目錄一、項目概況二、研制內容三、形成的技術與創新點四、應用情況

目錄一、項目概況1一、項目概況

工業爐襯濕法噴涂工藝是美國、日本、德國等少數發達國家近些年成功開發的爐襯噴涂新工藝，它是將不定形耐火材料直接噴涂在相應的爐壁或構筑物上，它具有施工體質量好、凝固快、粉塵少、回彈率低、機械自動化程度高、施工工期短等顯著優點，能適用于各種工業爐窯內襯的噴涂作業。一、項目概況工業爐襯濕法噴涂工藝是美國、日本、2

我公司于2009年1月開始進行市場調研，發現我國濕法噴涂技術處于研究和起步階段，僅有為數不多的企業掌握和能應用該技術，且全部是外資企業，知識產權由國外企業掌握，因此濕式噴涂工藝在國內有著很大的市場潛力。

2009年5月，上海寶冶集團有限公司“冶煉工業爐長壽化快速修復技術—濕法噴涂工藝研究”項目正式啟動，并獲得2009年財政部批準中央級施工企業科研項目。我公司于2009年1月開始進行市場調研，發現3

通過一年的技術研發，我們從工藝、材料、設備等方面，都取得了巨大突破：研制出適合國內工業爐的濕法噴涂工藝；研制出適合于不同爐況的濕法噴涂料；研制出大功率濕法噴涂機。

2010年5月至今，我們完成濕法噴涂工程7項，累計噴涂360余噸，并達到良好的應用效果。在此期間，我們完成專利申報1項，中冶集團科技成果鑒定1項，企業工法1部

通過一年的技術研發，我們從工藝、材料、設備等4二、研制內容1濕法噴涂工藝2濕法噴涂料研制3濕法噴涂設備引進及改進和創新

二、研制內容1濕法噴涂工藝51濕法噴涂工藝技術工藝的模型

1濕法噴涂工藝技術工藝的模型62濕法噴涂料研制1顆粒級配的研究2濕法噴涂料結合劑的選用3濕法噴涂料的外加劑

4減水劑的選用5濕法噴涂料的促凝劑的選用6濕法噴涂材料施工性能7材料可使用時間（初凝、促凝時間）8不同結合劑對濕法噴涂材料性能的影響2濕法噴涂料研制1顆粒級配的研究71顆粒級配的研究象所有陶瓷材料一樣，濕法噴涂料也具有粒度分布的特征。與使用粒度單一的料相比，有助于取得較好的堆積性能。除了堆積性能以外，粒度分布還影響濕法噴涂料的流動性、顯氣孔率以及強度。

1顆粒級配的研究8

粒度三角形圖示

顯氣孔率與粒度分布之間的關系

流動性與粒度的關系濕法噴涂料的流動能力粒度三角形圖示顯氣孔率與粒度分布之間的關系流動性與粒9顆粒級配的計算

Andreassen粒度分布方程。式中：CPFT-----指小于某粒度的累計百分數

d-----是最小顆粒尺

D----是最大顆粒尺寸（即臨界粒度）

q-----是指分布系數（為了獲得最佳堆積方式，q值應為0.2-0.3，濕法噴涂材料q值控制在0.21～0.26之間才具備有較好的流動值）取不同q值時料的粒度分布(材料最大粒徑3mm)粒度范圍q=0.21q=0.22q=0.23q=0.24q=0.25q=0.263-1mm20.6%21.5%22.3%23.1%24.0%24.8%1-0.5mm10.8%11.1%11.5%11.9%12.3%12.7%0.5-0.125mm17.3%17.7%18.1%18.5%18.9%19.4%0.125-0.045mm9.9%10.0%10%10.1%10.1%10.2%<0.045mm41.2%39.7%38.1%36.6%35.2%33.7%顆粒級配的計算Andreassen粒度分布方程。取不同q值102濕法噴涂料結合劑的選用

