孫賽陽 章榮會 徐吉龍 王文毅 秦穎
高爐爐底水冷管表面找平，傳統方式為搗打料施工，施工效率低、難度大、找平效果較差，而且已經完全無法滿足現代高爐平砌碳磚的要求。高爐爐底找平新技術使用兩種澆注料：高導熱澆注料和高導熱自流平料，快速找平爐底。其中高導熱材料用于水冷管與碳磚之間的基礎澆注；高導熱自流平料，兼具高導熱性和自流平性質，用于上表面找平。兩種料均采用泵送澆注方式施工，平均澆注速度 16t/h，施工效率大幅度提高。
1 高爐爐底找平
高爐爐底水冷技術，通過“流動水→水冷管→找平層→碳磚”系統傳輸熱量，因此，這幾層材料之間，絕不允許出現間隙而導致“間隙隔熱”。新建高爐或高爐大修期間，涉及鋪設爐底水冷管、找平層施工、砌筑爐底碳磚。現代高爐爐底砌筑，要求找平層具有超高的平整度，實現碳磚平砌（直接擺放，碳磚與找平層嚴密貼合，不出現空隙）目的，以減少碳素膠泥的使用，提高抗鐵水侵蝕性能。國內某大型新建高爐，爐底找平層要求平整度±0.5mm，通過傳統碳素搗打施工，肯定無法滿足要求。
1.1 傳統搗打施工
傳統的爐底找平施工，一般采用碳素搗打料搗打施工，其施工特點：
1）搗打施工是較困難的一種施工方式，無法有效掌控材料的施工質量，如材料的密實度、搗料間的氣泡、搗打后的耐壓強度等；
2）施工效率低，且找平效果無法滿足碳磚平砌的要求，砌筑過程需輔助炭粉等填充間隙；
3）隨著現代高爐大型化的發展，搗打施工方式更顯出低效率、高污染、高消耗、高成本等劣勢。
1.2 爐底找平新技術
新型爐底找平技術，使用高導熱澆注料和高導熱自流平料，采用泵送方式澆注施工，輔助找平設備，極短時間內完成爐底找平作業，大大提高施工效率和找平面平整度。其中高導熱材料用于高爐的水冷管與碳磚之間的基礎澆注；高導熱自流平料兼具高導熱性和自流平性質，用于上表面找平。兩種料均采用泵送澆注方式施工，平均澆注速度 16t/h，效率大幅度提高。方案設計如圖1 所示。
1.3 爐底找平新材料
溶膠結合高導熱澆注料 RLG-SC1 的主要原料為導熱性能好的碳化硅和碳，采用溶膠結合，其具有與碳磚相近的導熱系數，同時具有優良的抗渣鐵潤濕性能及良好的自流性能,能夠輕易實現狹小縫隙自流填充密實作業,可用于碳磚修復、爐底找平、碳磚與冷卻壁縫隙填充、陶瓷杯與碳磚縫隙填充。材料理化指標見表 1。
溶膠結合高導熱自流平澆注料 RLG-SC2 與 RLG-SC1 性能類似，顆粒料更偏細，流動值超高，收縮小，適于找平面施工。其材料理化指標見表 2。
2 澆注找平施工
爐底澆注找平施工分三大塊，分別是焊接鋼槽、爐底泵送澆注、找平施工。其中鋼槽焊接要求平整度極高（±0.5mm），該步驟較為關鍵，找平施工水平面標準以鋼槽水平度為主要依據。本文對鋼槽焊接不做詳細介紹。
2.1 泵送澆注施工
兩種材料泵送澆注過程，對材料的自身性能、施工性能、以及施工過程的要求不同，以下根據某 5500m3 高爐爐底找平施工過程，介紹大致步驟如下：
1）高導熱澆注料 RLGSC1，作為爐底基礎面澆注，要求澆注體表面最大程度的粗糙，從而可以增大與下一層澆注料結合面積；該材料干燥收縮率不大于 0.1%、材料內水含量不高于 1%、流動值大于 400mm；該層澆注厚度為 130mm 左右；施工過程嚴格控制材料集中裂紋，將局部小裂紋寬度控制在 0.1mm 以內；該材料養護時間為 6h；
2）高導熱自流平澆注料 RLG-SC2，澆注厚度為 30mm 左右；該材料最大粒徑不大于 0.5mm，初始流動值大于 400mm，材料內含水量不高于 1%，收縮率不大于 0.05%；該材料硬化時間控制在 3h（便于找平施工），養護時間 12h；
3）兩層澆注料澆注完畢后，其水平面達到指定水平面，便于找平施工；材料表面強度不低于 5MPa，便于砌筑過程，找平層表面不變形。
圖 2 為爐底找平施工過程。
2.2 爐底找平過程
待局部鋼槽內高導熱自流平澆注料泵送完畢，開始進行人工找平，得益于材料超高的流動特點，因此只需簡單設備輔助即可找平，大致步驟如下：
1）以鋼槽水平面為基準面，采用大型鋼尺攤平材料，攤平過程，鋼尺微弱振動，及時排出材料內氣泡，由于上層澆注體較薄且材料硬化速度較慢，因此施工過程有充足時間保證材料密實和平整；
2）澆注過程，控制材料表面顆粒凸出，整體平整度要求±0.5mm，因此最大顆粒料不超過0.5mm，局部不平整處及時處理；
3）材料找平完畢后，表面鋪設薄膜，減少水分揮發過程材料的收縮，材料常溫養護 12h，除去薄膜；
4）材料硬化后，表面強度已達到 5MPa 以上，此時，采用小型拋光機，對局部顆粒凸出的地方拋光處理，進一步對澆注面微處理，達到最終的平整效果。
2.3 爐底澆注找平施工特點
爐底采用澆注料找平，其本質依托于材料特點，對材料施工性能要求極高，而施工找平過程較為簡單，因此可總結該新型找平技術特點為：
1）兩種爐底找平材料，必須具備高導熱性能，找平層材料主要用于傳遞熱量，因此其導熱能力必須不低于傳統碳素搗料；
2）找平層材料，受限于環境溫度低，因此材料在烘烤過程，水分揮發較慢，這要求材料內部含水量極低，目前將綜合含水量控制在 1%以內，待高爐投產，該部位材料仍揮發水分，從高爐四周排水管出水，不影響高爐運行；
3）高導熱澆注料 RLGSC1，采用一般顆粒級配的材料即可，而自流平澆注料 RLG-SC2，需要以細粉料為骨料，且具備超高的流動性能；
4）爐底澆注找平施工，一方面采用無機結合劑，減少了污染，另一方面施工快捷，大大節省勞動成本，最核心點是可以達到高爐爐底平砌碳磚的要求。
圖 3 為人工找平施工。
3 結語及展望
高爐煉鐵技術水平不斷進步，要求其向綠色環保、高效節能方向發展。從煉鐵用耐材研發角度來看，不斷嘗試新的技術、改善煉鐵生產環境、提高煉鐵效率、解決煉鐵過程存在的難題是責無旁貸的任務。
本文介紹的新型爐底找平技術，已應用于多個高爐建設過程，且市場使用效果較好，該技術的未來發展方向是：1）結合專業地坪技術，繼續改進材料技術、施工技術，提高找平層平整度；2）爐底找平施工，離不開專業的找平設備，未來研發工作也偏向于設備研發；3）繼續開發無水澆注料，降低爐底找平層材料烘烤要求。