不定形耐火材料之噴射料介紹

發布時間：2022/2/14 17:20:07

高溫耐火噴射材料主要由各種耐火顆粒和粉末材料組成。結合劑的含量一般較低，通常含有適量的熔化劑來促進燒結，其中大多數含有少量的水。以高速氣流為載體進行噴塗施工的耐火材料稱為噴塗耐火材料或噴塗材料，包括用於修複損壞襯裏的噴塗材料和用於構建新襯裏的噴塗材料。由於噴塗施工不需要架設模板，這種施工方法也被稱為無模施工方法，其特點是節省勞動力，施工速度快。

噴射耐火材料可分為兩類：冷物料噴射法；熔融物料噴射法。冷物料噴射法是通過含水膠結物將耐火物料附著在噴射襯裏上。冷物料噴射法可根據進入噴嘴前的物料潤濕程度分為五種：幹噴射法；濕（半濕）噴射法；濕噴射法；泥漿噴射法；混合噴射法。熔融物料噴射法（簡稱熔融法）是通過燃氣燃燒獲得的高溫火焰或等離子弧將耐火物料熔化或半熔融後噴射附著在噴射襯裏上，根據熱源不同可分為火焰噴射法、等離子體噴射法、飛濺渣法（轉爐飛濺渣保護法），根據熱源不同可分為火焰噴射法、等離子體噴射法、飛濺渣法（轉爐飛濺渣保護法）。

（1）噴塗補充劑。噴塗補充劑由耐火骨料和膠結材料組成。耐火骨料的組成是根據耐火磚的類型和爐內的溫度來選擇的。膠結材料由水玻璃或聚磷酸鹽組成。目前，氧氣轉爐和電爐用於噴塗補充劑。噴塗方法已從濕法（泥漿法）、半幹法、幹法向火焰法方向發展。材料從鎂、鎂鈣到鎂碳。結合劑從矽酸鹽（矽酸鈉）轉向磷酸鹽或磷酸鹽加碳結合劑。

（2）噴塗材料。過去，噴塗主要用於輕質噴塗作為保溫襯裏，已開發出粘土、高鋁、剛玉、堿性材料、陶瓷纖維或不鏽鋼纖維，襯裏可設置錨固件。此外，材料已朝著鎂和碳的方向發展。噴塗設備包括大煙囪、煙道襯裏、連鑄中間包和鋼包。

不定形材料噴射料的化學性能及應用

根據窯爐可能達到的高使用溫度、溫度波動範圍、爐渣性質和對爐襯性質的要求，選擇粒狀和粉狀材料。當用於塗覆其他爐襯時，材料應與原爐襯相當，化學性質、耐火性、高溫強度和變形、線膨脹應相似。通常噴射材料根據粒狀和粉狀材料進行分類，如高矽、粘土、高鋁、鉻鎂、鎂鉻、鎂、白雲石、碳化桂和鋯英噴射材料。

噴射材料不僅可以用來在冷態下修建和修複爐襯，還可以塗上保護層，更適合在熱態下修複爐襯。在冷態施工中，與澆築方法相比，施工周期短，高空施工不需要模型和支架，可獲得結構致密的結構。除了施工周期短、搶修方便外，由於損壞及時修複，可以延長爐襯的使用壽命，提高生產率，有時降低耐火材料的單一消耗。

噴射材料的附著力是其重要性質之一。就材料而言，影響附著力的主要因素是混合物本身的附著力。因此，任何能提高材料附著力的措施都可以提高附著力，特別是當粘合劑在熱態下使用無粘合劑噴霧時，有助於燒結的熔化劑也會對附著力產生影響。

與澆注材料相比，噴塗施工可獲得高密度和高強度噴塗層兩種施工方法對強度的影響，特別是在室溫和中溫下。噴塗施工提高了耐火材料的強度，因為噴塗施工可以使混合物的各種顆粒具有高動量，使其連續噴入底層材料中，顆粒堆積緊密，嵌合牢固，形成強組合。

噴射材料的耐腐蝕性與材料有關。與同一材料的澆注料相比，由於噴射施工可以提高結構的密度，因此耐腐蝕性也較高。

若噴射料含水量少，結合劑用量低，其收縮也低於澆注料。

這種材料是修複冶金爐的主要材料。在金屬冶煉過程中，由於該材料的廣泛使用，及時合理地噴塗冶金爐，顯著提高了爐襯的使用壽命。一般來說，爐襯腐蝕麵大，熱噴塗濕法較好，填充局部嚴重侵蝕部位，幹法較多。此外，在各種工業窯中，該材料作為保護層，噴灑在保護的基礎材料上，也具有良好的技術和經濟效果。