濕法噴涂料通常使用鋁酸鈣水泥作為結合劑。在常溫下，水泥與水混合時、水泥粒子在水中經過水解→沉淀析出水化物和凝膠而產生結合作用，如鋁酸鈣水泥(CaO·Al2O3，CaO·2Al2O3)加水混合后，發生水解和水化反應，析出六方片狀或針狀水化物CaO·Al2O3·10H2O(CAH10)和2CaO·Al2O3·8H2O(C2AH8)，或立方粒狀水化物3CaO·Al2O3·6H2O(C3AH6)，和氧化鋁凝膠體(Al2O3gel)，形成凝聚－結晶網而產生結合。純鋁酸鈣水泥的水化反應示意圖2濕法噴涂料結合劑的選用濕法噴涂113濕法噴涂料的外加劑

為使材料達到所需的施工性能和物理性能，需加入一定量的外加劑。濕法噴涂料的外加劑主要包括減水劑（分散劑）、緩凝劑、防爆劑等。減水劑的作用在于保持耐火澆注料的流動值基本不變的條件下，能顯著降低拌合用水量；緩凝劑能延緩耐火澆注料凝結與硬化時間的物質；防爆劑的作用在于防止濕法噴涂料急速烘干時出現爆裂的現象。3濕法噴涂料的外加劑為使材料達到所需的施工性12

由上圖可以看出，三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、復合磷酸鈉、木質磺酸鈣的最佳加人量分別為：0.2%、0.15%、0.15%、0.20%，此時材料對應的粘度達到最低，流動性最好。對比發現磷酸鹽減水劑在較低加人量時就能起到良好的減水效果，在本試驗條件下，六偏磷酸鈉是最理想的分散劑，且最佳加人量為0.15%。減水劑的種類和數量與材料流動值的關系4減水劑的選用由上圖可以看出，三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、135濕法噴涂料的促凝劑的選用用鋁酸鈣水泥結合的濕法噴涂料所用的促凝劑多數為堿性化合物圖8制取的促凝劑進行促凝實驗制取的促凝劑進行促凝實驗5濕法噴涂料的促凝劑的選用用鋁酸鈣水泥結合的濕法噴涂料所用146濕法噴涂材料施工性能臺式振動實驗法實驗裝置材料的自流值和流動值的測定過程模型6濕法噴涂材料施工性能臺式振動實驗法實驗裝置材料的自流值15濕法噴涂材料流動性實驗過程

濕法噴涂材料流動性實驗過程167材料可使用時間（初凝、促凝時間）

檢測耐火材料的初凝時間的設備Pt100材料初凝時間測定記錄儀7材料可使用時間（初凝、促凝時間）檢測耐火材料的初178不同結合劑對濕法噴涂材料性能的影響圖1不同溫度處理后對耐壓強度的影響圖2不同溫度處理后對抗折強度的影響圖3不同溫度處理后對顯氣孔率的影響

圖1表示的是材料分別加入CA-70、CA-75、CA-80后再經110℃、1000℃、1400℃處理后耐壓強度的變化，圖2為抗折強度的變化，圖3為顯氣孔率的變化。通過比較分析可以明顯的看出加入CA-75時，材料的耐壓強度和抗折強度相對較高，顯氣孔率相對較小，所以濕法噴涂料采用CA-75作為結合劑時性能較好。8不同結合劑對濕法噴涂材料性能的影響圖1不同溫度處理后對耐18SiO2微粉的加入量對粘度的影響8.1硅微粉對濕法噴涂材料粘度和流動性的影響

SiO2微粉的加入量對流動值的影響硅微粉由2%增加到4%時，濕法噴涂材料加水量由8.2%減少至7.6%，其中使用硅微粉A的澆注料振動流動性基本不變，而使用硅微粉B的澆注料振動流動性還有較大幅度提高。當基質泥漿中加入2%的硅微粉時，體系的粘度大幅度降低。SiO2微粉的加入量對粘度的影響8.1硅微粉對濕法噴涂材料粘198.2不同加入量的硅微粉對濕法噴涂材料性能的影響不同硅微粉的加入量對加水量的影響

