早期,噴補方法有干法和濕法。初期,噴補施工只在轉爐上應用,后來逐步運用于高爐爐身、魚雷罐車、電爐、鋼包、真空脫氣裝置等。其中具有優勢的干式噴補一直應用較為廣泛。但是,干法噴補存在粉塵以及回彈量較多、施工體性能較差等缺點,于是便開發了半干法(也稱為半濕法)噴補技術,從而獲得了低水分和高充填性的施工體,并且具有施工時無粉塵、噴補料附著率高等優點,因此被迅速推廣應用。另外,還開發了高耐蝕性及高粘著強度的碳結合噴補料,將來也會得到廣泛應用。
目前,噴補料是最一般的修補料,今后,這種情況也可能不會改變。大量使用噴補料的原因是它能夠在常溫、高溫的任何溫度下施工,操作也很簡便。
噴補施工方法按照其材料的運送方式可分為干法、半干法和濕法。
干法是運送不含水分的干粉,在噴嘴部位添加水分的方法。
半干法是運送合部分水分的粉體,在噴嘴部位添加剩余水分的方法。
濕法是運送加入水分的泥漿的方法。
噴補技術的關鍵是要有一套能正常運行的噴射裝置。噴射不同的材料,所用的裝置不同,其性能和參數也不同。
噴射裝置有雙活塞泵和擠壓泵,兩者均為強制式供料泵。雙活塞泵泵送過來的泥料由經壓縮空氣入口射入的高壓空氣輸送,再與位于噴嘴后注入的快速促凝劑混合,然后通過噴嘴噴射出去。擠壓泵是泥料不經壓縮空氣輸送,直接在噴嘴后與注入的快速促凝劑混合。促凝劑是用干燥的高壓空氣定量注入,其目的在于防止促凝劑受潮而引起管道堵塞。
新濕式噴涂系統由材料混練機、壓送材料的高壓泵、液態促凝劑供給裝置、配管(軟管或導管)和特殊噴嘴組成。這種施工方法是將預先用混練機混練的泥料,用帶有擺動球的雙活塞泵高壓壓送,提供的壓縮空氣與在噴嘴前端添加的促凝劑一起噴涂,以形成耐火材料施工體。為減輕操作者的勞動負荷,配管采用內徑為4cm的管和噴嘴。
在這種濕式噴涂方法中,關鍵的設備是高壓壓送泵。該泵是采用帶有擺動球的出料口直徑為7.5cm的雙活塞泵。其中擺動球在可控制油壓的兩個汽缸間往復擺動,一個汽缸吸入材料,另一個汽缸通過擺動球連接到料的出口。這個擺動球與兩個汽缸的一連串的操作能夠產生穩定的材料流股。另外,直徑為7.5cm的材料出口應緩慢地減小至4cm,在控制壓送時使壓力損失達到最小限度,并以每小時1.5~3.8立方的泵送速度高速噴出。壓送泵與以前用泵的性能比較見表7-1-1。為穩定地壓送低水分高粘性低水泥噴補澆注料,用擠壓式或螺旋式泵和空氣壓送噴涂機,壓送壓力不能太小。此外,即使是高壓泵,在大出料口直徑的場合(如出料口直徑15cm),配管直徑也要逐漸變化(15~4cm),因為在壓送途中壓力損失很大,容易引起材料堵塞,使操作不能順利進行。
表1 幾種壓送泵的性能比較
濕式噴補操作應把握以下幾點:
(1)保證穩定的壓送性能。低水泥噴補澆注料的粒度組成與壓送特性密切相關。更大粒度為5mm、1mm的顆粒占60~80%的粒度組成,能保證穩定的壓造性能。除此之外,隨著添加水分的增加,壓送過程中管內會產生堵塞的不利現象。因此,為達到穩定的壓送性能,調整低水泥噴補澆注料更佳的粒度組成范圍是十分必要的。
(2)硬化速度的調整。賦予硬化性能的促凝劑的種類及數量對施工體的強度有很大影響。對于鋁酸系溶液(促凝劑A),隨其添加量的增加強度迅速增加。對于硅酸鹽系溶液(促凝劑A),在一定的添加量范圍內強度隨添加量增加而增大,但超過一定量后其強度則呈下降趨勢。
在實際施工中,垂直的施工面施工體較厚的場合,施工體強度迅速提高是必要的;而噴涂后的施工體表面需加工時,以強度緩慢提高為好。因此,根據施工條件,選擇適宜的促凝劑及添加量非常必要。
(3)致密質施工體的形成。對噴吹空氣量及壓力與施工體組織結構之間關系的分析表明,噴吹空氣量較小時,施工體氣孔率很高;噴吹空氣量較大時,粗顆粒回彈,且氣孔率也較高。因此,達到施工體致密化有一個更佳的噴吹空氣量范圍,但致密度與噴吹壓力無關。
以前通用的干式噴涂方法中,固體/氣體(kg/m)比為7~10,濕式噴補法的固體/氣體(kg/m)比為0.2~0.3,可見濕式噴補方法的氣體比率較高。
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