高炉冶炼过程中保持合理的操作炉型是实现其长寿高效生产的关键，但是，随着高炉冶炼强度的提高，炉内衬体被不断冲刷、侵蚀，破坏了高炉合理的操作炉型，影响了高炉炉内煤气分布。而炉内喷涂造衬技术的应用，可以喷涂形成合理的近似操作炉型内型，改善煤气分布，提升高炉技术经济指标。实践证明，高炉炉内喷涂造衬技术在首钢的成功应用和推广，为首钢高炉炼铁技术进步提供了良好的外围条件。而喷涂技术的成功应用，必须考虑好喷涂衬体厚度，施工组织控制好炉型规整，降低喷涂反弹率。

　　检修周期炉墙侵蚀现状。高炉在一个检修周期内，往往每隔2个~3个月要进行一次例修，强化生产设备。通过炉内料面深料线可以观察到炉墙耐火衬体，尤其是钢瓦下沿和炉身中上部。结合炉体冷却壁运行或破损状况对比分析，可大致评估高炉炉墙侵蚀状况。

　　近些年来，随着冶炼技术进步和炉内喷涂造衬技术应用日趋成熟，检修周期喷涂后3个～4个月，基本不出现明显侵蚀;8个～10个月后，耐火衬体开始出现局部剥落;12个月以上，炉墙出现明显的坑凹、不均现象。不同冶炼特点的高炉，个别甚至能监测到冷却壁水温差上升和冷却壁破损现象发生。

　　检修周期末高炉炉况。高炉炉内耐火衬体在上升高温煤气流、下降原燃料的磨损、渣铁侵蚀和局部不均匀边缘煤气流的热冲击作用下，是一个逐渐减薄、剥落的过程。失去(或局部失去)耐火衬体的高炉内型不规整，破坏了高炉形成的合理的操作炉型，影响高炉煤气流的分布。

　　检修周期末，耐火衬体的侵蚀不均匀甚至缺失等状况，一定程度影响了高炉顺行。高炉炉内煤气流分布不均匀，炉况表现为压量关系偏紧，料尺工作均匀性下降，慢风率提高，顺行状况一般，生产只能退负荷适应。

　　高炉炉内喷涂造衬技术主要是针对风口带到钢瓦下沿本体区域的炉墙进行修补、维护的长寿技术，需要高炉降料面至风口带。应用炉内喷涂造衬技术，应先了解高炉工况特点，针对各部位选择适宜的耐火材料品种。喷涂施工与其他浇注、捣打施工不同，需要经历人、设备、喷涂料、协调四环节的相互作用、牵制，施工组织的好坏关系到喷涂衬体的强度、致密度等理化性能关键指标，直接影响到喷涂衬体的使用效果。

　　高炉炉体各部位工况。高炉本体的工作是一个炉料下降，不断受热膨胀，逐步还原熔化、造渣的过程，以及上升煤气生成、软熔带二次分布逐步氧化冷却的过程，各区域的耐火材料应用工况特点受整个冶炼过程的影响。

　　炉身，主要起炉料的预热、加热、还原和造渣的作用，承受炉料的冲击、炉尘上升的冲刷和局部不均匀煤气流形成的热冲击作用(原燃料不同，也可能受到碱、锌等的侵入破损)。炉身中上部温度较低(400℃~800℃)，无炉渣形成。

　　炉腹、炉腰和炉身下部，特别是其下部炉料温度在1600℃~1650℃，煤气流温度高，形成大量的中间渣，主要承受热辐射、熔渣侵蚀、高温煤气流冲刷和碱金属蒸汽引起的化学侵蚀。

　　喷涂用料品种和性能。根据首钢高炉冶炼特点，炉内喷涂造衬施工主要选用耐火喷涂材料牌号4种，Guncrete BC10、Guncrete BFS、Higun 160、Hi-gun SN10。

　　Guncrete BC10是一种低熔点喷涂料，主要在高炉降料面停风后，用作高炉料面覆盖压火用料。在高炉开炉前进行扒料工作，清除该部分压火覆盖料，有利于炉况恢复顺利。针对炉身中上部特点，选用Guncrete BFS系低铁喷涂料，此种喷涂料耐磨性和抗急冷急热性良好。为适应炉身中下部热冲击、高温煤气流冲刷以及CO、初渣侵蚀，选用Hi-gun-160低水泥喷涂料，此种喷涂料具有强度高、气孔率低、耐磨性好和耐热冲击等优点。针对炉腹炉腰特性，为进一步提高材料抗渣铁侵蚀能力，在高强喷涂料Hi-gun SN10中添加Si3N4。

　　喷涂设备。喷涂施工需要由压缩风作为介质，输送喷涂料到达喷涂机器人，通过旋转加水器加水混合后，喷射到炉墙上，修补炉墙。合理、高效的喷补设备应保证喷涂料在输料管内从给料机喂料位置到出料枪口位置(30米~40米的运输距离)的运输过程中骨料粒度保持均匀不分离(不偏析)，且喷补料干料在喷涂机器人内与水搅拌均匀，并保证喷涂出料均匀。

　　喷涂施工组织。喷涂造衬施工需要人、设备、喷涂料、协调四环节相互作用，才能高效、合理地达到既修补炉墙又形成近似操作炉型的规整内型的目的。

　　不同的喷涂料的原料级配不同、自重不同、添加物和外加剂的不同以及远距离输送、料管摩擦的因素，要求压缩风干燥、流量大(≥35m3/min)、压力高(≥8.0kg/cm2)，并且配备大容量的风包储备风源。施工组织过程中，要确保压缩风源的稳定，才能保证喷涂料流稳定，减少料管磨损。如此，将大大提高喷涂料衬的强度和降低反弹率，尤其是在双罐送料，切换料罐送料时，瞬间需要更高的压缩风量。