不同硅微粉的加入量對耐壓強度的影響不同硅微粉的加入量對抗折強度的影響

硅微粉的加入越多，其加水量越少，當加入量為從0增加到2%時其加水量急劇減少，在加入量為4%或6%時加水量變化較小。硅微粉的耐壓強度隨著加入量的增加而增大，在硅微粉的加入量達到6%時，耐壓強度可達到最大值。硅微粉的加入量對其抗折強度的影響，當經110℃處理后其抗折強度在加入量為6%是達到最大，而經1400℃處理后其抗折強度有所波動，加入4%的效果較為理想。8.2不同加入量的硅微粉對濕法噴涂材料性能的影響不同硅微粉的208.3不同加入量的鋁微粉對濕法噴涂材料性能的影響不同鋁微粉的加入量對加水量的影響

不同鋁微粉的加入量對耐壓強度的影響不同鋁微粉的加入量對抗折強度的影響

鋁微粉的加入越多，其減水效果越不明顯，當加入量為從0增加到2%時其加水量有所減少，在加入量為4%或8%時加水量呈增大的趨勢。鋁微粉的耐壓強度基本隨著加入量的增加而增大，且在鋁微粉的加入量為4%和6%時，其耐壓強度變化不明顯。鋁微粉的加入量對其抗折強度的影響，當鋁微粉的加入量在2%時，材料經不同溫度處理后其抗折強度成下降的趨勢，而后隨著鋁微粉加入量的增大而增大。綜上分析可得出結論，鋁微粉的最佳加入量選為6-7%。8.3不同加入量的鋁微粉對濕法噴涂材料性能的影響不同鋁微粉的21目前所研究配置的濕法噴涂料主要適用部位為高爐的爐內造襯，所以骨料將高鋁礬土改為莫來石質。由于莫來石有著良好的性能，它具有膨脹均勻、熱震穩定性極好、荷重軟化點高、高溫蠕變值小、硬度大、抗化學腐蝕性好等特點，是一種優質的耐火材料。所以高爐爐內造襯濕法噴涂料的骨料使用莫來石質將很大的程度提高材料的性能，延長其使用壽命。應用于高爐內襯造襯的濕法噴涂材料的基本的配方，如下表所示。原料名稱型號規格百分比，%莫來石705-0mm59特級焦寶石5-3mm97-SiC200目8活性Al2O3微粉2微米596-艾肯硅微粉7結合劑CA-757分散劑六偏磷酸鈉0.15緩凝劑檸檬酸0.005防爆劑防爆纖維0.0512濕法噴涂料配方的確定目前所研究配置的濕法噴涂料主要適用部位為高爐的爐內造襯，所以22濕法噴涂試驗噴涂水冷梁模型

不同溫度處理后的斷面照片

濕不同溫度處理后的斷面照片23小功率（吐出量小）螺桿式泵大功率（吐出量大）液壓活塞式泵

3濕法噴涂設備引進及改進和創新小功率（吐出量小）螺桿式泵大功率（吐出量大）液壓活塞式泵324促凝劑泵創新

第一代促凝劑泵

新研制促凝劑泵-專利技術促凝劑泵創新第一代促凝劑泵新研制促凝劑泵-專25噴嘴的創新

輸送管路的創新

傳統50或38，硬管，管接頭，卡箍。

噴嘴的創新輸送管路的創新傳統50或38，硬管，管接頭，卡26三、形成的技術與創新點1、專利2、科技成果3、工法

三、形成的技術與創新點1、專利271、專利實用新型專利：濕法噴涂促凝劑加入量控制裝置1、專利實用新型專利：濕法噴涂促凝劑加入量控制裝置281-計量泵2-調節閥3-連接法蘭4-計量桶5-緩脈沖裝置6-壓力表7-玻璃旋轉流量計8-精微調節閥9-單向閥10-排氣閥11-進氣閥12-壓力表

1-計量泵2-調節閥3-連接法蘭4-計量桶292、科技成果2009年11月完成《工業爐濕法噴涂技術》中冶集團科技成果鑒定

鑒定會在熱情洋溢的討論中順利進行，鑒定委員會聽取了課題組的匯報，審閱了提供的全部技術資料，認為《工業爐濕法噴涂技術》成果鑒定資料齊全，數據可靠，符合中冶科技成果鑒定要求，經評審，鑒定委員會一致認為該技術成果達到國內領先水平，并提出了更高的期望。2、科技成果2009年11月完成《工業爐濕法噴涂技術》中冶集30召開成果鑒定會召開成果鑒定會31成果鑒定書成果鑒定書32濕法噴涂結題匯報課件333、工法編制完成《工業爐不定型材料濕法噴涂工法》企業工法，2010年8月申報部級工法。

