不定形材料容易進(jìn)行機械化施工,因此省力是很大的優(yōu)勢,尤其是噴補施工。為了減少回彈損失、降低施工成本及避免發(fā)煙時對環(huán)境污染,采用濕式噴涂機和濕式噴涂料。
濕式噴涂機采用泵壓送料。為了減少濕式噴涂料與泵的摩擦力,我們對料的粒徑與泵的耐用性進(jìn)行了研究,當(dāng)骨料最大粒徑為Imm時,泵的壽命最長。加水量的最佳范圍在20%~33%之間,則噴涂料的回彈損失最 小。噴涂后按加熱制度烘烤。
B 噴涂材質(zhì)與應(yīng)用
噴涂料綜合了易于施工、隔熱性好可節(jié)約能耗的優(yōu)點,并具有較好的性能:(1)耐侵蝕性好,在多爐連澆后,涂層保持完好。(2) 在使用過程中能形成致密層,阻止鋼水和熔渣的滲透。(3) 耐熱沖擊性好,由室溫快速加熱至1100℃不炸裂不剝落。(4) 隔熱性較好(1400℃熱導(dǎo)率為0.65~0.75W/m ? K)。
中間包涂料普遍采用磷酸或磷酸鹽作結(jié)合劑,使用效果較好。也有在涂料中加入一定量的纖維,使熱應(yīng)力小于1MPa(10kg/cm2)以下,使用時不脫落、不炸裂、不凹脹。材質(zhì)有鎂鉻質(zhì)、鎂質(zhì)、鎂鈣質(zhì)、高鋁質(zhì)、橄欖石質(zhì)等,輕質(zhì)涂料也在興起,國內(nèi)外都在致力發(fā)展涂料。
a日本
中間包襯采用鎂質(zhì)或鎂鉻質(zhì)耐火涂抹料和噴涂料作保護(hù)層后,使磚襯壽命也顯著提高,普遍達(dá)到50次。經(jīng)過維修后,壽命為90~100次,最高達(dá)到200多爐,新日本鋼鐵公司八幡廠第三煉鋼車間,中間包工作襯用鎂質(zhì)涂料,使用壽命達(dá)210次。
曰本品川耐火株式會社新開發(fā)“夾層式”中間包結(jié)構(gòu),即在噴涂工作層和澆注永久層之間,另加一層噴涂后備工作層,使中間包使用壽命大幅度提高,中間包結(jié)構(gòu)、性能與使用效果
中間包輕質(zhì)隔熱耐火涂料,采用輕質(zhì)氧化鎂50%~60%以電熔鎂砂、海水鎂砂、燒結(jié)鎂砂、白云石砂、尖晶石砂等其中的1種或2種以上為骨料,占40%~50%,進(jìn)行配料、混合、添加結(jié)合劑和硬化劑、纖維等添加物充分混練,制取中間包內(nèi)襯用輕質(zhì)隔熱耐火噴涂料。該專利制品用于連鑄中間包內(nèi)襯,隔熱性能良好、抗渣性強、耐熔渣和銅水浸透性能優(yōu)良,并與基底材料燒結(jié)反應(yīng)輕微。
1990年,新日鐵大分鋼廠60t中間包使用隔熱鎂質(zhì)噴涂料,該料作業(yè)性以及在渣線處使用的耐蝕性和用后的解體性均取得好效果。
近年來日本開發(fā)了隔熱噴霧中間包工作襯,即在鎂質(zhì)原料中加入保持材質(zhì)孔隙及利于排除水分的添加物,噴霧制成中間包壁,使用效果滿意。
冷中間包隔熱涂料。長期的使用實踐表明,冷、熱中間包各有其優(yōu)缺點。冷中間包不需烤包、節(jié)能顯著,每噸鋼達(dá)125.41kj,但價格高,絕熱板規(guī)格多,砌筑復(fù)雜,熱中間包的優(yōu)點是涂料價格便宜,施工方便,但需烤包。
多孔隔熱噴涂料,兼具有冷、熱中間包的優(yōu)點,降低成本,同時避免預(yù)熱,節(jié)約了能源? O·Hoyer開發(fā)的多孔隔熱噴涂料:材質(zhì)使用預(yù)反應(yīng)的鉻鎂質(zhì)燒結(jié)料,添加膨脹珍珠巖,使用復(fù)合結(jié)合劑,其化學(xué)組成(%)為:MgO 64,Cr2CO3 13.3,Al2O3 4.8,F(xiàn)e203 9. 4,Ca0 2.3,SiO2 5. 20;氣孔率達(dá)到45%~50%(致密涂料則為32%~38%)。
使用這種多孔隔熱噴涂料與絕熱板一樣無需烤包。進(jìn)行多爐連鑄時,可在前一爐澆注的余熱尚存的情況下噴涂,噴涂層應(yīng)充分干燥,和絕熱板一樣實現(xiàn)冷態(tài)開澆。在開澆階段,涂料的熱工性能實際與堿性絕熱板保持同等水平,隨著溫度逐漸升高而均勻,其耐侵蝕也與性能也與致密料類同。
b 德國
中間包永久襯和工作襯均使用樹脂結(jié)合的鎂質(zhì)干噴涂料,該料與絕熱板相比,中間包使用壽命幾乎翻了一番,永久襯和工作襯的成本卻節(jié)省25%。澆注結(jié)束后仍殘留50%的噴涂料,而這些廢料可重復(fù)再生利用,經(jīng)濟效益明顯提高,且有益于環(huán)境保護(hù)。
