不定形耐火材料技術應用研究

??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、高效化的方向發展。與此相適應，我國出現了自流澆注料，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制件應用增加的趨勢。

??自流澆注料具有如下特點和優點：①無需振動，依靠自重和位差即可產生流動，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或更好。自流澆注料的應用已逐漸普及，范圍不斷擴大。如用于高爐出鐵溝，高爐熱風爐燃燒口，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，復雜、薄壁形施工體和預制件以及殘襯的補澆等等。

??耐火材料的濕式噴射是指預先將由粗、中、細顆粒耐火原料和結合劑、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筑新襯，也可用于舊襯的修補。首鋼已將Al2O3-SiO2質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上，采用一種新的結合系統，可以在使用過程中不產生水蒸氣，從而達到施工后無需烘烤即可直接出鐵以提高設備運轉率的目的。由于該產品施工后勿需烘烤，大大節約了高爐爐前修溝時間，提高了高爐煉鐵生產率，節約爐前的烘烤設備，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成本。另外， 由于受熱后料中有更多的殘碳，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的。施工后自然養護時間可比常規澆注料縮短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和自流澆注料相結合而開發出的高性能澆注料，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雜結構的爐墻、水冷管包扎等區域，還具有氣密性好和錨固件不會振偏或振壞的優點。并可同時滿足工業爐修筑時間短，烘烤升溫快的要求，烘爐時間僅3~5天，和常規自流澆注料相比，可節省烘爐時間4天左右，為企業贏得寶貴的生產時間，是各種工業爐年修、大中修的理想用料。

??用澆注料做成的各種預制件因具有以下優點，近年來呈現用量增加的趨勢：①不需在現場澆注施工，只需拼裝組合，使筑襯簡化，也省去了現場對施工機具所做的準備；②由于在交貨時已經完成了澆注、養護、干燥和烘烤步驟，為用戶節省了大量時間，可加快設備周轉率和利用率；③施工可以不受環境或季節條件的限制，而澆注料在某些地方盛夏和隆冬時節無法在自然條件下現場施工，除非采取人為措施；④采用澆注料可以制成各種大小不同，形狀各異的預制件，適合制作機壓成形難以實現的大型和異形構件，大者可重達數噸（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由于預制塊到現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制塊或不燒磚，高爐風口、陶瓷燃燒器采用澆注成形的預制件，中小高爐出鐵溝采用儲鐵式預制件，加熱爐采用預制件爐頂和燒嘴，不勝枚舉。而魚雷罐、鐵水包、混鐵爐等磚砌襯也有采用預制件的可能性和必要性。預制件的日益廣泛應用是不定形耐火材料施工和應用技術方面的一個值得重視的動向，也是不定形耐火材料生產廠家獲得高附加值的一個好途徑。

??應用范圍廣泛化

??以澆注料為主的不定形耐火材料的性能已經達到甚至超過定形耐火材料的性能，與施工技術和裝備結合，應用范圍日益擴大。鋼鐵工業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用幾乎涵蓋所有的工序。如：燒結工序球團回轉窯用鋁硅質澆注料及其預制件；焦爐爐墻用鋁硅質（Al2O3含量通常55%左右）噴補料、干態硅質密封料；干熄焦設備用莫來石質澆注料；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質出鐵口炮泥，出鐵溝用Al2O3-SiC-C質搗打料、澆注料，在線熱態修補和冷態修補用噴補料；鐵水預處理噴槍用鋼纖維增強莫來石質澆注料；鐵水包工作襯用鋁硅質、高鋁-碳化硅質澆注料；魚雷車包口用莫來石質和Al2O3-SiO2-SiC質澆注料，魚雷車修補用Al2O3-SiC-C質濕式噴射料；混鐵爐工作襯用澆注料，轉爐、電爐用MgO質、MgO-CaO質噴補料，轉爐用大面熱態修補料；電爐頂用剛玉質、含鉻剛玉質、高鋁質澆注料，電爐底用MgO-CaO-Fe2O3質干式搗打料，直流電爐爐底用導電砂；鋼包用Al2O3-MgO質澆注料及其預制件，鋼包座磚、透氣塞用澆注料Al2O3基澆注料預制件；中間包永久襯用澆注料、工作襯用MgO、MgO-CaO質噴涂料或干式料；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、鎂鉻質噴補料和剛玉質、鎂鉻質壓入料；爐外精煉鋼包包蓋用澆注料；整體噴槍；中間包包蓋、永久襯用鋁硅質澆注料（Al2O3含量通常60%左右），中間包工作襯用鎂質、鎂鈣質噴涂料、干式料，中間包擋渣堰、沖擊板、穩流器用鎂質、高鋁質澆注料預制件；加熱爐爐襯用鋁硅質澆注料和可塑料；等等。

??其他行業如水泥回轉窯用各種澆注料；氧化鋁焙燒爐、循環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域的窯爐及熱工設備，并且應用范圍還在擴大。