3、工法編制完成《工業爐不定型材料濕法噴涂工法》企業工法，234四、應用情況1）江蘇南鋼高爐濕法噴涂造襯95噸（2009年4月）2）江蘇南鋼熱風爐濕法噴涂造襯15噸（2009年7月）3）江蘇長強1#高爐濕法噴涂造襯25噸（2009年12月）4）福建三安2座高爐濕法噴涂造襯130噸（2010年3月）5）上鋼一廠VOD包蓋濕法噴涂20噸（2010年4月）6）浦鋼安全煤氣管道濕法噴涂45噸（2010年7月）7）沙鋼高爐大修濕法噴涂30噸（2010年6月）合計:360噸四、應用情況1）江蘇南鋼高爐濕法噴涂造襯35應用證明：應用證明：36目錄一、項目概況二、研制內容三、形成的技術與創新點四、應用情況

目錄一、項目概況37一、項目概況

工業爐襯濕法噴涂工藝是美國、日本、德國等少數發達國家近些年成功開發的爐襯噴涂新工藝，它是將不定形耐火材料直接噴涂在相應的爐壁或構筑物上，它具有施工體質量好、凝固快、粉塵少、回彈率低、機械自動化程度高、施工工期短等顯著優點，能適用于各種工業爐窯內襯的噴涂作業。一、項目概況工業爐襯濕法噴涂工藝是美國、日本、38

我公司于2009年1月開始進行市場調研，發現我國濕法噴涂技術處于研究和起步階段，僅有為數不多的企業掌握和能應用該技術，且全部是外資企業，知識產權由國外企業掌握，因此濕式噴涂工藝在國內有著很大的市場潛力。

2009年5月，上海寶冶集團有限公司“冶煉工業爐長壽化快速修復技術—濕法噴涂工藝研究”項目正式啟動，并獲得2009年財政部批準中央級施工企業科研項目。我公司于2009年1月開始進行市場調研，發現39

通過一年的技術研發，我們從工藝、材料、設備等方面，都取得了巨大突破：研制出適合國內工業爐的濕法噴涂工藝；研制出適合于不同爐況的濕法噴涂料；研制出大功率濕法噴涂機。

2010年5月至今，我們完成濕法噴涂工程7項，累計噴涂360余噸，并達到良好的應用效果。在此期間，我們完成專利申報1項，中冶集團科技成果鑒定1項，企業工法1部

通過一年的技術研發，我們從工藝、材料、設備等40二、研制內容1濕法噴涂工藝2濕法噴涂料研制3濕法噴涂設備引進及改進和創新

二、研制內容1濕法噴涂工藝411濕法噴涂工藝技術工藝的模型

1濕法噴涂工藝技術工藝的模型422濕法噴涂料研制1顆粒級配的研究2濕法噴涂料結合劑的選用3濕法噴涂料的外加劑

4減水劑的選用5濕法噴涂料的促凝劑的選用6濕法噴涂材料施工性能7材料可使用時間（初凝、促凝時間）8不同結合劑對濕法噴涂材料性能的影響2濕法噴涂料研制1顆粒級配的研究431顆粒級配的研究象所有陶瓷材料一樣，濕法噴涂料也具有粒度分布的特征。與使用粒度單一的料相比，有助于取得較好的堆積性能。除了堆積性能以外，粒度分布還影響濕法噴涂料的流動性、顯氣孔率以及強度。

