不定形耐火材料技术应用研究
来源：中国绝热节能材料网
不定形耐火材料筑衬的施工方法在向着省工、省时、省力和机械化、高效化的方向发展。与此相适应，我国出现了自流浇注料，湿式喷射料，喷涂料、干式振动/捣打料，高炉出铁沟免烘烤捣打料，快干和可快速烘烤浇注料以及预制件应用增加的趋势。
自流浇注料具有如下特点和优点：①无需振动，依靠自重和位差即可产生流动，达到脱气、摊平和密实化的作用；②与振动浇注料相比，气孔尺寸小且分布均匀；③可以沿管道泵压输送，泵灌施工，省工省力；④适用于砌筑和修补形状复杂的部位，薄壁衬体和锚固件较密的衬体；⑤性能可与振动浇注料的相当或更好。自流浇注料的应用已逐渐普及，范围不断扩大。如用于高炉出铁沟，高炉热风炉燃烧口，钢包衬，中间包永久衬，蓄热式加热炉的炉顶、炉墙、水冷管隔热包扎，复杂、薄壁形施工体和预制件以及残衬的补浇等等。
耐火材料的湿式喷射是指预先将由粗、中、细颗粒耐火原料和结合剂、分散剂组成的混合料与水拌合成可输送的湿料，由特殊的泵送装置通过硬管或软管输送到喷嘴，根据湿料的流变特性和施工要求可在管子靠近喷嘴处加或不加由压缩空气输送的促凝剂，再借助高压空气通过喷嘴把湿料喷射到施工体的面上。该施工方法既可以用于构筑新衬，也可用于旧衬的修补。首钢已将Al2O3-SiO2质湿式喷射料用于中间包背衬的筑衬和修补，寿命比喷涂修补和挖砖修补都高，有助于延长中间包寿命。首钢还将湿式喷射料用于鱼雷罐的修补，寿命由1000次左右提高到1700次左右。宝钢将湿式喷射料用于高炉出铁沟的修补以及钢包和铁水包背衬的筑衬，取得良好效果。
高炉出铁沟免烘烤捣打料是在普通捣打料的基础上，采用一种新的结合系统，可以在使用过程中不产生水蒸气，从而达到施工后无需烘烤即可直接出铁以提高设备运转率的目的。由于该产品施工后勿需烘烤，大大节约了高炉炉前修沟时间，提高了高炉炼铁生产率，节约炉前的烘烤设备，减轻了炉前工人的劳动强度和工作量，进而降低了耐火材材单耗和炼铁生产成本。另外， 由于受热后料中有更多的残碳，可提高捣打料的使用寿命。这种铁沟料已用于中小高炉出铁沟主沟以及需要快速修补的出铁沟所有部位。
加热炉用可快速烘烤浇注料是为缩短氧化和烘烤时间，提高烘烤的安全性而开发的。施工后自然养护时间可比常规浇注料缩短50%以上，烘烤时间随施工体厚度和料别而定，与惯用的低水泥、超低水泥浇注料相比，可缩短2~4天，大大节省烘炉时间，特别适合加热炉的抢修。快干防爆自流浇注料是将快干技术和自流浇注料相结合而开发出的高性能浇注料，专门用于一般振动浇注料难以施工的锚固件密集的炉顶部位以及具有复杂结构的炉墙、水冷管包扎等区域，还具有气密性好和锚固件不会振偏或振坏的优点。并可同时满足工业炉修筑时间短，烘烤升温快的要求，烘炉时间仅3~5天，和常规自流浇注料相比，可节省烘炉时间4天左右，为企业赢得宝贵的生产时间，是各种工业炉年修、大中修的理想用料。
