耐火炉衬喷补装置述评_欧阳克诚

欧阳克诚,男,1943年生,副教授;武汉冶金科技大学机械工程系(430081)。

收稿日期:1999-02-23
耐火炉衬喷补装置述评
欧阳克诚　武汉冶金科技大学机械工程系(邮编:
430081)
摘要　多种工业炉、罐内的耐火砖衬局部损坏以后可用喷涂补炉料的方法修补。

我国多数厂家喷补炉、罐采
用湿式喷补工艺。

通用型喷补装置存在某些不足之处,W P 型喷补装置吸收了多种喷补装置的长处,作了某些有效的改进。

关键词　工业炉罐　耐火砖衬　喷补装置
Reviewing Spurt -mending Device of Refractory Lining
Ouyang Kecheng
(W uhan Yejin University of Science and Technology ,430081)
Abstract Refracto ry lining in different industrial furnace a nd jar may be mended with the m ethod o f spur ting fettling ma terial after being partly damag ed .In our co untry m any metallurgi-ca l factories used drenched spurt-mending technolog y fo r m ending furnace a nd jar.Conv entional ty pe of spurt-m ending device existed som e deficiency.W P ty pe of spur t-mending dev ice assimilat-ed good qua tities of m anifold ones a nd car ried out mo re effectiv e improv ement .Key words industrial furnace and jar ,refractory lining ,spurt-mending device 冶金行业要使用多种工业炉、罐,如炼铁高炉、炼钢转炉、电炉以及铁水罐、钢水包等,这些炉、罐(包)内的耐火砖衬小面积局部浸蚀损坏以后,可待停炉冷却用嵌砌耐火砖的方法修补;亦可不停炉冷却,迳直对赤热的耐火炉衬损坏部位喷涂散粒补炉料,进行快速修补。

前者费工费时,且修理费用较多,而今已不多用;后者省工省时,修理费用又少,有利于延长炉龄、降低生产成本,近年来被广泛采用。

1　几种典型喷补工艺
喷补工业炉、罐耐火内衬多在其温度为900～1200℃时进行,故有人称此喷补工艺为“热喷补”。

现行热喷补工艺可大致分为干式喷补与湿式喷补两种类型。

前苏联新利别茨克钢铁厂首用干式火焰喷补工
艺修补130t 转炉内衬,补炉料成分为粒度小于0.
088mm 的镁砂、焦炭粉、铝粉及结合剂,用压缩天然气输送补炉料,在喷料枪头部与氧气混合后喷出燃烧,使补炉料成半熔融状态喷涂在炉衬缺损处。

此法补炉效果比较好,对赤热炉衬温度影响很小,可避免炉衬因温度降低而开裂破坏,但此法所用补炉料需制备得极细,还需供给可燃气体与氧气,以使补炉料在出喷料枪口落在炉衬上之前的极短时间内得以大部熔化,喷涂补炉料飞扬损失达50%,易污染环境,而且对喷补装置技术性能要求高,对其操作可靠性、安全性要求也高。

我国有些炼钢厂应用干式沥青料喷补工艺,补炉料为耐火熟料散粒与焦炭粉,加入结合剂与沥青,制成粒度不大于15m m 的散料,用压缩空气输送,从喷料枪口喷出后落在炉衬缺损处,借助沥青与焦炭粉燃烧使耐火熟料粘附于炉衬上。

此法所用补炉
料容易制备,喷涂操作简便,只是沥青燃烧对环境污染严重。

国内外不少冶金企业采用湿式喷补工艺修补炉、罐内衬,所用补炉料为粒度小于4mm 的镁砂及
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综述:耐火炉衬喷补装置述评
多聚磷酸盐,其中粒度小于3mm的细粒占70%,用压缩空气输送,加水玻璃与水混合成泥浆后从喷料枪口喷出,洒落在炉衬缺损处,靠现存炉衬余热使料浆中的水分蒸发掉,补炉料便粘固于炉衬上。

此法用的补炉料极易制备,喷涂操作也很简便,只是料中有水易使炉衬喷涂处局部降温发裂,其用水量应严加控制,不能太小或太大,一般控制泥浆含水量为20%～40%。

2　几种典型喷补装置
前苏联全苏耐火材料研究设计院研制,交给新利别茨克钢铁厂使用的一种吊车悬挂式干式火焰喷补装置,其喷料枪可以自旋、上下升降及前后左右移动,用电动机驱动,喷补时操作灵活自如,炉(罐)内各个角落都能喷涂到。

因为此装置的技术性能要求很高,且需固定占用车间内较大有效空间,喷补时污染环境,未能得到广泛应用。

日本黑崎窑业株式会社制造,供君津钢铁厂使用的一种用内燃机作动力的湿式喷补落地机动车,车上安装有贮料罐、喷料枪及液压泵站、空气压缩机。

液压传动使喷料枪可以上下倾动、前后伸缩运动及绕自身轴线转动,还能与贮料罐一道回转实现左右摆动,喷料枪加水流量有5档可调节。

此装置机动性好,操作人员坐在车上操纵,使用比较方便,适用于炉前平台很宽阔的大型炼钢车间,缺点是外形尺寸较大,投资费用高,细长的喷料枪杆几节相套伸缩运动极易变形损坏,且不易维护检修。

我国有少数炼钢厂应用类似喷补装置。

在我国多数冶金企业特别是中小型企业,广泛应用的是所谓“通用”型喷补装置,整个装置仅有贮料罐与喷料枪两个独立部件。

通用型贮料罐结构,如图1(a)所示,主要由受料斗1、罐体4、喷射器(或称引射器或混合器)10等组成。

给贮料罐装料时将盛有补炉料的编织袋吊于受料斗上方,用弯刀割破编织袋即可放料入斗,打开锥阀12可让料落入罐内。

此锥阀的锥形盖与受料斗贴合面变形后难以贴合严实,罐体内充气后往往会从锥阀处漏气,而有时又会因锥形盖压入受料斗出口被楔住,以致不易向下开启锥形盖,且启盖气缸13置于罐内不便于安装、维修。