1顆粒級配的研究44

粒度三角形圖示

顯氣孔率與粒度分布之間的關系

流動性與粒度的關系濕法噴涂料的流動能力粒度三角形圖示顯氣孔率與粒度分布之間的關系流動性與粒45顆粒級配的計算

Andreassen粒度分布方程。式中：CPFT-----指小于某粒度的累計百分數

d-----是最小顆粒尺

D----是最大顆粒尺寸（即臨界粒度）

q-----是指分布系數（為了獲得最佳堆積方式，q值應為0.2-0.3，濕法噴涂材料q值控制在0.21～0.26之間才具備有較好的流動值）取不同q值時料的粒度分布(材料最大粒徑3mm)粒度范圍q=0.21q=0.22q=0.23q=0.24q=0.25q=0.263-1mm20.6%21.5%22.3%23.1%24.0%24.8%1-0.5mm10.8%11.1%11.5%11.9%12.3%12.7%0.5-0.125mm17.3%17.7%18.1%18.5%18.9%19.4%0.125-0.045mm9.9%10.0%10%10.1%10.1%10.2%<0.045mm41.2%39.7%38.1%36.6%35.2%33.7%顆粒級配的計算Andreassen粒度分布方程。取不同q值462濕法噴涂料結合劑的選用

濕法噴涂料通常使用鋁酸鈣水泥作為結合劑。在常溫下，水泥與水混合時、水泥粒子在水中經過水解→沉淀析出水化物和凝膠而產生結合作用，如鋁酸鈣水泥(CaO·Al2O3，CaO·2Al2O3)加水混合后，發生水解和水化反應，析出六方片狀或針狀水化物CaO·Al2O3·10H2O(CAH10)和2CaO·Al2O3·8H2O(C2AH8)，或立方粒狀水化物3CaO·Al2O3·6H2O(C3AH6)，和氧化鋁凝膠體(Al2O3gel)，形成凝聚－結晶網而產生結合。純鋁酸鈣水泥的水化反應示意圖2濕法噴涂料結合劑的選用濕法噴涂473濕法噴涂料的外加劑

為使材料達到所需的施工性能和物理性能，需加入一定量的外加劑。濕法噴涂料的外加劑主要包括減水劑（分散劑）、緩凝劑、防爆劑等。減水劑的作用在于保持耐火澆注料的流動值基本不變的條件下，能顯著降低拌合用水量；緩凝劑能延緩耐火澆注料凝結與硬化時間的物質；防爆劑的作用在于防止濕法噴涂料急速烘干時出現爆裂的現象。3濕法噴涂料的外加劑為使材料達到所需的施工性48

由上圖可以看出，三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、復合磷酸鈉、木質磺酸鈣的最佳加人量分別為：0.2%、0.15%、0.15%、0.20%，此時材料對應的粘度達到最低，流動性最好。對比發現磷酸鹽減水劑在較低加人量時就能起到良好的減水效果，在本試驗條件下，六偏磷酸鈉是最理想的分散劑，且最佳加人量為0.15%。減水劑的種類和數量與材料流動值的關系4減水劑的選用由上圖可以看出，三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、495濕法噴涂料的促凝劑的選用用鋁酸鈣水泥結合的濕法噴涂料所用的促凝劑多數為堿性化合物圖8制取的促凝劑進行促凝實驗制取的促凝劑進行促凝實驗5濕法噴涂料的促凝劑的選用用鋁酸鈣水泥結合的濕法噴涂料所用506濕法噴涂材料施工性能臺式振動實驗法實驗裝置材料的自流值和流動值的測定過程模型6濕法噴涂材料施工性能臺式振動實驗法實驗裝置材料的自流值51濕法噴涂材料流動性實驗過程

濕法噴涂材料流動性實驗過程527材料可使用時間（初凝、促凝時間）

檢測耐火材料的初凝時間的設備Pt100材料初凝時間測定記錄儀7材料可使用時間（初凝、促凝時間）檢測耐火材料的初538不同結合劑對濕法噴涂材料性能的影響圖1不同溫度處理后對耐壓強度的影響圖2不同溫度處理后對抗折強度的影響圖3不同溫度處理后對顯氣孔率的影響

