某單位為寶鋼電爐廠研制的超輕質鎂質噴涂料在中間包養生狀態下裂縫不穩定的問題一直沒有解決，這不僅僅影響感觀，而且較大的裂縫容易引起烘烤時涂層塌落，使鋼水直接侵蝕永久襯，縮短永久襯的壽命。目前，涂料超輕質化的典型辦法有：采用輕質骨料;添加纖維和調節粒度組成；加入發泡劑。國內廠家多采用后兩種方法，因為它們工藝簡單，且成本較低。但是，國產發泡劑在發氣量、氣泡大小，泡沫穩定性和對環境的適應性等方面存在一些問題，是導致涂料養生干燥過程中出現裂縫的主要因素。本文主要對中間包超輕質噴涂料裂縫的問題進行了研究。
1 試驗
1.1 體積密度試驗
以鎂砂、紙纖維、玻璃纖維、硅灰和膨潤土等為主要原料，并且固定材料中m(鎂砂+紙纖維+玻璃纖維)：m(硅灰)：m(膨潤土)：m(分散劑、緩凝劑等)=100:3:2:0.5，然后對選用的一種優質發泡劑烷基磺酸鹽(EL)進行了加入量試驗，結果見表1。可以看出，當EL加入量相當于基料(骨料+纖維)質量的0.05%(即每100kg基料中加入0.05kg的EL)時，超輕質噴涂料的體積密度能夠滿足鋼廠方面的保溫要求。
在發泡劑EL加入量試驗中發現，其泡沫的氣泡和收縮均較快，涂料的體積密度除了受發泡劑的影響外，受加水量和攪拌時間的影響也較大。為此，決定加入穩泡劑M(胺類有機物)和三聚磷酸鈉(簡稱三聚)來分別控制噴涂料的消泡時間和加水量，以進一步控制噴涂料的體積密度。在上述EL加入量試驗的基礎上，固定EL的加入量為每100kg基料中加入0.05kg，對M合三聚的加入量進行了試驗，試驗結果見表2�？梢钥闯�，當每100kg基料中M和三聚的加入量分別為0.02kg和0.25kg時，涂料的體積密度夠滿足鋼廠方面的保溫要求。
表2 穩泡劑M和三聚加入量試驗
1.2 模擬噴涂試驗
為了驗證各配比的試樣的現場養生狀態，在自制的中間包模型中對上述各試樣進行了模擬噴涂試驗。試驗時，中間包溫度控制在40~60℃之間。從噴涂開始到涂層硬化，觀察涂層的開裂情況。結果發現：Y1、Y2的開裂程度最大;Y4、Y5由于發泡程度較高，不易噴涂操作，涂層經常大片脫落;Y3有時開裂程度較大，有時卻無裂縫，和寶鋼現場原用噴涂料的情況一致；Y8幾乎無裂縫;Y6、Y7、Y9、Y10在包壁上均無裂紋，只在包壁夾角處有小裂縫，說明穩泡劑的加入確實達到了延緩氣泡消失，控制料的干燥速度的作用，避免了料層在干燥過程中應力一下子釋放出來，從而控制了裂縫;同時，三聚也有穩定裂縫的輔助作用，但加入量增大會使噴涂料的體積密度和熱導率增大。
膨潤土具有良好的塑性，對提高涂料在包襯上的附著性能有利。但是，膨潤土在水中具有較大的膨脹性，可能是導致涂料在養生過程中開裂。因此，在其他組分確定的前提下，專門針對膨潤土加入量進行了模擬噴涂試驗。結果表明，隨著膨潤土加入量的增加，涂料對包襯的附著性能有所增大，但涂料的開裂程度也加大，特別是包壁和包底部位，而且情況不穩定，不太容易控制。權衡利弊，決定放棄膨潤土，改用硅微粉來改善涂料的附著性能。
1.3 噴涂料的配比和性能
最終確定噴涂料的配比如下：m(骨料+纖維)：m(硅灰)：m(EL)：m(穩泡劑M)：m(三聚)：m(其他添加劑)=100:3:0.05:0.02:0.25:0.5。
最終研制得到的超輕質噴涂料的理化指標如下：w(MgO)=83.36%，w(CaO)=1.56%，w(SiO2)=5.66%;110℃24h烘干后的體積密度為1.45g·cm-3，耐壓強度為3.12MPa;1500℃3h燒成后的體積密度為1.40g·cm-3，耐壓強度為6.1MPa。
1.4 現場噴涂試驗
研制的超輕質噴涂料進行了模擬噴涂試驗，結果表明，該噴涂料在中間包模型中噴涂后沒有出現裂縫，包括四角、包壁和包底，于是決定到寶鋼生產現場進行了噴射試驗。寶鋼生產現場的中間包噴涂機采用的是兩次攪拌，濕法噴涂，不同于在內進行模擬噴涂時采用的一次螺旋攪拌。由于攪拌時間長，涂料與水的接觸時間延長，發泡劑在涂料中起的作用也就更大。在寶鋼現場進行的100t涂料的噴涂試驗中，只在中間包包壁夾角處有一點小裂縫，屬允許范圍，而包壁和包底均無裂縫，而且每個中間包的養生狀態都相同。
1.5 涂料質量的實驗室控制
1.6 模擬噴涂雖然能夠反映涂層的裂縫情況，但需要浪費大量的涂料，并且不可能實施監控。為此，根據現場試用的經驗，制訂了涂料質量的實驗室控制辦法，以對每批涂料進行隨機檢驗和質量控制。具體辦法是：取1~2kg噴涂料放入攪拌機內，邊加水(加水量為涂料質量的20%)邊攪拌，攪拌2min后自然放置在地上，靜置20~30min。如果靜置20~30min后涂料內部尚有大量氣泡存在，料也比較濕潤，而且完全干燥后其表層下限程度又不大的話，就可以認定該涂料進行模擬噴涂試驗。
2 結語
經實驗室小樣試驗、模擬噴涂試驗和現場噴涂試驗，找出了引起中間包超輕質噴涂料裂縫情況不穩定的主要因素，并通過穩泡劑和三聚的適量加入解決了這一問題;在解決問題的過程中，找到了一種判定涂料質量的簡單的實驗室方法，對涂料質量的控制大有幫助。