耐火材料喷射施工技术解析：从干式、湿式到火焰喷补的装备选型指南

在高温工业领域，炉衬的快速修复与高效施工是保障连续生产的关键。耐火材料喷射技术，凭借其灵活性和高效率，成为不可或缺的维护手段。然而，不同的工况与材料特性，对喷射装备提出了截然不同的要求。选择合适的设备，不仅关乎施工质量，更直接影响炉衬的使用寿命与企业的运营成本。

目前，主流的喷射工艺主要围绕三种核心路径展开：冷物料干式喷射、冷物料湿式喷射，以及在高温状态下直接修复的熔融物料火焰喷射。每一种路径都对应着独特的设备架构和应用场景。

干式喷射：经典可靠的旋转布料筒方案

干式喷射是最为传统和广泛应用的方法。其核心设备是旋转布料筒供料的喷射机。

图1：干式喷射核心装备——旋转布料筒供料机结构示意图

它的工作流程相当直观：干燥的耐火混合料被加入开放式的贮料仓，通过旋转搅动器均匀布料，落入下方的旋转布料筒。当料筒旋转到与气路对齐的位置，来自空气压缩机的高压空气（通常为0.2 ~ 0.5 MPa）便将干料强力送入输料管道。物料在管道末端的喷嘴处才与雾化的水混合，随即高速喷射到待修复的炉衬表面。

这类设备的喷射量通常在 1 ~ 3 m³/h 之间，配备功率为 1.5 ~ 3 kW 的电动机。其管道直径（Φ25 ~ 50 mm）和允许的最大骨料粒径（5 ~ 8 mm）决定了它主要适用于颗粒度适中的常规喷补料。

湿式喷射：应对低粉尘与高流动性挑战

为了改善作业环境（减少粉尘）并处理预先混合好的泥料，湿式喷射技术应运而生。这种方法要求设备能够稳定泵送具有一定流动性甚至高黏度的浆料。

1. 湿式螺旋泵喷射机

对于流动性较好、具有特定屈服值的泥料，例如连铸中间包常用的涂料，湿式螺旋泵喷射机是一种经济高效的选择。

图2：湿式螺旋泵喷射机结构

其结构相对简单，由料仓、螺旋给料器、混合机、漏斗和核心的单轴偏心泵组成。预拌好的泥料通过偏心泵的挤压作用，被连续送入橡胶输料管。在喷嘴处，会引入压缩空气（压力 > 0.39 MPa, 气量 > 0.5 m³/min），将泥料雾化并加速喷出。其喷射量通常在 10 ~ 40 kg/min，适用于对泵送压力要求不高的场景。

2. 湿式双活塞泵喷射机

那么，对于高黏度、需要长距离泵送的苛刻工况，又该如何应对？双活塞泵喷射机为此提供了强有力的解决方案。

图3：湿式双活塞泵喷射机结构

该设备通过两个由油压驱动的活塞交替工作：一个活塞从料仓吸入高黏度泥料，同时另一个活塞将缸内的泥料强力挤出。通过一个精巧的摆动输料管，两股物料流被汇合成一股连续、稳定的料流进入输送管道。这种设计能够产生巨大的泵送压力（可达 140 ~ 146 kg/cm²），泵送速度范围为 1.5 ~ 16 m³/h，非常适合泵送高黏度材料。

一个关键的技术点在于喷嘴。为了让高流动性的湿料在接触墙面后能瞬间凝固、减少回弹，通常会在喷嘴处加入闪速絮凝剂。

图4：湿式喷射用喷嘴结构，可见促凝剂入口

这种复杂的流变学行为和化学反应，对材料配方、泵送压力和促凝剂添加量的精确控制提出了极高的要求。最终喷补层的密度、强度和附着力是否达标，需要通过专业的物理性能检测来验证。这正是专业检测实验室的核心价值所在。

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火焰喷射：极端工况下的原位熔融修复

当需要在不降温的情况下对焦炉、转炉、钢包等高温窑炉内衬进行热修补时，火焰喷射成为唯一可行的技术。

图5：燃气火焰喷射装置系统示意图

该系统远比冷态喷射复杂，它整合了燃料（如丙烷气）、助燃剂（氧气）、载气（氮气）和粉状耐火材料的供给系统，并配有精密的水冷却系统以保护喷枪。

图6：普通(a)与大容量(b)火焰喷补烧嘴结构

通过丙烷与氧气的燃烧，喷嘴能够产生高达 2400 ~ 2500°C 的超高温火焰。耐火粉料被载气送入火焰中，瞬间达到熔融或半熔融状态，并以极高的动能撞击到炽热的炉衬损伤处。这种“原位烧结”的方式，使得修补层与原衬体之间形成牢固的冶金结合，附着率高，修补层致密，性能优异。其喷补能力可达 3000 ~ 6000 kg/h，为在线快速修复提供了强有力的保障。

综上，从常规维护的干式喷射，到注重环保和特殊泥料处理的湿式喷射，再到用于在线热修的火焰喷射，每种技术都服务于特定的工业场景。深刻理解其工作原理与设备特性，是实现高效、经济、长寿命炉衬维护的第一步。