专利名称：一种热态湿式喷射料及其使用该喷射料的施工方法
技术领域：
本发明涉及湿式喷射料，特别涉及一种可在热态环境下进行喷射施工的湿式喷射料及其使用方法。
背景技术：
与半干法喷补相比，湿式喷射施工具有无粉尘、附着率高、施工体致密和耐用性好的特点；与振动浇注施工相比，湿式喷射施工具有与致密浇注料相当的密度和均匀的组织，且无模施工，施工和维修灵活，机械化程度高和劳动强度低。因此近年来，湿式喷射施工在焦炉、高炉、出铁沟、混铁车、中间包和钢包等窑炉上得到了越来越多的应用。
为了能进行泵送，湿式喷射浇注料一般被制成自流浇注料，而自流浇注料的基质中往往含有足够多的超微粉才能具有一定的自流值，因此这种喷射浇注料的体积密度高，气孔率低，透气性差，由此引发的问题是，热态喷补时喷补层内急聚产生的水蒸气不能快速排除，当蒸汽压达到一定程度时，喷补层就会发生爆裂或剥落。有鉴于此，目前耐火材料的湿式喷射一般仅用于常温下的炉衬修补，例如日本专利特许2831976、特开平11-130547以及欧洲专利申请EP0861815A1都仅涉及常温下的湿式喷射。
然而作为耐火材料用户及生产维修作业现场，一般都希望冶金炉衬能在热态下进行修补维护，从而加快生产节奏，提高作业率和产能。因此需要一种在热态下也能喷射的湿式喷射料。
发明内容
本发明的目的是提供一种热态湿式喷射料，其具有透气性好的优点，因此可在热态下进行湿式喷射施工。
本发明的上述目的通过下来技术方案实现
一种热态湿式喷射料，喷射料中超微粉的含量低于17％(重量)，水泥的含量为2.5～5％(重量)，并且进一步包含有机纤维，其含量为外加0.1～0.％(重量)。
比较好的是，在上述热态湿式喷射料中，所述材质为氧化铝、碳化硅和碳的混合物或氧化铝、氧化镁和碳的混合物中的一种。
本发明的目的是提供一种使用上述热态湿式喷射料的施工方法，其可实现800C下的热态湿式喷射施工。
本发明的上述目的通过下来技术方案实现一种使用上述热态湿式喷射料的施工方法，包含以下步骤(1)用润滑剂对输送热态湿式喷射料的管道进行润滑处理；(2)利用所述管道将热态湿式喷射料输送至喷嘴；(3)利用压缩空气使湿式喷射料从喷嘴喷射至工作面。
本发明的湿式喷射料具有良好的透气性，可对800～900℃高温下的冶金炉衬表面进行喷射而不产生爆裂现象，因此提高了混铁车、钢包、中间包等设备的作业率和产能。本发明的施工方法使得喷射料在泵送时无需加入过多的水就具有足够的自流性，因此保证了喷射效果和质量。
具体实施例方式
以下描述本发明的较佳实施例。
湿式喷射料包括主料和辅料，其中，主料包括材质和作为结合剂的水泥，辅料包括分散剂或减水剂和促凝剂等。对于冶金炉衬修补用喷射料，材质一般选用氧化铝、碳化硅和碳(Al2O3-SiC-C)或氧化铝、氧化镁和碳(Al2O3-MgO-C)，喷射料的主原料可以是致密刚玉、棕刚玉、亚白刚玉或优特级矾土中的一种或几种的组合，铝镁尖晶石可以是理论组成尖晶石或富铝尖晶石，也可以是烧结尖晶石或电熔尖晶石，SiC的纯度不低于90％，碳质原料可以是球沥青、焦炭粉或碳黑。作为结合剂的水泥，可以是铝酸钙水泥或高铝水泥。
热态喷补时防止爆裂的关键是迅速排除喷补层内急聚产生的水蒸气，为此，本发明通过添加有机纤维和降低材质超微粉含量的技术措施来提高喷射料的透气性。这些措施提高透气性的机理为，喷射料内添加的有机纤维在相对低温(80～200℃)时熔融从而产生细微通道，因此浇注料中的水蒸气通过这些细微通道后即得到排除，而足够含量的有机纤维所形成的细微通道可使喷补层内急聚产生的水蒸气得到快速蒸发；喷射料材质中超微粉含量越高，则喷射料的致密度越高，透气性能就越差，因此降低超微粉的含量可以有效提高喷射料的透气性。在这里，超微粉是指粒径小于5微米的粉料。
发明人通过实验发现，当有机纤维的含量为外加0.1～0.2％(重量)时，可以明显改善透气性。表1示出了有机纤维加入量对喷射料透气性或抗爆裂性能的影响情况(表中配比数据均为重量百分比，以下同)。
实验过程如下首先将高温处理过的Al2O3-SiC-C砖试样在1000℃下烘烤2小时，然后放上铁模并将掺入有机纤维的喷射料试样迅速倒入。铁模中的喷射料自然冷却1小时后脱模，取下试样，观察膨胀、裂纹、爆裂和附着情况，并测定试样高温处理后的体积密度和气孔率。
由表1可见，对于试样A1～A3，随着有机纤维加入量的增加，其体积密度增大，气孔率减少，当有机纤维加入量超过0.1％时，可以得到令人满意的体积密度和气孔率，也即具有比较好的透气性。但是有机纤维的加入量也不能过多，否则将影响喷射料的自流性，不利于泵送性。一般情况下，有机纤维的加入量应控制在外加0.2％以下。
