根據(jù)脫硫噴槍實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的縱裂紋燒穿問(wèn)題，分析了噴槍覆蓋層澆注料性能要求，通過(guò)原材料的選擇分析、撓注料配方的調(diào)整實(shí)驗(yàn)與性能優(yōu)化試驗(yàn)，研制了性能優(yōu)良的覆蓋層澆注料，并在工業(yè)性對(duì)比試驗(yàn)中，取得了延長(zhǎng)噴槍使用壽命24.8 %的優(yōu)良效果。隨著噴槍制備與維護(hù)技術(shù)的不斷完善，使噴槍的實(shí)際使用壽命延長(zhǎng)了3倍。
鐵水噴吹脫硫預(yù)處理是提高鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量、擴(kuò)大鋼材品種與降低鋼鐵生產(chǎn)成本的重要工藝手段，而噴槍是鐵水噴吹預(yù)處理設(shè)備的重要組成部分。其使用性能的優(yōu)劣將直接影響到脫硫預(yù)處理生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。由噴槍實(shí)際破損狀況可知，噴槍的破損均是從耐火澆注料覆蓋層開始的，最常出現(xiàn)的破損形式是噴槍耐火澆注料覆蓋層的縱裂紋燒穿。為此，研究高性能的噴槍覆蓋層用耐火澆注料將能有效地延緩噴槍破損過(guò)程，達(dá)到提高噴槍使用壽命的目的。
圖1 噴槍槍體主要破損輪廓示意
由脫硫噴槍破損的原因分析可知，槍芯金屬材料與覆蓋層耐火材料間的熱膨脹性能和后者的抗熱震剝落性能是引起縱裂紋燒穿破損的主要原因。同時(shí)，制槍過(guò)程中模具合縫處嚴(yán)重漏漿引起槍體表面的明顯縱向漏漿痕跡將給其縱裂紋的產(chǎn)生提供了源裂紋，促進(jìn)了脫硫槍縱裂紋的產(chǎn)生與發(fā)展，強(qiáng)化了裂紋燒穿破損進(jìn)程。分析認(rèn)為，其原因有模具變形、模具合縫面不平整與澆注料自流值大等。對(duì)于澆注料自流值大的問(wèn)題，可能是供貨單位過(guò)分強(qiáng)調(diào)脫硫槍立式澆注的施工難度所致。根據(jù)國(guó)內(nèi)外脫硫噴槍用莫來(lái)石-剛玉質(zhì)鋼纖維增強(qiáng)澆注料的研究狀況，有必要進(jìn)一步提高澆注料防爆性能與抗熱震性能，以延緩縱裂紋的產(chǎn)生與發(fā)展;調(diào)整高溫?zé)缶�變化率，以改善噴槍金屬槍芯與覆蓋層耐火材料間的熱膨脹協(xié)調(diào)性;調(diào)整澆注料流動(dòng)性，以降低噴槍制作程中因漏漿引起的原始裂紋;改善澆注料的燒結(jié)性能與提高燒后力學(xué)性能，以增強(qiáng)覆蓋層耐火澆注料高溫使用狀態(tài)下的抗變形能力等。
根據(jù)澆注料研究的內(nèi)容以及選擇的原材料，首先進(jìn)行了澆注料的配方設(shè)計(jì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的配方調(diào)整，獲得了抗熱震性與防爆性較好的澆注料配方，并采用外購(gòu)料與研制料分別制備40mm×40mm×160mm的試樣進(jìn)行力學(xué)性能對(duì)比檢測(cè)。由試樣的成型過(guò)程可知，研制的澆注料粘度比外購(gòu)料稍大，振動(dòng)返漿時(shí)間稍長(zhǎng)。表2為研制的耐火澆注料與外購(gòu)澆注料的理化性能檢測(cè)結(jié)果。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了兩種澆注料的1100℃水冷熱震對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果為外購(gòu)料的熱震循環(huán)13次時(shí)，試樣表面出現(xiàn)微裂紋，45次時(shí)試樣已有大塊剝落，研制料試樣則在15次時(shí)表面出現(xiàn)裂紋，62次時(shí)出現(xiàn)與外購(gòu)料同樣的剝落狀況。
表1各種主要原材料理化性能指標(biāo)
表2澆注料理化性能
由對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果可見，研制的澆注料與原使用的外購(gòu)料相比、在力學(xué)強(qiáng)度方面有所提高，燒后線變化率也有所增大，抗熱震性能有較明顯改善，達(dá)到了預(yù)期的研究目的這些性能的改進(jìn)將有利于提高脫硫噴槍澆注料覆蓋層的結(jié)合強(qiáng)度、改進(jìn)澆注料覆蓋層與槍芯間的膨脹擠壓與縱裂紋徑向的發(fā)展速度，改進(jìn)澆注料覆蓋層的熱震剝落性。
結(jié)語(yǔ)通過(guò)對(duì)噴槍實(shí)際生產(chǎn)與應(yīng)用過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，了解到縱裂紋燒穿是噴槍實(shí)際應(yīng)用中最主要的破損形式，分析了噴槍制作過(guò)程和澆注料性能對(duì)縱裂紋形成的影響。根據(jù)國(guó)內(nèi)外莫來(lái)石-剛玉質(zhì)鋼纖維增強(qiáng)澆注料的研究與應(yīng)用資料的報(bào)道，分析了噴槍覆蓋層澆注料的研究?jī)?nèi)容，通過(guò)對(duì)原材料的選擇分析、澆注料配方的調(diào)整實(shí)驗(yàn)與性能優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，研制了性能優(yōu)良的覆蓋層澆注料，在工業(yè)性對(duì)比試驗(yàn)中取得了延長(zhǎng)噴槍使用壽命的優(yōu)良效果，并在實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。隨著噴槍制備與維護(hù)技術(shù)的不斷完善，噴槍的實(shí)際使用壽命延長(zhǎng)了3倍。