根据脱硫喷枪实际应用中出现的纵裂纹烧穿问题，分析了喷枪覆盖层浇注料性能要求，通过原材料的选择分析、挠注料配方的调整实验与性能优化试验，研制了性能优良的覆盖层浇注料，并在工业性对比试验中，取得了延长喷枪使用寿命24.8 %的优良效果。随着喷枪制备与维护技术的不断完善，使喷枪的实际使用寿命延长了3倍。
铁水喷吹脱硫预处理是提高钢铁产品质量、扩大钢材品种与降低钢铁生产成本的重要工艺手段，而喷枪是铁水喷吹预处理设备的重要组成部分。其使用性能的优劣将直接影响到脱硫预处理生产的技术经济指标。由喷枪实际破损状况可知，喷枪的破损均是从耐火浇注料覆盖层开始的，最常出现的破损形式是喷枪耐火浇注料覆盖层的纵裂纹烧穿。为此，研究高性能的喷枪覆盖层用耐火浇注料将能有效地延缓喷枪破损过程，达到提高喷枪使用寿命的目的。
图1 喷枪枪体主要破损轮廓示意
由脱硫喷枪破损的原因分析可知，枪芯金属材料与覆盖层耐火材料间的热膨胀性能和后者的抗热震剥落性能是引起纵裂纹烧穿破损的主要原因。同时，制枪过程中模具合缝处严重漏浆引起枪体表面的明显纵向漏浆痕迹将给其纵裂纹的产生提供了源裂纹，促进了脱硫枪纵裂纹的产生与发展，强化了裂纹烧穿破损进程。分析认为，其原因有模具变形、模具合缝面不平整与浇注料自流值大等。对于浇注料自流值大的问题，可能是供货单位过分强调脱硫枪立式浇注的施工难度所致。根据国内外脱硫喷枪用莫来石-刚玉质钢纤维增强浇注料的研究状况，有必要进一步提高浇注料防爆性能与抗热震性能，以延缓纵裂纹的产生与发展;调整高温烧后线变化率，以改善喷枪金属枪芯与覆盖层耐火材料间的热膨胀协调性;调整浇注料流动性，以降低喷枪制作程中因漏浆引起的原始裂纹;改善浇注料的烧结性能与提高烧后力学性能，以增强覆盖层耐火浇注料高温使用状态下的抗变形能力等。
根据浇注料研究的内容以及选择的原材料，首先进行了浇注料的配方设计，通过实验室的配方调整，获得了抗热震性与防爆性较好的浇注料配方，并采用外购料与研制料分别制备40mm×40mm×160mm的试样进行力学性能对比检测。由试样的成型过程可知，研制的浇注料粘度比外购料稍大，振动返浆时间稍长。表2为研制的耐火浇注料与外购浇注料的理化性能检测结果。同时在实验室中进行了两种浇注料的1100℃水冷热震对比试验，对比试验结果为外购料的热震循环13次时，试样表面出现微裂纹，45次时试样已有大块剥落，研制料试样则在15次时表面出现裂纹，62次时出现与外购料同样的剥落状况。
表1各种主要原材料理化性能指标
表2浇注料理化性能
由对比试验结果可见，研制的浇注料与原使用的外购料相比、在力学强度方面有所提高，烧后线变化率也有所增大，抗热震性能有较明显改善，达到了预期的研究目的这些性能的改进将有利于提高脱硫喷枪浇注料覆盖层的结合强度、改进浇注料覆盖层与枪芯间的膨胀挤压与纵裂纹径向的发展速度，改进浇注料覆盖层的热震剥落性。
结语通过对喷枪实际生产与应用过程的现场调研，了解到纵裂纹烧穿是喷枪实际应用中最主要的破损形式，分析了喷枪制作过程和浇注料性能对纵裂纹形成的影响。根据国内外莫来石-刚玉质钢纤维增强浇注料的研究与应用资料的报道，分析了喷枪覆盖层浇注料的研究内容，通过对原材料的选择分析、浇注料配方的调整实验与性能优化实验，研制了性能优良的覆盖层浇注料，在工业性对比试验中取得了延长喷枪使用寿命的优良效果，并在实际生产中推广应用。随着喷枪制备与维护技术的不断完善，喷枪的实际使用寿命延长了3倍。