看喷注施工如何延长钢包寿命

喷注技术是一种新式的浇注料施工技术，它是将耐火混合料与水混合，预先搅拌成具有一定流动性的泥料，在喷射机内，借助高压空气，通过喷嘴将泥料喷射到受喷面上，来实现造衬或修补。湿法喷射技术具有施工时不需要模具，施工过程中无粉尘，材料回弹率低，施工劳动强度低，效率高等特点。

钢包是连铸生产线上的重要设备，钢包寿命的长短不仅关系到耐火材料的消耗和炼钢成本，而且直接影响钢的产量和质量。随着冶炼技术的不断发展，尤其是利用钢包进行炉外二次精炼以后，钢水在钢包中停留的时间延长，冶炼温度提高，使钢包的使用条件越来越苛刻，内衬的使用寿命不断缩短。钢包的使用寿命成为影响炉外精炼处理能否正常进行的关键环节。将喷注技术应用在钢包包壁上，通过喷注层对包壁形成保护，降低包壁砖的侵蚀速率，再配合其他部位耐材的相应调整和配合，从而可以大幅度延长钢包的使用寿命。研究者将钢包喷注技术应用于某钢厂300吨无碳钢包，该钢厂由于生产节奏快，精炼条件苛刻，钢包使用寿命较短，期望通过喷注技术大幅度延长钢包的使用寿命。

为了满足钢包苛刻的使用条件，喷射浇注料选用以板状刚玉和高纯电熔镁砂为主要成分的刚玉尖晶石材质，其主要成分和理化指标见附表。

在施工前准备阶段，研究者选用国外进口的双活塞喷射机作为喷注料的泵送设备，该设备具有泵送压力大、速度快、效率高的优点，有利于缩短施工时间，提高施工效率，降低劳动强度，保证钢包的正常周转。施工前，应分别确认各种管道连接正常、喷射机和促凝剂泵工作正常、压缩空气压力正常、钢包包壁上的冷钢冷渣清理程度符合施工要求，相关人员准备到位后开始施工。

施工时，研究者先将喷注料搅拌成可泵送的泥料，倒入喷射机料斗内进行泵送泥料，同时添加促凝剂，待泥料从喷枪口喷出后开始施工。在施工过程中，研究者可以根据泥料的硬化速度调整促凝剂加入量，也可以调整泵送压力和压缩空气压力，控制施工速度。由于泵送速率较快，施工时要做到喷枪循环扫射，切记喷枪不要在某个位置停留过长时间，防止迅速形成较厚的喷注层，影响泥料的硬化强度以及施工面的平整度。

从施工效果来看，喷注施工几乎没有反弹，一个钢包喷射3吨喷注料，钢包底部仅有少量的反弹料，可以说喷注料附着率可以达到99%左右。因此，相对于一般涂抹施工或浇注施工，湿式喷注施工并没有带来明显的物料浪费现象。而且，喷注施工较浇注施工快捷，较涂抹施工省时省力。

喷注层常温养护后进行烘烤，在使用初期，表面会出现部分微小裂纹。该裂纹并不会影响其附着性能和使用效果，反而会随着使用次数的增加产生弥合，形成整体的喷补层，可以紧密地附着在包壁表面。这是由于钢包喷注料中的Al2O3吸收了渣中的CaO，反应生成了CA6，产生膨胀，导致裂纹弥合。以前的研究也证实，喷注料中的Al2O3吸收了渣中的CaO和MgO，反应生成CA6和尖晶石，产生的膨胀可以填充材料表面的气孔，并能提高材料的抗渣侵蚀性能，从而延长喷注料的使用寿命。

喷补层使用30炉时，喷补层裂纹已经弥合，喷补层附着在包壁表面形成一个整体；喷补层使用45炉时，喷补层在靠近渣线处和倒渣面处开始出现剥落，同时喷补层厚度也明显变薄。在试验过程中，喷补层单次使用寿命最高达到了55炉。喷补层在使用过程中通过对自身消耗，起到了对包壁的保护效果，从而降低了包壁的侵蚀速率，达到了提高整体包龄的目的。

综上所述，湿式喷注料经过在某炼钢厂300吨钢包的长期使用，取得了良好的效果。经过一次喷注施工，可延长钢包一套渣线的使用寿命；经过多次喷补，可成倍延长钢包的使用寿命。这样大大延长了钢包的使用寿命，提高了钢包周转效率，降低了钢包耐火材料吨钢消耗，节约了矿物原料，保护了环境。泵送喷注施工，还提高了钢包施工过程的自动化水平，降低了工人的劳动强度。可以说，喷注施工具有广阔的发展前景。