武汉钢铁（集团）公司根据无气化室喷枪的破损形式，分析了枪衬耐火材料、现场维护热修料与热修工艺，金属枪芯结构、石墨喷嘴修复与更换等多因素对喷枪使用寿命的影响关系，以喷枪制备到使用过程控制的全局观念，开发出了可靠的长寿命综合技术方案。
    枪衬耐火浇注料的研究：以20~8、8~5、5~3 mm的焦宝石（w（Al2O3）≥42.0%），5~3、3~1、＜1 mm的普通电熔莫来石（w（Al2O3）=71.00%，w（SiO2）=25.00%），3~1、＜1 mm的红柱石（w（Al2O3）=55.72%、w（SiO2）=40.68%）为骨料，以＜0.088 mm的普通电熔莫来石细粉和致密刚玉细粉（w（Al2O3）≥98.50%）为粉料，以Al-80水泥（w（Al2O3）=79.77%）、α-Al2O3微粉（w（Al2O3）=99.05%）以及硅微粉（w（SiO2）为84%~86%）为复合结合剂，耐热钢纤维为增强材料，＜0.088 mm的锂辉石为矿化剂。研制的浇注料的理化性能指标如表1所示。从表1可以看出，该浇注料常温、中温与高温结合强度大，抗热震性优良，永久线变化率合理，能够满足枪衬耐火材料的综合性能要求。
表 1               浇注料理化性能指标
w（Al2O3）/% w（SiO2）/% 体积密度/（g•cm-3） 常温耐压强度/MPa 线变化率/% 抗热震性/次
  110 ℃
24 h 1 100 ℃
3 h 1 450 ℃
3 h 110 ℃
24 h 1 100 ℃
3 h 1 450 ℃
3 h 1 450 ℃
3 h 1 200 ℃-水冷
59.71 32.44 2.49 2.48 2.51 31.88 48.13 57.50 +0.50 ＞20
    金属枪芯结构的研究：针对传统柱状金属锚固件稀疏布置衔接力弱的不足，采用“V”形与双“V”形锚固件加密布置的措施，铆固件丝径6~8 mm，布置间距70~120 mm，提高锚固件的衔接力与喷枪复合体的整体性。从防止枪衬纵裂纹的快速扩展的角度考虑，在“V”形锚固件的顶部沿喷枪周向增设了“O”形锚固件，通过“O”形锚固件对纵裂纹的阻隔与裂纹诱导，降低裂纹的扩展速度。
    热修补料与工艺的研究：以3~1、＜1 mm的焦宝石（w（Al2O3）≥42.0%）和＜1 mm的三级高铝熟料（w（Al2O3）=50%~60%）为骨料，特级高铝熟料（w（Al2O3）≥85%）为主要粉料，耐火黏土为可塑料，蓝晶石为高温膨胀材料，无机高温纤维、有机酸盐、有机纤维为修补料的复合防爆剂，选择无机化学结合剂与微粉为复合结合剂，多种有机与无机减水剂为复合分散剂。采用人工压入修补的方式对浇注料试样的锯隙进行了填充修补。热修补料的理化性能如表2所示。从表2可以看出，研制的热修补料常温、中温、高温结合强度大，按压修补层抗热震性优良，能够满足枪衬热修补料综合性能要求。
表2              热修补料理化性能指标
w（Al2O3）/% w（SiO2）/% 体积密度/（g•cm-3） 常温耐压强度/MPa 抗热震性/次
                           110 ℃ 16 h  1100 ℃ 3 h 110 ℃ 16 h 1100 ℃ 3 h 1200 ℃-水冷
46.58        42.16    2.09   2.04                   12.50    32.50      ＞9
   石墨喷嘴的研究：针对石墨喷嘴易脱落和更换困难的问题，提出了高强度泥浆粘结的技术方案。根据石墨喷嘴分别与金属安装座和枪衬的粘结方式，考虑到不同材质的性能与材料构成，进行了喷嘴修补料和粘结泥浆的原材料选择分析。喷嘴修补料，选择浸润性能优良的高铝熟料为主要原料，粒度为＜1 mm的骨料和＜0.10 mm粉料，＜0.17 mm碳化硅为细粉料，土状与鳞片石墨复合粉为抗浸润材料，热固性酚醛树脂为结合剂。对于粘结泥浆，选择＜0.10 mm莫来石和＜0.17 mm碳化硅粉料，选择土状和鳞片石墨复合粉料为抗浸润材料，热固性酚醛树脂为结合剂，乙醇为分散剂。将研制的修补料在石墨喷嘴破损部位的捣打修补试验，达到了石墨喷嘴结构尺寸完整的修复目标；通过石墨喷嘴、金属块与浇注料试样三者之间的泥浆粘结试验，取得了三者之间粘结牢固的试验效果。
    工业性试验与实际使用结果表明，研究的综合技术使用稳定，无气化室喷枪使用寿命延长了2.68倍。
（摘编自《炼钢》2010，№3）