无模施工核心技术：喷射耐火材料的分类与发展趋势深度解析

在高温工业领域，窑炉和热工设备的内衬维护与构筑，其效率与质量直接关系到整个生产线的稳定运行。传统的砌筑或浇注方法往往受限于模板的搭设与拆除，工序繁琐，周期漫长。一种颠覆性的“无模施工”技术——喷射耐火材料，正是在这种背景下应运而生，它以其高效、灵活的特点，成为现代耐火材料应用的重要分支。

喷射技术的核心，是利用高速气流将耐火骨料、粉料与结合剂的混合物输送并喷射到目标表面，快速形成致密的耐火衬体。这不仅适用于新内衬的快速构筑（喷涂），更在损坏衬体的快速修复（喷补）中展现出无与伦比的优势。

两大技术路径：冷物料与熔融物料的选择

喷射耐火材料的技术分野，首先取决于物料到达受喷衬体时的状态。这形成了两条截然不同的技术路径：冷物料喷射与熔融物料喷射。

1. 冷物料喷射法

这条路径的技术基础，是依靠含水胶结物在常温或低温下发生水化反应，从而使耐火物料粘附并硬化。其原理更接近于高性能的喷射混凝土。根据物料在进入喷嘴前被润湿的程度，该方法内部又演化出了一个从干到湿的技术谱系：

• 干式喷射法： 预拌好的干混料通过气流输送至喷嘴，在喷嘴处与高压水混合后喷出。这是最传统的方法之一。
• 潮式（半湿式）喷射法： 在干混料中预先加入少量水（通常不足以引发完全水化），以降低运输和喷射过程中的粉尘，然后在喷嘴处补充所需水分。
• 湿式喷射法： 所有物料（包括全部施工用水）在喷射泵中预先搅拌成均匀的湿料，再通过压缩空气或高压泵送至喷嘴直接喷出。
• 泥浆喷射法 和 混合喷射法 则是针对特定工况的变种。

2. 熔融物料喷射法（熔射法）

与依赖化学结合的冷法不同，熔射法追求的是一种物理上的“熔融结合”。它利用强大的外部热源，在喷射瞬间将耐火物料加热至熔融或半熔融状态，使其高速撞击并“焊”接到炽热的炉衬表面。根据热源的不同，主要分为：

• 火焰喷射法： 利用可燃气体（如氧气-丙烷）燃烧产生的高温火焰来熔化材料。
• 等离子喷射法： 采用等离子弧作为热源，温度更高，能处理熔点极高的特种耐火材料。
• 溅渣法： 这是转炉炼钢中一种独特的“就地取材”的护炉技术，利用炼钢末期的富含氧化物的钢渣，通过吹氮等方式使其飞溅到炉衬上，形成保护层。

图17-13喷射耐火材料喷射方法分类

应用场景的考量：冷态与热态施工

除了材料本身的技术路径，施工时炉衬的温度状态是另一个关键的分类维度。

• 冷态喷补（喷涂）： 指在常温下对炉衬进行施工。这通常用于新建炉衬或设备完全冷却后的大修。
• 热态喷补（喷涂）： 指在炉衬表面温度高达约700°C以上的工况下进行在线快速修复。这对材料的抗热震性、粘附性以及施工的精准控制提出了极高的要求。

技术演进：从“尘土飞扬”到“绿色高效”

在过去的一二十年里，喷射耐火材料技术经历了显著的变革。早期的干式和半湿式喷射法，虽然应用广泛，但其巨大的粉尘排放对作业环境构成了严重挑战，同时，较高的回弹率也造成了材料的浪费。

行业的目光因此转向了湿式喷射法。湿式技术从源头上解决了粉尘问题，极大地改善了作业环境。更重要的是，由于物料预先充分混合，其喷射流更加稳定均匀，使得回弹率显著降低，节约了宝贵的耐火原料，并有助于形成更为致密、均一的衬体结构。验证湿法喷射后衬体的密度、强度及均匀性，对于评估其长期服役性能至关重要。这正是专业检测实验室的核心价值所在。

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与此同时，以火焰喷射为代表的新型熔射技术也在不断发展，为极端条件下的热态修复提供了更可靠的解决方案。技术的进步，正推动喷射耐火材料朝着更环保、更经济、性能更卓越的方向持续演进。