以高純棕剛玉為主要原料,，同時加入α-Al₂O₃微粉,、SiO₂微粉,、純鋁酸鈣水泥制備了棕剛玉澆注料。結果表明：選用粗顆粒,、中顆粒,、細粉質量比為58：22：20，其中α-Al₂O₃微粉加入量為6%（w）,，uf-SiO₂加入量為6（w）,，水泥加入量為1%（w）制備了棕剛玉澆注料。澆注料的結構致密,、高溫線變化小,、高溫強度高、抗熔渣及鐵水滲透侵蝕性好,，在高溫還原氣氛下長期使用性能穩(wěn)定,。

試驗

主要原料有高純棕剛玉，α-Al₂O₃微粉,、SiO₂微粉,、純鋁酸鈣水泥等。稱取原料,，澆注成40mm×40mm×160mm的長條樣,，在110℃烘干后，再在1200,、1500℃燒成,。按相關檢測試樣的體積密度、顯氣孔率,、耐壓強度,、抗折強度、線變化率,。

抗渣性：采用靜態(tài)坩堝法,，抗渣坩堝外形尺寸65mm×60mm，內孔尺寸25mm×30mm,，取自寶鋼爐渣20g,，試驗溫度為1500℃ 5h。爐渣的化學組成（w）為：SiO₂ 32.15%,，Al₂O₃ 15.43%,，TiO₂ 0.63%，F(xiàn)e₂O₃ 0.43%,，CaO 48.48%，MgO 1.59%,，k₂O 0.19%,，Na₂O 0.22%,，SO₃ 0.75%。

抗堿性：采用棕剛玉預制塊和剛玉磚,，剛玉莫來石磚作為對比試驗,。將試樣切塊20mm×20mm×20mm的立方體，采用紅柱石質匣缽埋入法,，焦炭與碳酸鉀按1:1的質量比混勻,，將每種試樣四塊依次排列埋入其中，將匣缽放入爐中,，升溫速度為10℃·min^-1,，100℃保溫30h。冷卻后取出試樣,，進行體積,、強度及K₂O含量測試。

粒度級配

按方程計算,，棕剛玉澆注料中骨料部分的粒度分布系數(shù)q值不應高于0.30,，適于振動施工剛玉澆注料的粒度分布系數(shù)q為0.29時，具有良好的流動性,。

試樣采用骨料8~5,、5~3、3~1,、≤1mm四級配料,，分布系數(shù)q為0.25、0.29,、0.31及兩種經(jīng)驗配比,，粗顆粒、中顆粒,、細粉質量比分別為①32:28:40,；②34:29:37；③35:29:36,；④54:29:17,；⑤58:22:20，試樣編號分別為1#-5#,。顆粒級配的試驗結果見表1,。

表1 顆粒級配的試驗結果

由表1可以看出，要獲得相同的作業(yè)性,，粗顆粒,、中顆粒、細粉質量比為58:22:20的5#配料用量較少,，各項物理指標也較好,。也即增加顆粒的加入量可以提高棕剛玉澆注料的密度,。

α-Al₂O₃微粉種類選擇加入量以53配比為基礎，試驗選用編號為y,、s,、z、b,、j,、c的；六種α-Al₂O₃微粉做對比試驗,，這六種α-Al₂O₃微粉的粒徑分布和比表面積各不相同,。采用的六種微粉盡管粒徑分布不同，比表面積各異,，但配制的棕剛玉澆注料的物理性能都能滿足預期要求,。相比之下，含微粉c的配料用水量（w）更小些（3.3%）,，各項物理指標也較好些,。

當選用α-Al2O3微粉c，加入量（w）為3%~6%時,，配料用水量相同,，并且試樣的物理指標也在目標值內。

Uf-SiO₂種類選擇加入量

本實驗選用國產(chǎn)微粉和�,？衔⒎圩鲗Ρ仍囼�,，國產(chǎn)uf-SiO₂配料用水量3.5%（w），�,？蟯f-SiO₂配料用水量3.3%（w）,。澆注料的物理性能見表2�,？梢钥闯�,，要達到相近的流動性，用國產(chǎn)的uf-SiO₂時,，施工用水量多于用�,？蟯f-SiO₂的用水量，試驗的各相物理指標都不如用進口微粉的試樣,。更為嚴重的是,，因為國產(chǎn)微粉雜質含量高，1500℃燒后試樣外觀規(guī)整,。為了制得質量優(yōu)良的預制塊,，決定采用埃肯的uf-SiO₂。

表2 國產(chǎn)和�,？衔⒎鄣奈锢硇阅�

試驗選用�,？衔⒎鄣募尤肓浚╳）為3%、4%,、5%、6%,、7%做對比試驗,，試驗結果列與表3。由表3可以看出,，當uf-SiO₂加入量為3%~4%（w）時,，施工用水量較大，燒后線變化也較大,，當加入量為5%~7%（w）時,，施工用水量較小，各項指標也在目標值內,。

水泥種類和加入量剛玉預制塊由于位于陶瓷杯中心和風口部位,，為保證其良好的高溫性能，由配料引入的CaO必須小于0.5%（w）,，所以該澆注料應為性能優(yōu)良的超低水泥澆注料,。試驗選用CA-75G和71兩種純鋁酸鈣水泥做對比試驗，加入量在0.5%~1.5%（w）,。結果發(fā)現(xiàn),，兩種水泥當加入量為0.5%~1.5%（w）時，各項物理指標都能滿足要求,。但前者雜質略高于后者,，后者性能較為穩(wěn)定，故決定采用71水泥,。

表3 uf-SiO₂的用量選擇結果

配比確定選用粗顆粒,、中顆粒、細粉質量比為58:22:20,，其中α-Al₂O₃微粉加入量為6%（w）,，uf-SiO₂加入量為6%（w），71水泥加入量為1%（w）制備了棕剛玉澆注料,。

棕剛玉澆注料的抗渣結果為：切開坩堝,，無明顯的浸蝕滲透現(xiàn)象。從抗堿試驗來看,，剛玉莫來石完全潰散,，無一完整的。克隆剛玉樣與棕剛玉澆注料試樣完整無裂紋,，其抗堿性試驗結果見表4,。棕剛玉澆注料有較好的抗堿性能，但與塞隆剛玉樣相比,，抗渣試驗后體積膨脹較大,，吸收的K₂O也較好。

表4 抗堿性試驗結果

結論

選用粗顆粒,、中顆粒,、細粉質量比為58:22:20，其中α-Al₂O₃微粉加入量為6%（w）,，uf-SiO₂加入量為6%（w）,，71水泥加入量為1%（w）制備棕剛玉澆注料。澆注料的結構致密,、高溫線變化小,、高溫強度高、抗熔渣及鐵水滲透侵蝕性好,，在高溫還原氣氛下長期使用性能較好,。可以達到還原氣化爐的要求,。