圖1表示的是材料分別加入CA-70、CA-75、CA-80后再經110℃、1000℃、1400℃處理后耐壓強度的變化，圖2為抗折強度的變化，圖3為顯氣孔率的變化。通過比較分析可以明顯的看出加入CA-75時，材料的耐壓強度和抗折強度相對較高，顯氣孔率相對較小，所以濕法噴涂料采用CA-75作為結合劑時性能較好。8不同結合劑對濕法噴涂材料性能的影響圖1不同溫度處理后對耐54SiO2微粉的加入量對粘度的影響8.1硅微粉對濕法噴涂材料粘度和流動性的影響

SiO2微粉的加入量對流動值的影響硅微粉由2%增加到4%時，濕法噴涂材料加水量由8.2%減少至7.6%，其中使用硅微粉A的澆注料振動流動性基本不變，而使用硅微粉B的澆注料振動流動性還有較大幅度提高。當基質泥漿中加入2%的硅微粉時，體系的粘度大幅度降低。SiO2微粉的加入量對粘度的影響8.1硅微粉對濕法噴涂材料粘558.2不同加入量的硅微粉對濕法噴涂材料性能的影響不同硅微粉的加入量對加水量的影響

不同硅微粉的加入量對耐壓強度的影響不同硅微粉的加入量對抗折強度的影響

硅微粉的加入越多，其加水量越少，當加入量為從0增加到2%時其加水量急劇減少，在加入量為4%或6%時加水量變化較小。硅微粉的耐壓強度隨著加入量的增加而增大，在硅微粉的加入量達到6%時，耐壓強度可達到最大值。硅微粉的加入量對其抗折強度的影響，當經110℃處理后其抗折強度在加入量為6%是達到最大，而經1400℃處理后其抗折強度有所波動，加入4%的效果較為理想。8.2不同加入量的硅微粉對濕法噴涂材料性能的影響不同硅微粉的568.3不同加入量的鋁微粉對濕法噴涂材料性能的影響不同鋁微粉的加入量對加水量的影響

不同鋁微粉的加入量對耐壓強度的影響不同鋁微粉的加入量對抗折強度的影響

鋁微粉的加入越多，其減水效果越不明顯，當加入量為從0增加到2%時其加水量有所減少，在加入量為4%或8%時加水量呈增大的趨勢。鋁微粉的耐壓強度基本隨著加入量的增加而增大，且在鋁微粉的加入量為4%和6%時，其耐壓強度變化不明顯。鋁微粉的加入量對其抗折強度的影響，當鋁微粉的加入量在2%時，材料經不同溫度處理后其抗折強度成下降的趨勢，而后隨著鋁微粉加入量的增大而增大。綜上分析可得出結論，鋁微粉的最佳加入量選為6-7%。8.3不同加入量的鋁微粉對濕法噴涂材料性能的影響不同鋁微粉的57目前所研究配置的濕法噴涂料主要適用部位為高爐的爐內造襯，所以骨料將高鋁礬土改為莫來石質。由于莫來石有著良好的性能，它具有膨脹均勻、熱震穩定性極好、荷重軟化點高、高溫蠕變值小、硬度大、抗化學腐蝕性好等特點，是一種優質的耐火材料。所以高爐爐內造襯濕法噴涂料的骨料使用莫來石質將很大的程度提高材料的性能，延長其使用壽命。應用于高爐內襯造襯的濕法噴涂材料的基本的配方，如下表所示。原料名稱型號規格百分比，%莫來石705-0mm59特級焦寶石5-3mm97-SiC200目8活性Al2O3微粉2微米596-艾肯硅微粉7結合劑CA-757分散劑六偏磷酸鈉0.15緩凝劑檸檬酸0.005防爆劑防爆纖維0.0512濕法噴涂料配方的確定目前所研究配置的濕法噴涂料主要適用部位為高爐的爐內造襯，所以58濕法噴涂試驗噴涂水冷梁模型

不同溫度處理后的斷面照片

濕不同溫度處理后的斷面照片59小功率（吐出量小）螺桿式泵大功率（吐出量大）液壓活塞式泵

3濕法噴涂設備引進及改進和創新小功率（吐出量小）螺桿式泵大功率（吐出量大）液壓活塞式泵360促凝劑泵創新

第一代促凝劑泵

新研制促凝劑泵-專利技術促凝劑泵創新第一代