表1有机纤维加入量对喷射料抗爆裂性能的影响
发明人通过实验发现，适当降低喷射料材质中的超微粉含量，可有效增加透气性。表2示出了在1200℃×2h抗爆裂试验中不同的超微粉含量对喷射料透气性或抗爆裂性能的影响情况。
由表2可见，当材质中的超微粉含量小于17％时(即试样A4)，试样的体积密度较高，气孔率较低，上下部气孔率差别较大，因此具有良好的抗爆裂性或透气性。相比而言，试样A5由于超微粉含量较高，因此体积密度较低，气孔率较高，上下部气孔率非常接近，因此非常容易爆裂。
表2超微粉含量对喷射料抗爆裂性能的影响
发明人通过实验发现，水泥含量的高低对喷射料的透气性也有重要的影响。表3示出了在1200℃×2h抗爆裂试验中不同的水泥含量对喷射料透气性或抗爆裂性能的影响情况。
由表3可见，当水泥含量大于2.5％时(即试样A7和A8)，试样的体积密度较高，气孔率较低，因此具有良好的抗爆裂性或透气性。相比而言，试样A6由于水泥含量较低，因此体积密度较低，气孔率较高，因此非常容易爆裂。
表3水泥含量对喷射料抗爆裂性能的影响
以下描述使用上述热态湿式喷射料的施工方法。
对于本发明上述湿式喷射料，由于添加有机纤维，所以自流性会有所下降。为了达到泵送所需的自流性，一般可以提高加水量，但是这将使喷射料的强度、耐侵蚀性等性能受到影响。针对这种情况，在本发明的施工方法中，用润滑剂对输送喷射料的管道进行润滑以改善喷射料的泵送性能，从而可以使喷射料克服管道摩擦力，顺利地被泵送到喷嘴。
本发明的施工方法包括如下步骤首先用润滑剂对输送湿式喷射料的管道进行润滑处理，以减少喷射料泵送时的阻力。接着通过润滑后的管道，由泵机将上述湿式喷射料输送至喷嘴。最后，利用压缩空气使湿式喷射料从喷嘴喷射至工作面上。
表4示出了本发明较佳实施例与比较例的对比情况，其中，试样S1～S3为Al2O3-SiC-C喷射料，S4为Al2O3-MgO-C喷射料，试样B1～B3也为Al2O3-SiC-C喷射料，采用聚丙烯酸钠和SN-2作为减水剂，采用硅酸钠作为促凝剂，致密刚玉、碳化硅和铝镁尖晶石骨料右栏的数值表示该材料的粒径，单位为毫米。
表4中所有试样都在高炉出铁沟主沟进行了热态喷射试验，喷射时的主沟表面温度为800～900℃。由表4可见，在较佳实施例中，由于采用本发明的热态喷射料并且在施工中采取了润滑管道的措施，因此在喷射过程中和喷射结束后涂层均未发生爆裂，这表明其透气性较好，适于热态喷射。相比较而言，比较例的喷射料虽然在喷射时未发生爆裂，但在喷射结束20分钟后都发生了不同程度的爆裂现象，这表明其透气性较差，无法满足热态喷射的要求。
表4
权利要求
1.一种热态湿式喷射料，其特征在于，喷射料中超微粉的含量低于17％(重量)，水泥的含量为2.5～5％(重量)，并且进一步包含有机纤维，其含量为外加0.1～0.2％(重量)。
2.如权利要求1所述的热态湿式喷射料，其特征在于，所述材质为氧化铝、碳化硅和碳的混合物或氧化铝、氧化镁和碳的混合物中的一种。
3.如权利要求1或2所述的热态湿式喷射料，其特征在于，所述作为结合剂的水泥为铝酸钙水泥。
4.一种使用如权利要求1～3中任意一项所述的热态湿式喷射料的施工方法，其特征在于，包含以下步骤(1)用润滑剂对输送热态湿式喷射料的管道进行润滑处理；(2)利用所述管道将热态湿式喷射料输送至喷嘴；(3)利用压缩空气使湿式喷射料从喷嘴喷射至工作面。
全文摘要
本发明提供一种热态湿式喷射料，喷射料中超微粉的含量低于17％(重量)，水泥的含量为2.5～5％(重量)，并且进一步包含有机纤维，其含量为外加0.1～0.2％(重量)。本发明还提供一种使用上述热态湿式喷射料的施工方法，其包含以下步骤(1)用润滑剂对输送热态湿式喷射料的管道进行润滑处理；(2)利用所述管道将热态湿式喷射料输送至喷嘴；(3)利用压缩空气使湿式喷射料从喷嘴喷射至工作面。本发明的湿式喷射料具有良好的透气性，可对800～900℃高温下的冶金炉衬表面进行喷射而不产生爆裂现象。本发明的施工方法使得喷射料在泵送时无需加入过多的水就具有足够的流动性，因此保证了喷射效果和质量。
文档编号C04B16/06GK1715237SQ200410025600
公开日2006年1月4日 申请日期2004年6月30日 优先权日2004年6月30日
发明者田守信, 姚金甫, 甘菲芳 申请人:宝山钢铁股份有限公司