1.10铝-镁质浇注料

以氧化铝和氧化镁为主要成分的可浇注耐火材料，包括有化学结合（水玻璃结合）的、水化结合（纯铝酸钙水泥结合）的和凝聚结合（氧化硅微粉+氧化镁细粉结合）的铝-镁质浇注料。按所采用的原料品质不同可分为：普通铝-镁质浇注料；普通高铝-尖晶石质浇注料；氧化铝-氧化镁质浇注料；氧化铝-尖晶石质浇注料。

（1）普通铝-镁质浇注料是由特级或一级高铝矾土骨料与粉料（Al2O3≧85%）、烧结镁砂粉（MgO≧92%）组成的。早期（20世纪80年代）的普通铝-镁质浇注料是用水玻璃溶液作结合剂，用于作钢包内衬具有较好的抗熔渣的渗透性，适于作模铸钢包内衬；但由于这类浇注料中含有水玻璃带入的Na2O,其高温荷重软化温度较低、抗熔渣侵蚀性也差，不适于作连铸钢包和炉外精炼钢包内衬使用，因此现在改用氧化硅微粉和氧化镁细粉作结合剂，依靠凝聚作用而产生结合。

1）凝聚结合的作用机理是：SiO2微粉与MgO细粉在水中先形成溶胶。在水溶液中，SiO2胶粒是带负电的，MgO粒子在水化过程中会缓慢释放出Mg2+离子。当Mg2+离子被带负电的胶体SiO2粒子吸附并使SiO2胶体粒子表面达到等电点时，SiO2粒子即发生凝聚作用，从而产生结合作用。这类凝聚结合的浇注料避免了上述用水玻璃结合浇注料带入Na2O的不利影响，从而提高了浇注料的高温使用性能，现已普遍取代水玻璃结合铝-镁质浇注料用作中、小连铸钢包内衬。

2）凝聚结合的普通铝-镁质浇注料配料组成为：骨料为20~10mm,50%;10~5mm,10%;小于5mm，40%的高铝热料颗粒，粉料是由特级高铝熟料粉（小于0.074mm）、烧结镁砂粉（小于0.074mm）和氧化硅微粉（烟尘硅小于1μm）组成的。骨料与粉料之比一般为（65~70）：（35~30）。但粉料（基质）的配合比中要严格控制镁砂粉和氧化硅微粉的加入量。其加入量是根据使用性能要求通过试验来确定。

3）凝聚结合铝-镁质浇注料的一般理化性能如下：化学成分：w(Al2O3)68%~76%,w(MgO)6%~8%,烘干（110℃，24h）后体积密度2.80~2.95g/cm3,耐压强度30~50MPa,抗折强度5~10MPa，1500℃，3h烧后体积密度2.70~2.90g/cm3,耐压强度40~80MPa,抗折强度8~12MPa,线变化率±0.5%。此类浇注料用于作连铸钢包整体内衬。使用寿命随使用条件不同而波动，一般在80~120炉次。

（2）普通高铝-尖晶石质浇注料，是用特级（或一级）高铝矾土骨料与粉料、矾土基烧结尖晶石骨料与粉料来配制的，浇注料的结合方式有两种：水化（水泥）结合的浇注料和凝聚结合的浇注料。

1）水化结合的浇注料基质是由烧结尖晶石粉、特级高铝熟料粉（或刚玉粉）、纯铝酸钙水泥和为了的分散剂组成的。其中纯铝酸钙水泥加入量要严格控制，一般为5%~8%，加入量过多会大大降低浇注料的高温使用性能。

2）凝聚结合的浇注料基质是由烧结尖晶石粉、特级高铝熟料粉（或刚玉粉）、烧结镁砂粉、SiO2微粉和微量分散剂组成的。其中烧结镁砂粉的加入量一般为6%~8%、SiO2微粉加入量为2%~3%。

普通高铝-尖晶石质浇注料集料的粒度组成可按Andreassen粒度分布方程来调配。其粒度分布系数q值控制在0.26~0.35之间。尖晶石加入量在10%~15%之间，其中部分以3~1mm颗粒加入，部分以小于0.074mm粉料加入。一般聚凝结合高铝-尖晶石质浇注料理化性能见表17-11.

