電爐煉鋼已發(fā)展成為煉鋼的主要方法之一,。電爐爐蓋在使用過程中經(jīng)常處于高溫,、熔渣侵蝕和急冷急熱的狀態(tài)下,，電極孔周圍的工作條件更為苛刻,。鋼纖維增強澆注料具有抗熱震穩(wěn)定性及抗高溫熔體侵蝕性優(yōu)異,、高溫體積穩(wěn)定性及高溫結(jié)構(gòu)強度好等特點,。
試制過程原料
以特級礬土熟料和燒結(jié)剛玉為骨料和摻合料，鋁酸鈣水泥為結(jié)合劑,，外加少量減水劑和一定比例的耐熱鋼纖維,。主要原料的理化性能見表1。
表1主要原料的化學成分/%
鋁酸鈣水泥的物理性能：初凝2h 55min,，終凝5h 38min,；凈漿強度3d 74.58MPa，7d 80.16MPa,；細度<0.1mm 99.30 %,；耐火度1710-1730℃。
澆注料的性能研究
鋁酸鈣水泥對澆注料性能的影響鋁酸鈣水泥質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響澆注料的性能,。如用同一牌號的新,、舊(存放1年以上)水泥作結(jié)合劑配制的澆注料，使用效果大不一樣,。用新水泥配制的澆注料流動性好,，強度高，且無減水劑析出的現(xiàn)象,。而用舊水泥配制的澆注料,，干燥后耐壓強度及抗折強度分別比前者下降58.1%和40.3%。且流動性差,，凝結(jié)快,。由此可見,，水泥本身的性能對澆注料的物理性能有很大影響。
減水劑對高鋁澆注料的影響：在保證澆注料和易性的條件下,，應盡量減少用水量,。當加水量過大時，加熱后水分逸出,，空隙增多,，結(jié)構(gòu)疏松，導致施工體強度下降,，線變化率增大,。
用水量和溫度不同，鋁酸鈣水泥水化后的產(chǎn)物也不同,。用水量過多時水化反應雖能生成CAH10,，但水化產(chǎn)物的晶型轉(zhuǎn)變過程為CAH10—C2AH8—C3AH6和A·aq—AH3。CAH10和C2AH8為介穩(wěn)相,，有較高的強度,，易轉(zhuǎn)變?yōu)榉�(wěn)定的C3AH6和AH3晶體，強度隨后降低,。沒有或僅有極少量的鋁膠生成,；當用水量少時，水化反應就會產(chǎn)生較多的非晶質(zhì)鋁膠(AH3)及C3AH6,。澆注料在烘干過程中不存在CAH10轉(zhuǎn)化為C3AH6的反應,，即不出現(xiàn)晶型轉(zhuǎn)化和空隙增多而造成的強度下降。所以用水量少,，烘干強度相應提高,。同時由于水灰比小，部分水泥在養(yǎng)護時未充分水化,，在烘干和加過程中,，H20或OH-進入(或透過水泥顆粒周圍形成的絨毛狀的鋁膠)鋁酸鈣礦物結(jié)構(gòu)中，形成水化鋁酸鈣,。由于鋁膠包裹水泥顆粒與針狀或板狀水化鋁酸鈣交錯生長,，相互連接,，從而提高了強度,，填充了孔隙，使結(jié)構(gòu)致密,。
為降低水灰比,，提高澆注料的致密度和強度，在澆注料中加入水泥用量為0.6%~1.0%的減水劑,，加水量比原來減少了15.5%~18.2%,。
耐熱鋼纖維對澆注料的影響
澆注料中加入鋼纖維可提高抗應力一應變能力,，提高韌性、熱震穩(wěn)定性,、抗開裂及抗剝落性,。減小養(yǎng)護、干燥后及熱處理后的收縮,，延長了鋼纖增強維澆注料的使用壽命,。
本試驗加入直徑Φ0.6mm，長30~40mm的耐熱鋼纖維1.5%~4.0%,。中溫強度明顯提高,，在1000℃加熱3h后，其耐壓強度比未加鋼纖維的試樣提高67.7%,，抗折強度提高22.7%,。由于澆注料在低溫和高溫時以水硬產(chǎn)物及陶瓷結(jié)合取得強度，在中溫時由于水化產(chǎn)物脫水已失去強度,，而陶瓷結(jié)合此時還未形成,，因此加入鋼纖維來提高中溫強度是非常必要的。
澆注料燒后線變化率測定結(jié)果表明,，澆注料中加入鋼纖維減少了其加熱后的殘余收縮,。
對澆注料進行熱震試驗，經(jīng)31次循環(huán)后剝落僅為原試樣長度的0.87%~2.60%,。澆注料的理化性能：Al203 83.48%,，SiO2 9.62%，熱處理后體積密度2.89~2.90 g·cm-3,，110℃,，24 h、1500℃,，3 h熱處理后抗折強度分別為 20.0~20.4 MPa,、21.0~29.4 MPa ，110℃,，24 h,、1500℃，3 h熱處理后耐壓強度分別為83.1 MPa,、142.5 ~ 160.0 MPa,，1500℃，3h熱處理后線變化率為-0.1%~﹢0.1%,，耐火度＞1790℃,。
應用：過去由于各種條件限制，10t電爐每天煉鋼1~3爐，爐蓋平均使用壽命33爐,。將該澆注料在10 t電爐爐蓋(Φ3.8m)電極孔(Φ420 mm)區(qū)域使用,。電爐爐蓋采用環(huán)形砌筑，先用Ⅰ等高鋁磚干砌13圈,，然后在每兩個電極孔中間濕砌(加火泥)8層,。在冶煉過程中除因加料時斷電外，還時常因電力供應不足而停爐(最長時間達9 h50 min),，且冶煉鋼種混雜,，爐蓋在使用14爐時，耐火磚已剝落約1/3的厚度,，而澆注料則完好如故,；使用25爐后耐火磚約剝落1/2，澆注料的剝落還不明顯,；使用38爐后,，因耐火磚嚴重剝落而停止使用。取樣測得電極孔澆注料殘余厚度160 ~180 mm,，耐火磚殘余厚度50~80mm,，剝落嚴重處的耐火磚僅余45~50mm。據(jù)該單位操作工反應,，過去電爐爐蓋平均使用壽命33爐,，但不到20爐電極孔區(qū)域就開始“跑火”，不得不采用磚和鎂砂加鹵水修補,。而試驗爐蓋電極孔周圍一直完好無損,，其性能明顯好于Ⅰ等高鋁磚，爐蓋使用壽命較原來提高15%以上,。鋼纖維增強澆注料具有耐熱震性好,，烘烤和使用過程中無開裂、剝落現(xiàn)象,；而且耐高溫熔體侵蝕性好和高溫體積穩(wěn)定性好,。