摘要：机械喷补技术是一种应用于炼钢炉砖衬修补的工艺，具有高效节能、降低强度的特点，其工艺流程根据修补位置的不同，也有很多不同的方式。因此本文介绍了机械喷补技术，机械喷补材料的应用以及该技术在炼钢炉后的应用。
关键词：机械；喷补工艺；炼钢炉后
引言：机械喷补技术由于其工艺上具有修补速度快、劳动强度低、质量优越、施工效率高等优势，因此在我国许多钢厂中被广泛应用。经过试验证明，机械喷补技术能够在铁水罐、钢水罐、铸铁渣罐等设备上进行有效修补。
一、机械喷补工艺
机械喷补工艺是一项对炼钢炉砖衬进行修补的技术。早在上世纪八十年代德国首先研发出在炼钢炉底部侧壁上进行修补的技术。随着技术的不断发展，修补的位置已经从一开始的炼钢炉身上逐渐发展到中部、下部以及炉腹位置。炼钢炉的上部和中部位置上会经常受到煤气和炼炉材料的摩擦和冲击，进而出现砖衬脱落以及表面凹凸不平的现象，甚至对炼钢炉的正常运行产生影响，导致下料情况不合理，煤气的分布不正常，炼钢炉的指标下降，这将会影响到炼钢炉的使用年限[1]。
而采用机械喷补技术可以将原来炉壁上已经受磨损的表面进行重新加厚，恢复成原本平整的炉壁，其厚度通常可以达到200mm到400mm。不仅能够保证炼炉可以正常运行，同时也增加了炼炉的使用寿命。在后期炼炉可以进行定期的机械喷补，直到炼炉大修。
二、喷补设备介绍
在机械喷补技术中，较为常见的两种机械喷补设备为常德产HPZU-5以及郑州产HPZ-2，在本文中将主要介绍这两种常见的机械喷补设备。
（一）HPZU-5机械喷补设备
这种设备主要的特点是设备开机方便、体积相对小、轻便灵活、可以实现持续出料、材料输出稳定。在该设备上出料管道直径大，所以出料速度较快，可以用于大面积的机械喷补，例如对铁水罐进行永久衬修补等。但是HPZU-5机械喷补设备中使用的是动态密封技术，密封装置容易受磨损，导致设备出现漏料现象。
HPZU-5机械喷补设备的各项参数如下：喷射能力5.0m/h，空气压力0.4MPa，电机正常功率2.2kw，耗风量7-10㎡/min，出料管内直径51mm，外部尺寸1430mm*860mm*1370mm。
（二）HPZ-2机械喷补设备
该设备采用的是密封灌设计，先将料放入罐中，每次最多可达800kg到900kg。因此，只能进行间接性输出，通常用于局部小面积喷补。但是由于其密封性较好，因此操作现场污染较少。
HPZ-2机械喷补设备的各项参数如下：喷射能力3.0m/h，空气压力0.4MPa，电机正常功率3.0kw，耗风量5-10㎡/min，出料管内直径40mm，外部尺寸1870mm*1050mm*1750mm。
三、喷补料的应用
机械喷补技术需要的喷补料应当在理化性上进行重点的选择，使用的材料需要具备较高的粘附性、流动性以及耐用性能。首先喷补料的流动性是指材料在机械喷补设备中可以流畅的从管道流向出料口，在加入水之后，可以快速的成为泥浆，喷补料的流动性将直接影响施工过程的速度和质量。如果材料的流动性不高，就会导致管道输出不畅、堵塞。其次喷补料的粘附性是指当材料与水融合之后，泥浆与喷补表面的粘合能力，粘附性好的材料在喷补之后弹回量也就相对较少，同时材料凝固的速度快。最后，材料的耐用性能是指材料在施工之后，遇到炼钢炉中的钢水以及残渣时，抗侵蚀的能力，同时当材料受到冲刷以及受冷受热时的稳定程度[2]。
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从机械喷补技术的角度来讲，选择喷补料需要满足于以上三个性能。而从喷补料自身的角度来说，材料可以选择高镁材料也可以是高铝材料，也能够分为轻质材料和重质材料。不同属性的材料将应用于不同的修补位置。例如在铁水罐的修补过程中，需要使用耐高温极强的轻质喷补料进行永久衬修补，已到达铁水罐提高保温能力的效果。这一技术代替了原有的人工对铁水罐进行捣打的永久衬施工技术。这一技术工艺不仅能够提高修补效率、增加铁水罐的使用年限、转变了劳动模式，同时也降低了铁水罐中材料降温的程度，实现高效节能、提高生产效率的功能。
