火焰喷补装置是由火焰喷嘴、气体供给控制器、粉料供给器构成。如果是固定式时,传动部分是机械化的,喷嘴的传动是遥控的。当使用可移式时,用手持喷嘴进行操作。
在火焰喷补技术中,火焰喷嘴的性能最为重要。其施工能力,喷嘴尺寸、安全性尤为重要。表13-4-4示出了各种窑炉实际使用的喷嘴结构,从安全性方面考虑,火焰孔原则上采用小孔径,多数配置,伴随着大容量化,使火焰孔的数量增加了。火焰喷补料粉体喷出孔也运用与火焰孔相同的设想,使粉料在火焰中均匀分散并喷射出去,这在设计熔融效率高的火焰喷嘴方面颇为重要。将火焰孔配置在粉料喷出孔两侧,这种夹合排列在提高熔融效率方面也是有效的。进而采用双排配置夹合排列的喷嘴,更能提高熔融效率,喷嘴的尺寸在提高施工能力的基础上可以变小。
图13-4-5示出了双排配置喷嘴的示意图。如果这种喷嘴适用于需要大容量,例如大量生产普通钢的转炉的火焰喷补,便可实现设备的小型化。
火焰喷补技术是以向壁面直角投射为原则的,但是喷嘴与壁面未必呈垂直的关系。
为此,开发出了只使喷嘴前端自由旋转,对墙面通常以直角投射的喷嘴结构。
图13-4-6示出了喷头可自由变向的火焰喷补喷嘴的示意图。如果使用这种喷嘴,对于以转炉、盛钢桶为主的各种窑炉的壁面,能够采用一个喷嘴对各个部位进行投射。该结构包括作业性在内,可发挥出优异的火焰喷补效果。
另外,不能忽视在喷嘴以外装置上的进步。例如,尽可能排除在实际使用上成为障碍的功能,像高温气氛的喷枪的冷却结构;能安全、顺利输送氧气、丙烷、粉料、冷却水等各公用设施的多流体用旋转接头结构;气体流体的安全控制机构;均匀稳定地排出材料的结构和小型且富于机动性的台车结构等。特别是在修补大量生产普通钢的转炉时,在操作场地铺设移动火焰喷补台车用轨道。由于采用自动接头进行公用设施的输送等,故已成为机动性高的装置。
火焰喷补材料技术
保持良好的输送性和熔融性的材料是形成良好火焰喷补体的必要条件,但也不能忽视选择考虑修补炉操作条件的原料,尤其是高温气氛炉和精炼炉,自然需要改变其材料的组成,选择适合使用环境的,即高温体积稳定性、耐磨损性、抗渣性等性能好的材料,将决定火焰喷补技术的有效性。
例如,焦炉长时间在1000℃左右的高温气氛下操作,由于没有炉渣和钢水的影响,因此使用抗热震性好的硅砖。在火焰喷补硅砖的损毁部位时,希望火焰喷补料的组成基本上与硅砖相同,但是,为了提高在火焰中的熔融性和对损毁部位的附着性,使用了含有6%-7%包括CaO在内的其他成分的SiO2质火焰喷补料。
RH、DH真空脱气炉使用Al2O3-Al2O3·MgO系火焰喷补料。其理由是由于与衬砖,即镁铬砖的结合性要好,而且为了得到高温强度高的火焰喷补体,对钢水流的耐磨损性和抗渣性要好。附着在炉壁上的炉渣和金属由于对火焰喷补层与衬砖的结合起到作用,所以不需要完全除去。
转炉与RH、DH真空脱气炉相比,由于渣量大,且其碱度因钢种而异,所以使用的材料组成还应考虑温度和渣碱度而分开使用。也就是说,作为普通钢用火焰喷补料,MgO-CaO-SiO2系材料表现出高的耐用性,作为不锈钢等超高温用火焰喷补料,MgO-CaO–Cr2O3系材料表现出高的耐用性。即使在MgO-CaO-SiO2系材料中,如果能将MgO确保在70%以上,也能充分得到高温用材料的耐用性。普通钢转炉中附着炉渣对耐用性没有太坏影响。
盛钢桶用火焰喷补料需要视衬砖的种类而分开使用,对于锆英石砖和蜡石砖以外的
衬砖,适合使用Al2O3-MgO系火焰喷补料。但是;在火焰喷补后的温度变化大时,火焰喷补层容易发生裂纹和从衬砖上剥落。而且,在以不定形耐火材料为内衬的盛钢桶上,由于使用中的温度波动和炉渣、钢水侵入使桶衬发生裂纹和结构剥落,造成桶衬脆化,火焰喷补体会与脆化层一起剥落,所以需要根据桶衬材质来选定火焰喷补料。
另外,热风炉用火焰喷补料使用Al2O3-SiO2系材料。由于热风炉的操作温度在1000℃左右,而且不发生大的温度波动,所以使用具有与炉衬的粘土砖或高铝砖同种组分的材料,便可得到充分的耐用性。
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