钢包喷补材料及喷补过程物理化学基础研究

研究不同喷补料组成等对喷补层体积稳定性、喷补层与钢包残衬界面的物相与显微结构以及对喷补层与残衬粘结强度的影响机理。在热平衡、物料平衡及相平衡分析的基础上，研究火焰喷补层性能、粘结机制、界面反应动力学及其影响因素。揭示喷补层组成、结构和性能的关系。研究喷补对纯净钢冶炼的影响并优化喷补工艺参数。从而大幅度提高喷补层寿命。 2100433B

半干法喷补技术是比较先进的喷补技术，喷补料含水只有12% ～ 15%，对炉墙不产生副作用，喷补速度快，最大喷补能力可达900kg/h，挂料时间长，操作简单。

高炉喷补结构与原理

半干法喷补机主要有贮料室、给料盘、混合器、喷枪及驱动装置等组成。喷补料通过转盘输送后由压缩空气携带至混合器中与加压水混合，加湿至含水量12% ～15%，喷补附着到焦炉炉体损坏部位，同时用铲子将喷补面抹平、刮平，烧结凝固一段时间，以达到焦炉维护修补、延长使用寿命的目的。

高炉喷补技术指标

半干法喷补料主要有以下特点: 抗碎性和耐磨性好，热导性好，与热的炉墙结合力强，易于抹平。

高炉喷补技术的优点

在焦炉正常生产条件下，半干法喷补料的制作工艺决定了其具有一定的附着性，喷补料附着率可达到87%以上。同时，喷补料与硅砖的结合性好，形成与硅砖同样致密的材质，能够结合持久。同时半干法喷补便于喷补料的分层，在对严重部位进行喷补时，能够有效控制喷补效果。

高炉喷补缩短检修工期

耐火喷补料代替石棉水渣可减去人工填料的负担，降低维修工人的劳动强度，提高施工机械化，因而缩短了检修工期。

高炉喷补节约耐火材料

用喷补可保存原有的砖衬部分，不必全部将砌体拆除，故可以节省耐火材料。由于施工期缩短，喷补料的原料资源广泛，故可降低检修费用。

喷补料具有良好的抗氧化性，良好的抗剥落性和良好的抗碱性喷补后的炉衬整体性强，能回复原有炉型，也能满足高炉冶炼的要求。

高炉喷补使用寿命较长

喷补料比石棉水渣填料的容量大，隔热性能好，因而延长了炉身的使用寿命。

高炉喷补提高经济效益

喷补前，炉身上部受到侵蚀，炉料易在此部位形成混合层，边沿气流不稳，4点顶温分散较大，压量关系波动，焦炭负荷加减频繁。喷补后的炉型规整，允许做加重边沿煤气调整，焦比和燃料比均有不同程度的下降，降低了生铁成本。

喷补时劳动人员仅为砌砖时工作量的10%，可节省大量劳动力，缩短补炉时间，提高高炉产量，采用喷补技术有可能完全取消高炉中修，从而使企业的经济效益显著提高。

高炉喷补工艺过程要求

为了获得良好的喷补效果，还必须掌握如下几个要点：

（1）炉内炉料线及炉内温度的控制，炉内温度（包括气氛、炉衬）的高低，直接影响到喷补料的回弹及喷补的效果。

（2）喷补面的吹扫。

（3）喷补距离（即喷枪口与炉墙的距离）。

（4）根据炉内不同部位和不同的内衬情况选择不同的耐火材料。

高炉喷补性能要求

根据喷补的工艺特点,喷补料必须具备下列性能:

(1)良好的粘结强度,使其能与受补面牢固地粘结为一体;(2)重烧线变化率小;(3)回弹率低;(4)较高的耐火度和抗折强度(5)气孔率低;(6)耐磨性好;(7)抗CO侵蚀性好。其中最基本的要求是粘结强度,因为如果喷补料不能牢固地与受补面粘结为一体,其它的性能也就毫无意义。

喷补料的组成和被喷补面的温度对粘结强度、喷补寿命的影响通过实验和实际使用可知。被喷补面温度不同,喷补料的组成不同,结合剂不同,喷补料与喷补面之间的粘结强度也不相同。喷补层能附在喷补面上主要靠3种结合力:第一为喷射流作用下的物理结合力;第二为喷补料中结合剂作用产生的化学结合力;第三为高温下形成的陶瓷结合力。产生后两种结合力的前提条件是喷补料的化学组成和性质要与喷补面的化学组成和性质相似,因此应根据高炉炉身不同部位的要求来选用不同的耐火喷补料。被喷补面为粘土砖和高铝砖时具备上述3种结合力,粘结强度就高;被喷补面为炉壳与冷却壁、冷却板等时,不具备后两种结合力,粘结强度就小。如果在炉壳与冷却设备上焊上铆固板、铆固钉,对喷补料有固定和支撑作用,粘结强度也会相应的增大。若高炉壁面上还有部分残余炉衬,则也会起到同样的作用。