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高炉要长寿，延长一代炉龄，采用措施之一就是对高炉炉衬进行喷涂。对高炉炉身，炉腰，炉腹部位的热喷补技术已广泛应用到各种容积的高炉上。
大型高炉多采用自动控制热喷涂技术，但中小型高炉因炉头人孔较小，自动喷涂用机械手直径尺寸大无法从人孔进入，对中小型料钟高炉来说想应用自动控制喷涂技术只能采取拆除大钟后进行，这样对喷涂检修只能增加时间和费用。
一般中小高炉常采用人工的方法进行喷涂，施工时在高炉内搭设操作平台，让施工人员在炉内进行喷涂，给施工带来一定难度和危险。
经过几年探索与发展，莱芜市华能炉窑工程有限公司，成功研制的自动控制喷涂机械手（又称喷补头）适用在高炉炉头人孔在￠600mm的大中小型高炉上不拆除料钟即可进行热喷涂。
这项技术经过多家炼铁专家现场观摩和评议，认为该项技术操作灵活，配套齐全，施工方便。经过天津达亿钢铁公司的1#、2#179m3高炉、潍坊钢铁1080m3和济南钢铁公司2#、3#1750m3高炉以及莱芜钢铁有限公司3#、4#750m3高炉的实践完全可以推广应用。
一、进行热喷补的目的和作用 高炉经过长达数年的生产，炉内炉衬磨损腐蚀，炉墙受到损坏，凹凸不平，煤气流不稳定，可控性降低，利用系数下降，达不到生产指标。
利用热喷涂技术，喷补成操作炉型，维持炉衬的内型曲线，改善炉料的分布情况，解决煤气流不稳定，使高炉保持稳定的生产操作。
热喷涂增加高炉炉衬厚度，延长了磨损、腐蚀的时间，使高炉一代炉龄延长。
热喷补是根据喷补部位不同，料面不需要完全降到风口带就可以操作施工的技术。炉内和炉墙都具有较高温度，对局部区域喷补造衬，检修时间又短，只能考虑用自动控制热喷补技术，在喷涂时利用炉墙的余热对喷涂料进行干燥，喷涂后对烘炉要求不高，即可恢复正常运转。
进行热喷涂的最佳时间是在冷却壁还没有大面积损坏时就进行保护性喷涂，如果冷却壁有损坏时，在喷涂前必须先检修冷却壁后再实施喷涂操作。
经过双方协商，2006年3月上旬，在天津达亿钢铁公司的179m3高炉采用自动控制机械手进行热喷涂，在高炉炉内从钢砖下沿到下部热风口110t喷补料只用了18小时圆满的达到检修要求，复炉后炉况正常，效果良好。同年5月份又在济南钢铁公司炼铁厂2号（1750m3）高炉上，进行热喷涂，用料近200t，反弹料估算在10%左右，开炉顺畅厂方表示满意。
二、应用自动控制喷涂设备的条件 1、高炉上炉头人孔在￠600ｍｍ的大小型高炉都可以不拆除大钟采用这套设备。
2、现场具有 压力在0.5Mpa，流量在20m3/分钟以上压缩空气的气源供气。
3、现场单独有供设备用的380V、220V的20kw电源。
三、热喷涂工艺的步骤。
1、休风：根据喷补部位停风降料面，一般只喷补炉身不需要将料面降到风口带。
2、降料面用覆盖料压火：覆盖料一般用干水渣，隔绝空气防止焦炭继续燃烧，用覆盖料可以托着反弹料，如在风口带便于扒出反弹料，在炉内易于熔融造渣。
3、炉壁清洗，这样能确保喷涂料良好附着到炉壁上。
清洗方法：（1）利用高压空气和少量水
（2）利用颗粒范围在1-3mm石子料喷砂清理炉壁
（3）利用500公斤左右的高压水进行清洗。
4、喷涂耐火材料。
5、复炉恢复正常生产。
四、自动控制喷涂设备组成。
1、喷补料罐：由2个喷料罐并联保证连续供料。该喷料罐具有自动切换功能确保连续供料。料罐上有自动拆包装置，出料通过拨料轮输出，出料量的大小依靠改变拨料轮转数来实现，调速方法是采用的变频无极调速，在输送中无脉冲现象，配有电子秤量系统，具有加料量、剩余料量动态显示功能。 2、气源：要求压力在0.5-0.6Mpa，流量在20m3/分钟气源供气，自备气源缓冲罐，保持气源的稳定、安全性。
3、输送料管道。
4、自动控制喷涂机械手（又称喷补头）：
（1）机械手（喷补头）是高炉炉衬喷涂全套设备中的关键设备：
喷涂机械手采用液压传动，具有无极调速功能，可频繁实现正反转提速，定位准确，能在高炉250℃环境中遥控操作。
（2）机械手的外形尺寸φ420mm，凡高炉炉头人孔具有φ600mm的大中小高炉，不必拆卸大钟即可施工。
（3）机械手的功能：
a. 采用无级调速，转速0-7圈/min，常用转速是1圈/40秒，可以正、反转360度，也可定点或扇面喷涂。
b. 喷涂量5-10t/h,常用8t/h,最高可达160kg/min.
