目前,耐火澆注料的發展已基本上能夠滿足冶金行業的需要。對于熔鋁爐來說,雖做過大量的研究,但爐子在使用中出現裂紋的現象卻難以得到解決,一旦出現裂紋,鋁液將會滲入內襯,從而破壞整體結構,大大降低爐子使用壽命。為此,研制出了抗鋁液滲透的澆注料,該澆注料具有中溫強度高,燒后呈微膨脹狀態,能有效提高抗鋁液的滲透性。

　　1　試驗

　　1.1　原料的選擇

　　采用Ⅰ級高鋁料和Ⅱ級高鋁料作對比試驗,外加燒結劑、膨脹劑和結合劑等原料。

　　1.2　粒度及配比

　　試驗共選用5組配方:A配方選用Ⅰ級高鋁料,粒度為5～ 3 mm占35%～ 40%,3～ 1 mm的占15%～ 20%,1～ 0mm的占5%～ 10%,< 0.088 mm的占10%～ 20%,燒結劑粘土5%～ 10%,膨脹劑藍晶石3%～ 8%,復合結合劑7%;B配方選用Ⅱ級高鋁料,其他配比與A相同;C配方選用Ⅰ級高鋁料,粒度為5～ 3 mm占30%～ 35%,3～ 1 mm的占20%～ 25%,1～ 0 mm的占10%～ 15%,< 0.088 mm的占10%～ 20%,燒結劑粘土5%～ 10%,膨脹劑藍晶石3%～8%,復合結合劑7%;D配方選用Ⅱ級高鋁料,其他配比與A相同, E配方選用Ⅰ級高鋁料,粒度為5～ 3 mm占30%～ 40%,3～ 1 mm的占15%～ 25%,1～ 0 mm的占5%～15%,< 0.088 mm的占10%～ 20%,燒結劑粘土5%～15%,膨脹劑藍晶石3%～ 10%,復合結合劑7%。

　　1.3　試樣的制備

　　把各種配料放入攪拌鍋中攪拌約2 min,加水后攪拌2min,然后放入模具中,在振動臺上振動成型,制成40 mm×40 mm× 160 mm的樣塊。

　　2　性能測試及結果

　　樣塊烘干及燒后的強度、體積密度及線變化率見表1。

　　2.1　抗鋁液滲透性試驗

　　用A～ E 5種配方制成5個 70 mm× 70 mm,內孔 36mm× 36 mm的坩堝,放入鋁箔燒至1300℃ ,保溫3 h后冷卻。然后將熔渣倒出,B、D配方需用力磕碰才能倒出,A、C配方輕輕一碰,就可倒出,E配方不需磕碰即可倒出,說明E配方的抗侵蝕性較好。切開各坩堝后發現,A、B、C、D均有不同程度的滲鋁情況,E配方則無。

　　3　討論

　　由試驗結果可看出,Ⅰ級高鋁料比Ⅱ級高鋁料制出的產品強度高,體積密度大,這是因為Ⅰ級高鋁料比Ⅱ級高鋁料易燒結。影響高鋁礬土燒結性的主要因素是二次莫來石和液相作用,Ⅰ級礬土燒后玻璃相雖然與Ⅱ級礬土差不多,但Ⅰ級礬土中二次莫來石形成量較少,因此較易燒結。Ⅱ級礬土中由于二次莫來石形成量較高,玻璃相少,故難燒結。

　　在澆注料中加入燒結劑可在中溫下燒結。但燒結劑具有收縮性,所以同時還應該加入合適的膨脹劑,使澆注料處于微膨脹狀態。同時可提高試樣的體積密度和強度,這樣可有效防止澆注內襯出現裂紋,達到抗鋁液滲透的目的。

　　4　使用

　　綜合考慮試驗結果,決定采用E配方為用戶生產熔鋁爐用澆注料,使用情況良好,無裂紋現象出現,預計壽命可達4.5年左右。