据耐火材料的状态分为：半干法和湿法喷补；根据输送气体的温度分为：冷态和热态喷补。

　　半干法冷喷补是喷补料通过喷枪尾端的水环孔眼与水混合并由压缩空气喷射到喷补面上的一种方法。水的用量可根据喷补情况随时调整，一般在10％～20％之间波动。水最合适的数量取决于许多条件，并决定于试验。水不仅形成水流，然而它又像压缩空气一样起到输送剂的功用，并参与喷涂层的形成。力求增加水分。如果进行热面喷补，多余的水可能使热面严重冷却，对碱性耐火材料还有害，而且接触地带又急速形成蒸汽，确定喷补料水分最佳值造成困难。而在冷表面喷补时，可能造成过剩的水滚落或涂抹层喷补泥料脱落，并造成气孔率和收缩增大。

耐火喷补料制备的关键有以下几点：

一是合理选用主要原料的材质；

二是选择合适的结合剂和添加剂；

三是确定最佳的颗粒组成。其材质和结合剂的选择。对于添加剂，如常用增塑剂有：黏土和羧甲基纤维素，助烧结剂有：氧化铁，蛇纹石，橄榄石，硼砂等。

　　任何喷补料的颗粒组成对喷补质量起重要作用。大多数采用细颗粒料，可以使喷补料容易黏住内衬，并随后烧结。如焦炉中优质硅砖砌体的喷补料(硅石和废硅砖的碎块)采用下列颗粒组成：

　　0.5～0.2mm          20%～23%

　　0.2～0. 06mm         30%～35%

　　＜0.06mm            45%～40%

　  颗粒组成取决于喷补层的厚度。厚度小于10～15mm的喷补层，适当采用细分散泥料，因为这种厚度的单独收缩不起作用。如果喷补层厚度到300mm，收缩影响较大，颗粒组成向增加大颗粒方向改变。喷补机能够输送更大的颗粒(10mm)，半干法喷补比湿法粗颗粒多，临界颗粒也较大，有时达3～7mm.甚至更大。

　　颗粒组成对喷补过程的回弹及喷补回弹效应有影响。喷补料可能挂上原内衬的致密层，然而同时也可能被弹回。这样一来，喷补料同时出现两种现象：正的——造成致密层和坚固层；负的——喷补料消耗增大(其中有宝贵的水泥)。实际是不可能摆脱回弹的。这与喷补本性有关的原因很多。在一股喷补流中，通常是20份材料不得不对1份空气，同时按体积空气约占99％，是动能的主要体现者，混合料与料中大质点表面撞击的瞬间回弹，而仅有水泥和填料细粉以及成为塑性的黏土能够保住。所以最初层为5～l0mm，基本由膏状水泥和可塑的结合剂构成。随着这个层厚度增大，大质点的骨料开始停滞在其中，然后回弹固定在一个水平上。回弹中水泥含量按喷补料中的一般水泥含量不超过10％～15％。

　　根据实践经验，耐火喷补料的施工方法可以考虑以下参考数据：喷嘴与修补表面的距离要保持1～1.5m左右的范围。泥料组成中加入小于2％的黏土物质以及石棉，使黏附性增强，对某些泥料的物理化学性质几乎没有影响。

　　湿法喷补是将准备好的喷补料供给喷嘴。喷补料呈泥浆状。湿法喷补在干燥之前有某些优越性：泥料有比较高的黏附性，引起回弹的损耗小得多，均匀的黏附。认为不足的地方是喷补层的气孔率比较高及单位时间内抛出的数量减少。湿法喷补通常用于内衬薄层喷补以及内衬损伤不大的区域，预防局部损坏的地方。

　　热(火焰)喷补：用压缩氧气把耐火骨料，粉料，助熔剂或发热剂等的混合物输送至喷嘴，用高热值燃料与其混合，瞬间耐火粉料变成熔融或半熔融状态，进而喷射黏附到炉衬的方法。这种材料又称火焰喷补料。根据燃料种类分为：液体热喷补，使用的燃料为煤油；气体热喷补，燃料为天然气；固体热喷补，燃料为煤粉。由于耐火材料质点在火焰中局部被熔化，并有好的黏附性，而且质点回弹得较少。

　　用气体和液体火焰喷补时，在天然气或煤油的氧气流中，细粉喷补料在炉衬的表面上形成坚固并致密的喷补层(气孔率约3％)。可是这样的层热稳定性差，容易产生龟裂，甚至局部剥落。如果在火焰中加入20％～30％焦炭粉，同时会取得多孔的喷补层，热稳定性更好，可是不太坚固。尺寸为1.0～0.1mm的焦炭在空气一氧气流(98％氧)中1400℃下燃烧时间至少0.8s，而耐火材料质点由喷嘴到喷补的表面飞行时问，如平炉后墙约为0.1s。这样一来，在火焰中部分燃烧的燃料的主要燃烧过程在喷补层中发生，而在燃烧的地方留下开口气孔。如果喷补层进一步发生烧结过程，会使气孔率降低和强度提高。烧结强度，在喷补料物质成分和颗粒尺寸一定时，取决于喷补表面的温度。例如，炼钢炉内衬用方镁石细粉喷补时，喷补表面的温度应该不低于MgO-FeO和MgO-Fe2O3系固熔体开始变形温度。

　　用火焰喷补时，烧结喷补层的气孔率，首先还是决定于喷补粉料的成分，例如用方镁石细粉喷补时，喷补层的气孔率约20％。用石灰喷补时，由结晶石灰，硅酸二钙，石灰结合剂和气孔组成的喷补层达到整体性。要使喷补层烧结，可以在喷补料中有放热混合物，其组成如下：铝粉4.13％，氧化铁11％，氟化钙1.67％，白云石16.6％和镁砂66％。目前火焰喷补在炼钢转炉内衬上广泛应用。

　　用火焰喷补方法得出喷补铸块作业法。即耐火材料细粉在烧嘴火焰的高温作用下，被熔化，在炉衬的表面上形成耐火材料层。硅酸铝喷补铸块与普通烧成制品比较：当化学成分相同时，提高了耐磨性，然而高温荷重变形指标更低，其强度相当于熔融耐火材料。已在加热炉炉底、中间包、混铁型铁水罐等的金属流冲击层应用。