工業爐用噴射澆注料和泵送澆注料

噴射料是指將混合料和水提前攪拌成可泵送的泥漿，加入噴射器，通過軟管輸送到噴嘴，用壓縮空氣將速凝劑輸送到噴嘴（加熱爐頂部的泵送澆注料不需要加入速凝劑），噴射到噴嘴上。

噴射材料的優點：

(1)加水較低時，可形成致密層，其性能與振動成型澆注料相當；

(2)施工時不需要支模板，可隨意調整襯體厚度；

(3)噴射施工時不產生粉塵；

(4)噴射施工時反彈少(≤5%)；

(5)施工效率高(≥8t/h)，省時省力。

由於噴射施工的一係列優點，在許多國家和地區的加熱爐中得到了應用。

濕式噴射材料

與壓入料在線襯裏節能一樣，耐火澆注料濕式噴射施工技術近年來越來越受到人們的關注。濕式噴射澆注料在低水量條件下仍具有一定的自流性，不易出現顆粒偏析，不同於常規澆注料；濕式噴射澆注料粘度低，易於管道輸送，不同於自流澆注料。濕式噴射澆注料的另一個更顯著的特點是噴射施工時需要添加促凝劑。在促凝劑的作用下，噴射到施工表麵的澆注料迅速失去流動性，附著力大大降低了材料的回彈率。

根據鋁酸鈉、硼酸、氫氧化鈣、碳酸氫鈉和EDTA·4H對添加量特別敏感，添加量(w)0.2%可使漿液粘度迅速上升，隨著添加量的進一步增加，大量絮凝結構形成，基質粘度增加。磷酸二氫鋁、磷酸二氫銨、氟矽酸鈉、碳酸鈉、EDTA·2H·2Na和EDTA·4Na的添加量變化相對較慢。當添加量(w)0.2%時，基質粘度增加緩慢，隨著添加劑的增加，基質粘度增加緩慢。

高鋁(剛玉)-碳化矽-碳噴射料

高鋁(剛玉)-碳化矽-碳噴射材料由高鋁土礦熟料(也是高鋁磚的原料)、碳化矽和碳素材料作為骨料和粉末，以鋁酸鈣水泥和氧化矽微粉為結合劑和外加劑組成。可采用幹式或濕式噴射法施工。但采用濕式噴射法施工時，必須在噴嘴處加入閃速絮凝劑，使噴射材料在離開噴嘴後立即絮凝成具有一定屈服值的塑性泥漿，並附著在噴射襯體上。噴射材料的組成為:高鋁土礦熟料60%~65%，碳化矽10%~25%，碳素材料3%~6%，鋁酸鈣水泥和氧化矽微粉5%~8%。此外，還應添加防氧化劑、分散劑和增塑劑。

為了提高噴射材料的耐渣侵蝕性，也可以用一些剛玉細粉代替高鋁土礦熟料細粉。如果采用濕式噴射施工，關鍵技術是選擇合適的閃速絮凝劑，可作為濕式噴射材料的閃速絮凝劑材料有：鋁酸鈉、矽酸鈉、聚合氯化鋁、氯化鈣、硫酸鋁、磷酸鉀鋁等。必須通過試驗和現場實際試驗確定不同性質的閃速絮凝劑的絮凝效果和佳添加量，因為影響閃速絮凝的因素很多，包括閃速絮凝劑濃度、噴嘴混合效果、施工環境溫濕度、噴射材料中添加的分散劑與閃速絮凝劑之間的相互作用。一般要求閃速絮凝劑與濕式噴射材料混合，使噴射材料成為粘性塑料彈性體，具有一定的屈服值，使噴射襯裏後不流動或滑動。

可用於濕式噴射施工的泵送機有擠壓泵、螺旋泵、雙活塞泵和氣壓旋轉泵。這些泥漿泵具有良好的泵送性能，能夠滿足泵送高鋁（剛玉）碳化矽碳濕噴射材料的技術要求。高鋁（或剛玉）碳化矽碳濕噴射材料主要用於高爐出口溝、魚雷罐、混合鐵爐、化學鐵爐等內襯的施工或修複。無碳剛玉（或高鋁）碳化矽濕噴射材料主要用於垃圾焚燒爐村和回轉窯出口內襯的施工和修複。