而在喷补料的应用上，还可以将散状的耐火喷补材料加入现有的喷补料中，其中以马丁砂的效果最为明显。经试验证明，在加入马丁砂后的喷补料，能够在钢水罐的内衬修补方面有着很好的效果。虽然马丁砂有着很好的耐用性能、同时强度大、耐侵蚀、成型快。但是流动性差，在修补过程中容易造成设备堵塞，同时材料本身对人体有害。因此需要结合实际的修补情况，谨慎使用。
四、喷补工艺在炼钢炉后的应用
（一）机械喷补流程
机械喷补技术的流程首先需要做好准备工作，先要检查设备的电力情况、空气压缩情况以及兑水情况等，在保证设备能够正常运行之后，再开始修补作业。在修补过程中，设备的出料口需要与修补表面保持垂直并且相距0.8米到1.2米。喷补过程应当是在修补表面进行直径为20cm到40cm的均匀螺旋运动。在修补表面的第一层材料凝固之后，再进行第二次的喷补作业，然后进行多次的分层修补，增加修补面厚度。在修补开始、暂停、结束时，需要注意出料口的朝向，要对准无人的地方，避免出现人员受伤事故，保证施工安全[3]。
（二）铁水罐永久衬修补法
铁水罐的永久衬修补可以采用立置或者卧置进行喷补。其中立置的修补效率更高，修补一个4吨重的的常规铁水罐通常可以在2个小时内完成。使用轻质的保温型喷补料对铁水罐壁喷补一个70mm厚的修补层，形成铁水罐的永久衬。而采用卧式修补时，可以不用在铁水罐外焊接拉筋，但是需要在一侧喷补完后静待一日，在第二天将铁水罐进行反转来对另一侧进行修补。铁水罐修补完成之后即可投入生产，然后使用远红外温度测量设备对永久衬进行检测。在实际的修补过程中，经测量可以发现对铁水罐进行修补，使用轻质材料的效果更好，不仅有着极佳的修补强度而且使用年限高，能够起到很好的保温性能。经过测量计算，使用轻质保温的喷补料，铁水进入罐内后每分钟温度下降减少了0.12℃，从铁水入罐到投入生产，温度下降程度总计减少了6.8℃。极大提高生产过程中材料的节能效果。
（三）钢水罐修补方法
钢水罐在日常的使用过程中，经常会由于钢水平炉出料以及翻罐时不注意，导致钢水在罐外侧堆积凝固，形成残渣，造成罐口变形。这样的情况将严重的影响钢水罐的正常使用。而在清理罐口残渣时会出罐沿掉砖的现象，需要使用机械喷补技术对钢水罐进行热修补，实现在钢水罐正常使用的过程中修补罐衬，不必停罐修补，进而提高了钢水罐的使用效率。
渣罐是钢厂生产中非常重要的工具之一，许多钢厂在生产的过程中，由于使用情况的不合理造成渣罐报废，额外增加了生产的成本。而使用机械喷补技术在渣罐内壁进行隔绝性喷补，可以极大延长渣罐的使用寿命。通常渣罐的内部温度为50℃到150℃之间。因此可以通过机械喷补技术在渣罐内壁形成高强度、耐火性好的喷补层。
结论：总而言之，机械喷补技术能够在炼钢炉后有着较为广泛的应用，使用该技术不仅能在炼钢炉衬修补过程中起到高效节能、安全可靠的作用，同时可以降低修补工作的强度，转变劳动条件，有效提高钢厂的生产效率。因此应当积极的研发和改进现有机械喷补技术，促进钢厂的快速发展。
参考文献：
[1]卢若云.基于FLUENT的耐火料湿喷机喷补装置优化设计[D].长安大学，2015.
[2]王世松，李建强.钢包内衬实施火焰喷补的技术工艺及设备[A].中国金属学会耐火材料分会，2013：5.
[3]钟凯.提高RH真空冶炼炉浸渍管使用寿命的研究[D].东北大学，2013.
论文作者:陈楚明,黄国洪,郑吉南
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/10
标签：铁水论文; 炼钢炉论文; 机械论文; 钢水论文; 材料论文; 设备论文; 技术论文; 《基层建设》2017年第23期论文;