(4)为保证机械手正常工作的装备：
a．液压站，压力涉及20-150kg/c㎡。
b.具有风冷系统：确保在炉内环境250℃条件下液压系统可靠运行。
c.机械手内设有输料段、料水混合器、喷枪。机械手喷枪根据高炉内径可以调换喷枪长度。
5、供水装置：为保证料、水的最佳混合效果，保证供水稳压稳流,设有供水装置，采用40m扬程，1.8m/h,0.4Mpa高压水泵,恒压供水，用电动流量调节装置，电子流量计控制,自动调节水量比例。
6、机械手升降系统：
有特制双速长导链四台同步动作垂直升降高度为35米，0.5t的电动葫芦组成。
将机械手四点吊挂在炉内平稳升降，升降速度设在0.05-0.6m/see,范围内调整。
7、电源控制柜，供高炉喷涂全套设备的电力供应，包括给料罐、液压站、链式电动葫芦、供水装置及照明等。
工作电压380V及220V，50HZ，负荷22Kw的可供交流电。
五、自动控制喷涂工艺设备的特点。
1、连续均匀的稳定供料。
本系统采用二台密闭式供料罐，其中一台供料时另一台装料准备出料，供料中无泄露，压力稳定，采用快速切换由变频调速定量不间断供料，有利于掌握料、水混合，水量保证最佳状态，二台料罐采用PLC可编程序控制器，电机采用变频调速，设定自动，人工切换两种功能，设有流量变化与电机速度补偿功能。
2、混合水量比例自动调节。
机械手内特制混水器，能利用水流方向和料面接触，使水和料均匀混合。在料流量变化时自动调整电动阀门开闭，实现水量比例自动调整，不会出现干湿不匀现象。
3、方位、局部自动喷涂功能。
本系统在高炉可以上、下移动全面周正、反向旋转进行喷涂。当高
炉内衬局部损坏凹凸不平时，可任意设定角度和定点喷涂变换正、反向位置，这对提高效率和提高喷涂质量有重要作用。
4、机械手适应性强： （1）机械手采用整体防热隔热措施，内部有风冷系统确定在环境温度＜300℃的状态下工作。
（2）高效清炉能力：
具有高压水和喷砂清炉两种功能，高压水可达到500kg/C㎡的压力，清除炉衬上的松动残渣、灰尘杂物，将粉尘降到最低限度。
(3)空中定位功能：
当机械手下降一定高度时，由于喷射气流和喷枪旋转的不均匀会发生摆动，为克服这一现象除有重量平衡装置外。还有一套空中定位装置，保证在垂直距离较大时，能稳定在高炉垂直中心范围工作摆动直径不大于300mm以确保喷涂质量。
六、热喷涂工艺的要素
1、热喷涂厚度可达500mm以上，但与基体接触的第一层粘结强度就决定着喷涂质量。但选用的喷涂料一定时，水与料的混合的调节是第一层喷涂的关键操作点。
2、在操作过程中，水蒸汽能否从喷涂层析出蒸发，避免引起爆裂，除喷涂料在生产时考虑的因素外尚涉及到喷涂时风压、喷枪口距炉壁的距离、喷枪速度、水的流量等。
3、因为喷涂厚度、机械手旋转速度以及当时实际炉内温度等多种具有可变的参数，为保证喷涂强度，需要有熟练实践操作经验结合
炉况对工艺参数进行修正。
4、喷涂造衬是延续高炉一代炉龄的有效措施之一，是高炉经过长期腐蚀造成脱落而形成凹凸不平的炉壁，每一次是根据炉内损坏程度，喷涂成操作炉型使炉况顺行。
结束语：
经过在天津达亿钢铁公司1#、2#(179m3)高炉、潍坊钢厂（1080m3)和济南钢铁公司炼铁厂2#、3#（1750m3）高炉以及莱芜钢铁公司3#、4#(750m3)高炉的喷涂实践，凡是大中小的高炉在炉喉以下发现炉壁砖衬侵蚀1/3以上，影响炉况与经济指标时都可采用自动控制喷涂设备在炉内对炉壁喷涂。对高炉的喷涂，只利用检修时间。时间短、速度快、施工简便，经过喷涂后高炉顺畅，形成操作炉型炉壁光滑，延长高炉寿命，提高高炉一代炉龄。
用自动控制喷涂设备和国产喷涂料施工比用国外设备和材料施工费用可节约三分之一以上。 国产的自动控制机械手喷涂是今后发展的方向，是人工喷涂和其他喷涂方式不可替代的，新研制开发的小型机械手应用范围比国外设备广，在我国大中小型高炉上推广会带来显著的经济效益。 莱芜市华能炉窑工程有限公司
2006年元月 | 