堿性鎂質(zhì)涂料具有高純度、低密度(1.50~1.60g·cm-3),其主要化學(xué)成分(%);MgO 88.3、CaO 2.O、Al2O3 1 2、Fe2O3 O.4、SiO2 7.5。該涂料使用效果較好。涂層厚度取決于連鑄使用時間,對于一般使用和中等連鑄使用的時間,厚度不小于25mm。這種涂料是借助一種特別的噴涂機械進(jìn)行噴涂施工的,采用這種機械噴 涂,可在安全襯上噴徐上一定厚度的半隔熱耐火涂料,它與噴槍噴射涂料的主要差別是:(1) 在施工前、干粉混合均勻并加適量水混合;(2) 混合好的物料用螺旋泵在固定壓力下輸送到施工現(xiàn)場,然后用壓縮空氣經(jīng)噴槍的噴嘴實施噴涂。采用這種方法施工無回彈料。
C 中國
我國中間包采用鎂質(zhì)涂料取得了良好效果&采用添加起泡劑和加入細(xì)顆粒等措施開發(fā) 的低體積密度的鎂質(zhì)涂料,該涂料具有以下優(yōu)點:(1)減少用量;(2)提高隔熱性,降低熱導(dǎo)率。(3)降低熱損失,控制了鋼水溫降;(4)減輕施工休澆注料的熱負(fù)荷,提高其耐用性;(5)施工體與涂料的界面溫度降低,提高抗折性;(6)耐炸裂性好,可快速干燥。
寶鋼二期工程連鑄大型中間包(60t)用國產(chǎn)內(nèi)襯涂料,涂層厚度為20~30mm,采用熱態(tài)施工法,施工溫度為50~100℃,并采用快速干燥預(yù)熱,烘烤時間為90min,溫度達(dá)1200℃左右a涂料具有好的耐蝕性、抗渣性,減少了鋼液中非金屬夾雜物。由于鎂質(zhì)材料加熱易膨脹,在涂料中加入少量纖維以緩和熱膨脹應(yīng)力,有效地防止了涂料與襯磚分離,提高了涂料的結(jié)合強度。此外,還選用超細(xì)粉作結(jié)合劑,替代常用的磷酸鹽及硅酸鹽水泥,涂料流動性好,便于施工,加水充分?jǐn)嚢杌旌希苛闲纬删哂袕娔z結(jié)作用的膠體,涂抹在熱態(tài)包壁上與磚襯有良好的粘附作用,結(jié)合強度增加。涂料內(nèi)的水分受熱蒸發(fā)時,表面不會結(jié)殼,因而涂料在干燥和加熱過程中不會產(chǎn)生爆裂、剝落等現(xiàn)象,并且易于清渣,解體性好,中間包涂料實現(xiàn)了國產(chǎn)化,替代日本黑崎KCT-M102涂料。
MgO-CaO質(zhì)涂料,用于大型中間包的效果如下:
(1)MgO-CaO質(zhì)涂料中,CaO含量較高且能吸附鋼水中的夾雜物和有害元素;同時游離CaO在使用過程中與涂料中SiO2反應(yīng)生成C2S。C2S在高溫下為a型、溫度降低時轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚g穩(wěn)定相a-C2S和低溫型γ-C2S,伴隨有12%的體積膨脹。故中間包使用完畢,在冷卻過程中,涂層自身結(jié)構(gòu)破壞,從而改善了解體性能。(2)從使用后涂料的X射線衍射分析可見,在變質(zhì)層中的主晶相有MA相存在。說明涂料具有吸附Al2O3的作用。且在漸變層中還有Al2O3和涂料中CaO反應(yīng)生成的CA出現(xiàn),進(jìn)一步說明涂料具有吸附Al2O3的作用,這對提高鋼的潔凈度起了重要作用。共冶煉純凈鋼4爐,鋼中總雜質(zhì)含量小于80X10-6,達(dá)到了國際先進(jìn)水乎。
我國的MgO-CaO質(zhì)涂料以燒結(jié)鎂砂MS-95為主原料,加入適量鈣質(zhì)材料和硅微粉及復(fù)合外加劑。該涂料涂抹性好,烘烤時不爆裂,抗熔渣及鋼水浸蝕,解體性好。寶鋼中間包工作條件:大包鋼水經(jīng)KTP-CAS爐外精煉新工藝處理,立彎式兩流大型板坯連鑄機;中間包公稱容量60t,鋼水溫度1540~1590℃。在中間包兩上擋渣堰之間使用MgO-CaO試驗涂料,澆鋼后返回,觀察涂層熔損、解體情況良好。
江蘇錫興鉬鐵聯(lián)合公司采用奧地利奧鎂公司的牌號為ANKERTON-MW70鎂質(zhì)噴涂料,其化學(xué)組成為Al2O3 I. 26,Si02 3.52,CaO 5.80、Fe2O3 5.42,MgO 8l.24。通過使用觀察,該料的優(yōu)點如下:(1) 涂料中間包襯翻包脫殼方便;(2) 噴涂中間包工作襯只需15min,而砌一個絕熱板工作襯需2h,既節(jié)約時間又節(jié)省勞力。(3)噴涂層原厚度為30mm,經(jīng)3爐連澆,歷時約3h 15min后燒結(jié)層厚約IOmm,內(nèi)部仍保持噴涂層原狀,如有銅水還可繼續(xù)連澆。 (4) 提高鋼材利用率,若使用絕熱板,第一爐頭部因有皮下氣泡需切除;而使用噴涂技術(shù)后,頭部皮下氣泡大為減少。(5) 改善了鋼的質(zhì)量。