用浇注料做成的各种预制件因具有以下优点，近年来呈现用量增加的趋势：①不需在现场浇注施工，只需拼装组合，使筑衬简化，也省去了现场对施工机具所做的准备；②由于在交货时已经完成了浇注、养护、干燥和烘烤步骤，为用户节省了大量时间，可加快设备周转率和利用率；③施工可以不受环境或季节条件的限制，而浇注料在某些地方盛夏和隆冬时节无法在自然条件下现场施工，除非采取人为措施；④采用浇注料可以制成各种大小不同，形状各异的预制件，适合制作机压成形难以实现的大型和异形构件，大者可重达数吨(如高炉出铁沟上用的撇渣器、电炉顶)，小的仅有1 kg左右；而且许多形状比较复杂的制品也可采用浇注成形(如蓄热式加热炉上用的挡板砖，通孔的直径仅为4~5mm，壁厚为2~3mm)；⑤由于预制块到现场不需长时间烘烤就可投用，而且对烘烤条件没有苛刻的要求，因此用户使用更加方便。近年来，钢包工作衬越来越多采用预制块或不烧砖，高炉风口、陶瓷燃烧器采用浇注成形的预制件，中小高炉出铁沟采用储铁式预制件，加热炉采用预制件炉顶和烧嘴，不胜枚举。而鱼雷罐、铁水包、混铁炉等砖砌衬也有采用预制件的可能性和必要性。预制件的日益广泛应用是不定形耐火材料施工和应用技术方面的一个值得重视的动向，也是不定形耐火材料生产厂家获得高附加值的一个好途径。
应用范围广泛化
以浇注料为主的不定形耐火材料的性能已经达到甚至超过定形耐火材料的性能，与施工技术和装备结合，应用范围日益扩大。钢铁工业用耐火材料中不定形耐火材料的比例呈增长趋势，宝钢目前已达约60%。日本钢铁工业用耐火材料中不定形耐火材料的比例已超过70%。我国仍有增加的空间。
不定形耐火材料的应用几乎涵盖所有的工序。如：烧结工序球团回转窑用铝硅质浇注料及其预制件；焦炉炉墙用铝硅质(Al2O3含量通常55%左右)喷补料、干态硅质密封料；干熄焦设备用莫来石质浇注料；高炉炉身修补用压入料、炉身上部修补用干法和湿式喷补料；高炉出铁场用Al2O3-SiC-C质出铁口炮泥，出铁沟用Al2O3-SiC-C质捣打料、浇注料，在线热态修补和冷态修补用喷补料；铁水预处理喷枪用钢纤维增强莫来石质浇注料；铁水包工作衬用铝硅质、高铝-碳化硅质浇注料；鱼雷车包口用莫来石质和Al2O3-SiO2-SiC质浇注料，鱼雷车修补用Al2O3-SiC-C质湿式喷射料；混铁炉工作衬用浇注料，转炉、电炉用MgO质、MgO-CaO质喷补料，转炉用大面热态修补料；电炉顶用刚玉质、含铬刚玉质、高铝质浇注料，电炉底用MgO-CaO-Fe2O3质干式捣打料，直流电炉炉底用导电砂；钢包用Al2O3-MgO质浇注料及其预制件，钢包座砖、透气塞用浇注料Al2O3基浇注料预制件；中间包永久衬用浇注料、工作衬用MgO、MgO-CaO质喷涂料或干式料；RH和CAS装置插入管外部用刚玉-尖晶石浇注料，RH修补用镁质、镁铬质喷补料和刚玉质、镁铬质压入料；炉外精炼钢包包盖用浇注料；整体喷枪；中间包包盖、永久衬用铝硅质浇注料(Al2O3含量通常60%左右)，中间包工作衬用镁质、镁钙质喷涂料、干式料，中间包挡渣堰、冲击板、稳流器用镁质、高铝质浇注料预制件；加热炉炉衬用铝硅质浇注料和可塑料；等等。
其他行业如水泥回转窑用各种浇注料；氧化铝焙烧炉、循环流化床锅炉等各种耐磨衬用捣打料、浇注料；熔铝炉用浇注料，铝电解槽用干式防渗料；玻璃窑池底、浮法玻璃锡槽底用浇注料；等等。几乎遍及了各个高温领域的窑炉及热工设备，并且应用范围还在扩大。
