高爐爐頂直立段、升管、重力除塵裝置中設(shè)計(jì)使用耐火噴涂料,由于交貨時(shí)間和工期緊張,根據(jù)耐火噴涂料指標(biāo)要求,著重考慮耐火噴涂料的強(qiáng)度和施工性能,經(jīng)多次實(shí)際噴涂模擬實(shí)驗(yàn),最終找出了結(jié)合劑和添加劑的有效組合方法。
1.原料。根據(jù)耐火噴涂料的指標(biāo)要求,考慮噴涂效果和可修理時(shí)間的控制范圍,選用山東優(yōu)質(zhì)焦寶石為骨料,粒度分別為5~3mm、3~1mm、1~0mm.基質(zhì)部分采用焦寶石325號(hào)粉,結(jié)合劑采用礬土水泥和黏土,添加劑主要分為減水劑、促凝劑和緩凝劑。
2.試驗(yàn)方法。①回彈率測(cè)定:首先在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)根據(jù)不同的配方,用小攪拌機(jī)攪拌3千克,攪拌至一定黏性后,用手抓料甩至帶錨固釘?shù)陌朊滓?jiàn)方的鋼板上,簡(jiǎn)易判斷各配方的黏結(jié)效果,然后根據(jù)黏結(jié)情況,選取各種不同的配方,試配300千克耐火噴涂料進(jìn)行廠內(nèi)模擬試噴。②強(qiáng)度測(cè)定:用實(shí)驗(yàn)室攪拌的3千克噴涂料搗制出3個(gè)長(zhǎng)方體試樣,經(jīng)脫模、養(yǎng)護(hù)處理,進(jìn)行物理性能檢驗(yàn)。
3.分析與討論。①結(jié)合劑加入量對(duì)耐火噴涂料性能的影響。在一定范圍內(nèi),增加礬土水泥量提高了耐火材料的強(qiáng)度,但是當(dāng)水泥量達(dá)到一定量時(shí),強(qiáng)度已經(jīng)足夠滿足指標(biāo)和使用要求,并且水泥加入量達(dá)到一定量時(shí),由于所需加水量有增大的趨勢(shì),從而強(qiáng)度增加不明顯,并且水泥量的加大,導(dǎo)致噴涂料的凝結(jié)時(shí)間急劇加快,影響材料噴補(bǔ)后的修補(bǔ)性能,即噴補(bǔ)料硬化過(guò)快,難以進(jìn)行噴補(bǔ)表面的平整修復(fù),可能導(dǎo)致噴補(bǔ)表面過(guò)于粗糙,影響其耐沖刷性能。研究結(jié)果表明,不加黏土?xí)r,用手甩料時(shí)無(wú)黏結(jié)性能,隨著黏土加入量的增加,黏結(jié)性能逐漸變好;當(dāng)加入量為3%時(shí),噴涂料具有非常好的黏結(jié)性能,考慮到黏土加入量對(duì)高溫線變化有較大的負(fù)面影響,最終選擇加入3%的黏土量。②外加劑加入量對(duì)耐火噴涂料性能的影響。隨著減水劑加入量的增大,耐火噴涂料所需加水量具有逐漸下降的趨勢(shì),但減水劑在降低加水量的同時(shí),也會(huì)降低耐火噴涂料的黏結(jié)性能;當(dāng)減水劑加入達(dá)到一定量,在進(jìn)行小實(shí)驗(yàn)時(shí),耐火噴涂料無(wú)法黏結(jié)于簡(jiǎn)易鐵板上;在模擬噴補(bǔ)時(shí),即產(chǎn)生噴涂坍塌墜落現(xiàn)象。③緩凝劑和促凝劑加入量對(duì)耐火噴涂料性能的影響。緩凝劑和促凝劑的主要作用是控制耐火噴涂料的硬化時(shí)間,即噴涂后表面可修補(bǔ)時(shí)間和最終硬化時(shí)間與強(qiáng)度。在模擬噴涂實(shí)驗(yàn)中,噴涂表面具有5個(gè)小時(shí)左右進(jìn)行噴涂后的表面平整,并且最終硬化時(shí)間一般在10個(gè)小時(shí)左右,強(qiáng)度效果良好,用錘子擊打噴涂表面時(shí),感覺(jué)材料強(qiáng)度比較好。其他組合,在緩凝劑不加或加入量過(guò)少時(shí),材料硬化太快,容易喪失表面修補(bǔ)性能,同時(shí)噴涂料快速硬化后,水泥無(wú)法進(jìn)一步水化,影響最終強(qiáng)度。
根據(jù)耐火噴涂料的指標(biāo)要求,研究得出以下結(jié)論:①采取水泥和黏土的復(fù)合,當(dāng)水泥和黏土加入量均為3%時(shí),耐火噴涂料可以獲得比較符合實(shí)際要求的強(qiáng)度和噴涂黏結(jié)性能。②采用聚合磷酸鹽可以適當(dāng)降低材料的加水量,但加入量過(guò)大容易使材料產(chǎn)生噴涂坍塌。經(jīng)研究認(rèn)為,聚合磷酸鹽加入量為0.2%比較合適。③緩凝劑和促凝劑復(fù)合,可以控制耐火噴涂料的表面修補(bǔ)時(shí)間、最終硬化時(shí)間及最終硬化強(qiáng)度,當(dāng)緩凝劑加入量為0.3%、促凝劑加入量為0.02%復(fù)合時(shí),可以獲得滿意的噴涂施工控制效果。④由于耐火噴涂料實(shí)際模擬噴涂試驗(yàn)工作量非常龐大,而通過(guò)小型實(shí)驗(yàn)可以判斷模擬噴涂試驗(yàn)的可行性,確定出一種高爐耐火噴涂料的研究方法,從而極大地提高耐火噴涂料產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)效率。