【技术前沿】转炉遥控喷注修补技术的应用

1 技术特性

1.1 传统半干法喷补工艺存在的主要问题

1）喷补料以磷酸盐或硅酸盐作为结合剂，高温性能劣化，耐侵蚀性能差；

2）加水量不确定，水与料拌合时间短，不均匀；

3）喷补层材料结构疏松、强度低、使用寿命短；

4）反弹率高（20%-30%），材料浪费现象严重；

5）施工现场粉尘大；

6）粒度偏细，抗剥落性差；频繁进行喷补维护，工作效率低下。

1.2 转炉遥控喷注修补技术的特性

转炉喷注，即用喷涂法实现转炉炉衬浇注。该技术可以把预先搅拌好的喷注自流料通过遥控喷补装置输送到转炉内衬需修补的部位，在炉内余温和速凝剂的作用下，自流浇注料瞬间失去流动性，并牢固粘结在该部位。

与传统半干法喷补工艺相比，该技术具有如下特性：

1）喷注料采用防爆纤维、超微粉复合结合技术的镁质自流浇注料，不添加沥青/树脂等有机物及硅酸钠、磷酸钠等低熔点无机盐，环保无污染，临界粒度最大可达10mm，抗冲刷、耐剥落性显著提高；

2）遥控喷补装置可对喷注料预先进行混拌均匀，能够精确控制液体添加量（≤6%），避免了传统半干法喷补工艺造成的骨料与粉料混合不均等现象，喷补层气孔率低、结构致密，使用寿命长；

3）利用炉内余温和一定量速凝剂的加入，使喷注料能够在瞬间失去流动性并快速粘附在修补面上，基本无反弹，不流淌，修补层与炉衬粘接牢固，避免了材料浪费等问题；

4）遥控喷补装置操纵灵活，遥控喷枪的伸缩、旋转、仰俯及左右摆动等动作可实现施工精细化；

5）实现了喷补作业的远程控制，能够满足现场炉衬，包括熔池在内的全方位、多角度修补要求，避免了工人直接面对高温炉口的施工作业，降低了工人劳动强度和突发事故隐患几率，改善了作业环境，缩短了施工作业时间。

2 工业应用

2.1 工业试用过程

在某炼钢厂的120t转炉现场进行了转炉遥控喷注修补技术工业应用试验，并与该厂转炉一直在用的传统半干法喷补工艺进行了全面性能对比。转炉遥控喷注修补技术的主要操作工艺流程如图1所示。

转炉现场共进行了6次工业应用试验，每次使用1t喷注料。通过系列试验，系统地检测了喷注料、遥控喷补装置及操作工艺等在转炉维护实际操作中的各项性能参数。工业应用施工情况示于图2。

2.2 应用结果

2.2.1 喷补速率验证

与转炉现场在用的半干法喷补工艺不同，转炉遥控喷注修补技术可以在施工前进行喷补装置和喷注料加水搅拌的准备工作，喷补过程中无需再加水、不用人工轮换，因此实际施工平均喷补作业时间可缩短至约15min/t喷注料。与半干法喷补工艺的施工时间相比，缩短约50%，其中，喷注1t自流料的平均直接喷补时间仅为4.7min，计算平均喷补速率大约为0.21t/min，具体情况见表1。

2.2.2 速凝剂加入速率的检测

为使喷射至炉衬表面需修补处的喷注料能够实现瞬间凝固、不塌落，因此要求速凝剂的加入速率必须与喷补速率按比例匹配一致，才能达到良好的促凝效果。在工业应用试验中，检测了速凝剂计量装置输送速率的相关数据（表2），通过称量使用前后数量差值，得出速凝剂消耗量，并按喷射时间进行计算，结果发现，平均速凝剂喷射速率大约为13.1kg/min，与设计方案指标要求相吻合。

2.2.3 反弹率验证

瞬间凝固技术以及一定量速凝剂的加入使得喷注料在到达炉衬修补面的瞬间能够实现立即凝固硬化，同时喷补层在炉内高温的作用下迅速开始烧结，为后续喷射而至的自流料打下了结实的料面基础，并由此持续反复，直至喷补结束。现场人员通过多次目测发现，基本无明显反弹情况产生，反弹率在1%以内。

2.2.4 喷补料应用结果

跟踪现场应用结果发现，喷注料的平均使用寿命由原来传统半干法喷补料的约12.5炉次提高到38.2炉次，完全达到了工业应用试验的预期效果，详细情况见表3。

（董战春 魏朝生 秦文鹏 邓乐锐 章荣会）

本文为部分内容，全文请参阅《世界金属导报》37期B03。