罐体下部设外包式流化圈7,旨在使罐内物料悬浮起来,并使物料不粘结在罐壁上,但因流化圈开孔出气流动方向指向罐中央,只能使罐内部分物料悬浮起来,更无法使物料不致粘结在罐壁上。

罐内还设气动旋转搅动器14,可防止物料在蝶阀9入口处堵塞。

喷射器10为垂直管式,即下料管垂直于受料管与喷射管,此种喷射器形状简单,容易制作,但送料效率不太高。

有些厂改用鹅颈管式喷射器,即下料管与受料管合为一件圆滑相接的弯曲变径管,送料效率提高很多,但不易制造。

通用型喷料枪结构简单,仅为一根可旁路加水的枪管,与下述W P型喷料枪杆相似。

贮料罐与喷料枪之间用30多米长的橡胶管连接,喷补时用人力抬起喷料枪搁置在炉前某个支座上即可进行喷补作业,十分简便,只是操作人员劳动强度较大。

美国克维格里公司制造的热喷补装置与上述通用型喷补装置有些类似。

武汉冶金科技大学机械工程系推出的W P型喷补装置则是针对上述通用型喷补装置存在的不足之处,进行改进、完善得到的新型喷补装置。

(a)通用型贮料罐; (b)W P型贮料罐
1-受料斗;2-安全阀;3-充气入口;4-罐体;5-支架;
6-流化圈出气口;7-流化圈;8-流化圈入气口;9-蝶
阀;10-喷射器;11-喷射器出口;12-放料阀;13-气缸;
14-气力搅动器;15-喷射气入口;16-筛网
图1　两种贮料罐简图
3　WP型喷补装置
W P型喷补装置吸收了国内外多种喷补装置的长处,设计成具有吊斗、贮料罐、喷料枪3个独立部件,特别适合于中小型冶金企业应用。

3.1　WP型吊斗
W P型吊斗如图2所示,供贮料罐装料用,主要由吊斗3、锥形盖5组成。

锥形盖与吊杆连接,吊杆
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《工　业　炉》　第21卷　第3期　1999年8月
上部有供起重吊钩提起的吊环1。

一般通用型喷补装置不设这种吊斗。

平时可将空吊斗置于车间地坪上,吊斗靠自重紧压在下方锥形盖上,将散粒补炉料盛在斗内,不会漏料,待到需给贮料罐装料时,应用起重机械提起吊环,将吊斗运走,靠吊斗上的凸缘4坐落在贮料罐受料斗上,松开起重吊具让锥形盖下落即可装料入罐斗内。

这种装料方式比通用喷补装置割袋装料方便得多。

1-吊环;2-锥形盖下落限位面;3-吊斗;4-凸缘;5-锥形盖
图2　W P 型吊斗
3.2　WP 型贮料罐
W P 型贮料罐,如图1(b )所示。

外型与通用型
贮料罐相似,不同的是,受料斗内增加了筛网16,可防大块料及铁丝、木材等杂物落入罐体内;受料斗出口改用盘阀12,阀盖与受料斗贴合面是平面,盖面敷设橡胶片,易加工成形,且不易变形,贴合面贴合严密,不会漏气,启盖气缸13置于罐外,安装、维修都很方便;罐体下部内置钢管弯成的流化圈7,平行于罐壁母线方向开若干小孔,通气后不仅能使粉料不粘结在罐壁上,还能使罐内物料大部悬浮流化,且不会有粉料堵塞蝶阀9的入口处,无需另设气力搅动器;下方的喷射器10为斜管式,详见图3,下料管1与受料管2、喷射管5斜交成60°角,兼有直管式
、
1-下料管;2-受料管;3-出口管;4-混合管;5-喷射管
图3　W P 型喷射器
鹅颈管式喷射器的优点,形状简单,制作容易,当喷
射气体从喷射管高速流向混合管4时,受料管内极易形成负压,罐压物料很容易从下料管落下后被吸向混合管,气、料混合后自出口管3排出,送料效率较高。

和通用型喷补装置一样,W P 型喷射器的喷射管与压缩空气源之间用橡胶管连接,出口管与喷料枪之间用较长橡胶管连接。

3.3　WP 型喷料枪
W P 型喷料枪,如图4所示。

比通用型喷料枪多了个小车。

需喷补作业时,操作人员可轻松地推动小车3将喷料枪送到炉(罐)前,在此小车上操纵喷补,用手轮5操纵喷料枪使喷出口对准炉衬待喷补部位,铰轴插杆2容许喷枪管1上下倾动、左右摆动、绕自身轴线转动自如,前后伸缩运动靠小车移动;亦可抬起喷枪管在铰轴插杆处同小车分离,象通用型喷料枪一样,单独置于炉前支座上操纵。

动用可调水
阀9调节水量。

喷涂完毕将喷料枪搁在小车上拖走。

1-喷枪管;2-铰轴插杆;3-小车;4-平衡重;5-手轮;6-料、水混合腔;7-混合料入口;8-水入口;9-水阀
图4　配有小车的W P 型喷料枪
4　结　语
对耐火炉衬进行热喷补已是当今广泛应用的一
种成熟技术,只是多种喷补装置使用情况尚不如人意。

W P 型喷补装置用户反映较好,但也存在一些问题,有待进一步改进、完善。

参考文献
1　Selected Papers on Basic Oxygen Plan ts ,Part 3.1976.
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综述:耐火炉衬喷补装置述评。