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耐火喷补料施工方法及施工装置的操作

作者:寰洋实业  发布日期:2016-12-23

  喷补施工最早是针对转炉开发的,后来逐步应用于高炉炉身、鱼雷罐车、电炉、钢包、真空脱气装置等。

 

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早期,喷补方法有干法和湿法。其中具有优势的干式喷补一直应用较为广泛。但是,干法喷补存在粉尘以及回弹量较多、施工体性能较差等缺点,于是便开发了半干法(也称为半湿法)喷补技术,从而获得了低水分和高充填性的施工体,并且具有施工时无粉尘、喷补料附着率高等优点,因此被迅速推广应用。另外,还开发了高耐蚀性及高粘着强度的碳结合喷补料,也会到广泛应用。

目前,喷补料是最一般的修补料,今后,这种情况也可能不会改变。大量使用喷补料的原因是它能够在常温、高温的任何温度下施工,操作也很简便。

喷补料施工方法

喷补施工方法按照其材料的运送方式可分为干法、半干法和湿法。

干法是运送不含水分的干粉,在喷嘴部位添加水分的方法。

半干法是运送合部分水分的粉体,在喷嘴部位添加剩余水分的方法。

湿法是运送加入水分的泥浆的方法。

虽然,对干法的技术兴趣在逐年降低,但它仍然是各厂广泛使用的施工方法。由于干法修补面的温度与添加水分具有相关性,因而开发了自动喷补装置,如下图所示。

 

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自动喷补系统能在自动测定炉衬表面温度后确定修补工作量。该系统不仅使修补工作机械化,而且使修补工作的控制也实现了机械化,从而改进了喷补操作的质量和施工体的性能。

开发半干法喷补的目的之一是避免湿法繁杂的预混合作业。由于采用湿法的优点比较明显,现在的技术兴趣又转向湿式喷补法。

半干法和湿法在十多年前就开始应用,半干法和湿法之间的比较,如下图所示。它们与干法的差别是在喷嘴部位添加硬化剂,特别是湿法,以添加硬化剂的方式较多。

 

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现在,湿法喷补不仅作为修补料施工应用,而且也作为磨损内村的施工应用。

喷补料施工装置及操作

喷补技术的关键是要有一套能正常运行的喷射装置。喷射不同的材料,所用的装置不同,其性能和参数也不同。

喷射装置有双活塞泵和挤压泵,两者均为强制式供料泵。双活塞泵泵送过来的泥料由经压缩空气入口射入的高压空气输送,再与位于喷嘴后注入的快速促凝剂混合,然后通过喷嘴喷射出去。挤压泵是泥料不经压缩空气输送,直接在喷嘴后与注入的快速促凝剂混合。促凝剂是用干燥的高压空气定量注入,其目的在于防止促凝剂受潮而引起管道堵塞。

新湿式喷涂系统由材料混练机、压送材料的高压泵、液态促凝剂供给装置、配管(软管或导管)和特殊喷嘴组成。这种施工方法是将预先用混练机混练的泥料,用带有摆动球的双活塞泵高压压送,提供的压缩空气与在喷嘴前端添加的促凝剂一起喷涂,以形成耐火材料施工体。为减轻操作者的劳动负荷,配管采用内径为4cm的管和喷嘴。

在这种湿式喷涂方法中,关键的设备是高压压送泵。该泵是采用带有摆动球的出料口直径为7.5cm的双活塞泵。其中摆动球在可控制油压的两个汽缸间往复摆动,一个汽缸吸入材料,另一个汽缸通过摆动球连接到料的出口。这个摆动球与两个汽缸的一连串的操作能够产生稳定的材料流股。另外,直径为7.5cm的材料出口应缓慢地减小至4cm,在控制压送时使压力损失达到最小限度,并以每小时1.5-3.8m3的泵送速度高速喷出。压送泵与以前用泵的性能比较见下表。

 

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为稳定地压送低水分、高粘性低水泥喷补浇注料,用挤压式或螺旋式泵和空气压送喷涂机,压送压力不能太小。此外,即使是高压泵,在大出料口直径的场合(如出料口直径15cm),配管直径也要逐渐变化(15-4cm),因为在压送途中压力损失很大,容易引起材料堵塞,使操作不能顺利进行。

湿式喷补操作应把握以下几点:

(1)保证稳定的压送性能。低水泥喷补浇注料的粒度组成与压送特性密切相关。最大粒度为5mm、1mm的颗粒占60-80%的粒度组成,能保证稳定的压造性能。除此之外,随着添加水分的增加,压送过程中管内会产生堵塞的不利现象。因此,为达到稳定的压送性能,调整低水泥喷补浇注料最佳的粒度组成范围是十分必要的。

(2)硬化速度的调整。赋予硬化性能的促凝剂的种类及数量对施工体的强度有很大影响。对于铝酸系溶液(促凝剂A),随其添加量的增加强度迅速增加。对于硅酸盐系溶液(促凝剂B),在一定的添加量范围内强度随添加量增加而增大,但超过一定量后其强度则呈下降趋势。

在实际施工中,垂直的施工面施工体较厚的场合,施工体强度迅速提高是必要的;而喷涂后的施工体表面需加工时,以强度缓慢提高为好。因此,根据施工条件,选择适宜的促凝剂及添加量非常必要。

(3)致密质施工体的形成。对喷吹空气量及压力与施工体组织结构之间关系的分析表明,喷吹空气量较小时,施工体气孔率很高;喷吹空气量较大时,粗颗粒回弹,且气孔率也较高。因此,达到施工体致密化有一个最佳的喷吹空气量范围,但致密度与喷吹压力无关。

以前通用的干式喷涂方法中,固体/气体(kg/m3)比为7-10,湿式喷补法的固体/气体(kg/m3)比为0.2-0.3,可见湿式喷补方法的气体比率较高。

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