这类浇注料的特点是：中温（1000℃）与高温（1550℃）强度差别小。有助于克服因热应力而引起的结构剥落，其抗结构剥落的能力要比普通铝-镁质浇注料略胜一筹。适合于作中、小型连铸钢包整体内衬，中间包永久衬和电炉出钢槽内衬等。

（3）纯氧化铝-氧化镁质浇注料，此类浇注料的骨料用电熔白刚玉、或板状氧化铝、或电熔高铝刚玉。粉料是由刚玉细粉和微粉、反应性氧化铝粉、烧结镁砂粉、氧化硅微粉和分散剂组成的，属凝聚结合浇注料。试验结果表明：浇注料中的MgO含量应控制在6%~8%为宜，高于此范围，抗渣的侵蚀性变差。而低于此范围，抗渣的渗透性变差，要求在使用中借助于原位反应在基质中生成以尖晶石为主的结合相，而SiO2微粉的目的在于提高浇注料的强度和调节（控制）线变化率，因为SiO2微粉有促进烧结和降低因原位反应生成尖晶石的线膨胀率的作用。但SiO2微粉加入量不宜过高，过高时不但抗侵蚀性明显下降，而且抗热震性能也变差。

纯氧化铝-氧化镁质浇注料的粒度组成也可按Andreassen粒度分布方程控制其粒度分布系数q值。配制振动成型浇注料时，可取q值为0.26~0.35,而配制自流型浇注料时取q值为0.21~0.26,同时刚玉微粉（α-Al2O3微粉）最好采用双峰粒度分布的微粉，并应采用高效分散剂。

这类氧化铝-氧化镁质浇注料的一般理化性能如下：

1）化学成分：w（Al2O3）89%~91%,w（MgO）6%~8%.

2）110℃,24h烘干后：体积密度2.95~3.00g/cm3，抗折强度7.5~8.5MPa，显气孔率18%~20%。3）1500℃，24h烧成后：体积密度2.9~2.95g/cm3，抗折强度12~16MPa,显气孔率20%~23%，

线变化率+（1.0%~1.5%）.

纯氧化铝-氧化镁质浇注料，一般用于作大型钢包（大于100t）渣线以下整体内衬，使用寿命比普通铝-镁质浇注料高1倍以上，也可作其他高温炉、容器和流槽的内衬。

（4）纯氧化铝-尖晶石质浇注料，是用电熔或烧结刚玉、或板状氧化铝作骨料，粉料（基质）是由纯合成尖晶石粉、α-氧化铝微粉、反应性氧化铝粉、纯铝酸钙水泥和分散剂组成的。此类浇注料中铝酸钙水泥加入量为3%~8%（质量），属低水泥结合浇注料。

（5）这类浇注料的特点是不加入镁砂，MgO是以尖晶石形式加入，因而不存在使用中MgO 与Al2O3原位反应生成尖晶石而产生明显的体积膨胀效应。使用中残余线变化率小、体积较稳定。但尖晶石与Al2O3反应生成有阳离子空位的富铝尖晶石和铝酸钙水泥与Al2O3反应生成六铝酸钙（CaO·6Al2O3）,会出现微量的体积膨胀效应。】

浇注料的粒度组成与纯氧化铝-氧化镁质浇注料相似，根据施工性能（振动型或自流型）的要求来确定粒度配比，振动型的取粒度分布系数q值为0.26~0.35，而自流型的取q=0.21~0.26，也可按如下范围来配制：大于1mm为35%~50%，1~0.045mm为15%~30%，小于0.045mm为35%~40%。在此范围内可获得自流值大于180mm的自流型浇注料。典型的自流型氧化铝-尖晶石质浇注料的理化性能见表17-12.

纯氧化铝-尖晶石质浇注料，主要用于作大型（大于100t）钢包整体内衬，使用寿命可达200~260炉次，也可用于制作高功率、超高功率电炉炉盖衬体，以及用于制作钢包透气砖、吹氩或喷粉整体喷枪衬体等。