　　对于水量的控制，喷涂时，只要料衬不出现干料、夹层或反弹率异常高的情形，应尽量减少加水量，提高喷涂衬体综合强度，降低衬体气孔率，提高衬体抗侵蚀能力。

　　对于反弹率的控制，除保证料流稳定、加水量合理，还要平衡压缩风压力与枪管、炉墙间距离的关系。相对压力不足或过高，都会加大喷涂反弹率，一般喷涂风源压力在8.0kg/cm2时,枪管与炉墙距离控制在3.0m左右。

　　检修喷涂后高炉生产状况。高炉检修喷涂后，由于炉型规整，高炉煤气流分布更加合理，近些年高炉开炉恢复速度不断加快，迅速提高了各项技术经济指标。例如，首钢1号高炉2010年5月检修喷涂后，送风开炉48小时全风，负荷4.77，炉况顺行状况良好，风眼工作均匀，压量关系平稳。

　　高炉进行喷涂检修前后指标对比明显。喷涂前，高炉操作炉型不规整导致边缘煤气流分布不均，炉墙渣皮生长脱落频繁，造成高炉热制度难于掌握，生产指标明显下降。喷涂检修后，高炉操作炉型较为合理，煤气流稳定，各项主要生产指标大幅提升。炉内喷涂造衬技术的合理应用，是高炉长寿高效的有效维护方法。

　　喷涂技术应用中的问题

　　喷涂技术应用对于高炉长寿维护的作用，以及各项技术经济指标的提升是显而易见的，但喷涂料的合理用量和喷涂衬层地适宜厚度也必须引起重视，喷涂后近似操作炉型内衬的寿命是高炉检修能否取得更大经济效益的关键。

　　喷涂料衬的厚度设计。对于炉内喷涂造衬，很多炼铁业者简单地认为，就是喷造一个耐火衬体代替旧有砖衬，抵抗渣铁和煤气流冲刷侵蚀，保护冷却壁不被烧坏。因此，在设计喷涂衬体厚度时，一味地追求“厚”，就是长寿的保障。

　　实际上，喷涂衬体的厚度设计应该结合各高炉特定冶炼特点和经验摸索来制定，不仅可以缩短检修时间，减少喷涂成本投入，还能为高炉开炉送风恢复创造良好的外围条件。由于外围冷却壁冷却能力一定，较厚的料衬，其热阻加大(导热系数在2W/(cm·K)左右)，将导致炉墙热面温度上升，衬体内部应力加大。当边缘煤气流出现波动时，较厚的耐火衬体将在热应力的作用下出现剥落，甚至带动整块衬体崩落。

　　通过不断研究、摸索，首钢1号、3号高炉(炉容为2560m3)矮胖型内型设计高炉，喷涂衬体厚度设计在220mm左右，比较符合首钢高炉的冶炼规律和冷却壁结构设计特点，喷涂施工形成的是一个合理的近似操作炉型。

　　喷涂反弹率与料衬强度控制。在大造衬施工过程中，喷涂反弹率与喷涂衬体的强度相辅相成，不可分割。喷涂压缩风压波动、喷涂加水量、喷涂枪管长度设计、喷涂机器人不稳定等都可加大喷涂反弹率。反弹料以耐火骨料为主，部分耐火细粉(泥状)为辅，这些都是耐火材料配料中精细原料。施工中，反弹率大，不仅影响衬体强度，还将降低喷涂衬体的抗渣铁侵蚀性能。

　　喷涂施工需要调节好下部送料制度，稳定给料机速度，减少喷涂压缩风压力波动，保证料管满料流输送。针对喷涂风源压力，调整好枪管长度，可进一步降低喷涂反弹率，从而提升喷涂衬体强度。

　　喷涂施工炉型控制。高炉降料面后，喷涂施工工作将面临不同高炉的不同炉墙状况，喷涂施工方案必须考虑这些，才能做好炉型的控制工作。一是检查冷却壁运行状况，将破损漏水的冷却壁及时处理，杜绝向炉内漏水;二是炉墙(尤其炉腹、炉腰位置)出现较厚、较多的渣皮时，在确认不对渣皮处理的喷涂过程中，要尽量绕开渣皮区域喷涂，否则炉型不规整，同时送风后，渣皮熔化脱落，喷涂衬体也随之脱落，可能威胁到送风后高炉恢复炉况顺行;三是用空气和水汽混合冲洗干净炉墙，提高喷涂料与炉墙的附着力。

　　喷涂施工必须保证炉型规整(不改变高炉设计角度)，上下平滑过渡。采取上下走车的方式，控制机器人喷涂好设计有勾头冷却壁区域，防止炉型出现波浪起伏，不平整。

　　喷涂料衬稳定存在的条件。喷涂衬体是人为喷造的一个近似操作炉型，有利于高炉煤气流合理分布;同时抵抗炉内煤气和炉料冲刷、渣铁侵蚀等，也在一定程度上保护冷却壁的安全运行，延长高炉寿命。但耐火衬体的损坏还有一个主要原因，就是来自炉内煤气流热冲击形成的热应力破坏。如何降低炉墙热面温度，减少由于热面温度波动导致料衬热应力损坏，需要适宜的外围冷却带走部分热量，保护耐火衬体。二者是相辅相成、相互保护而存在的。