高炉炉底耐火材料的损毁是影响高炉炉龄的主要因素之一，而炉底经常残留铁水不可能直接修补，通过炉壳冷却炉底耐火材料可以起到抑制损毁的作用。高炉炉底用压入料就是在高炉休炉时填充在炉壳与捣打料之间产生的缝隙处，起促进冷却机能的不定形耐火材料。由于这种缝隙及其狭窄，施工要求压入料必须具有较高的渗透性。日本住友金属公司的技术人员在对现有压入料研究的基础上，通过试验，开发出新型高炉炉底用压入料。
    选用表1所示的两种现有压入料进行研究，分别测试压入料的黏度，再利用模拟压入装置在常温及150℃条件下将压入料压入0.5 mm的空隙中，观察其压入状况，研究压入料渗透速度与黏度的关系。另外，再将压入料分别经80、100、120 ℃加热处理，使其硬化，测定硬化后压入料的热导率。
表1 试样性能
试样 A B
细粉组成 鳞片石墨＋合成石墨＋SiC微粉 合成石墨＋SiC微粉
最大颗粒尺寸/mm 0.5 0.1
74μm以下颗粒质量分数/％ 50 98
树脂类型 可溶酚醛 线型酚醛
细粉料/液态树脂混合比 100/120 100/200
     A、B试样黏度测试按细粉料/树脂混合配比分别分为表1所示标准配比、细粉部分减半、不加入细粉3种情况，并将试样从室温油浴加热至100 ℃，边升温边用B型黏度计测量。结果发现试样A的黏度大于试样B，且两者不加细粉时的黏度最低，随着细粉加入量的增加黏度增加，黏度还出现随着温度的上升而降低的趋势，到100 ℃左右时，液态树脂开始硬化，黏度不易测定。
     分析试样加热硬化后的热导率与加热温度的关系可知，A、B试样均出现加热温度越高，热导率越低的现象，试样A尤为明显。观察硬化后试样的截面照片发现，经100、120 ℃加热后，试样产生气泡、呈现多孔质化，导致热导率下降。
     模拟压入试验显示，使用0.2 MPa的压力，试样可以压入0.5 mm的空隙中，在150 ℃条件下的压入速度要比室温条件下压入快，其中试样A在150 ℃压入过程中，出现冒泡泛浆现象；试样B没有气泡产生，压入后即刻收缩硬化。
     基于黏度测试和模拟压入试验的结果可知，降低压入料的黏度可有效提高压入料的渗透速度。从压入料的构成和机能考虑，液态酚醛树脂主要是起到硬化结合剂和压入时的压力媒介作用。压入料压入后要求硬化后具有一定的强度，需要使用更低黏度的液态热硬性树脂，但目前尚未有合适的材料。根据热导率测定时试样的多孔化以及模拟压入时的冒泡泛浆现象均与树脂自身所含水分有关的分析结果，将压力媒介改为低黏度、高沸点的有机溶剂，结合剂改用固体酚醛树脂。新开发的压入料细粉部分使用试样A的细粉构成，固体酚醛树脂使用定形耐火材料用树脂（熔点93 ℃、固定碳含量50％），有机溶剂使用高沸点（沸点197 ℃）的乙二醇。以细粉质量分数100％为基准，外加5％～30％的固体酚醛树脂，乙二醇的添加量是以细粉和固体树脂合计质量分数100％为基准，调整添加量保证新开发材料与试样A的流动性一致，流动值的测定依据JIS R2521标准，如表2所示试制6组试样，决定最佳配比。
表2 根据流动性试验拟定的试样配比 (w)/%
试样 1 2 3 4 5 6
细粉 95.2 90.9 87.0 83.3 80.0 76.9
固体酚醛树脂 4.8 9.1 13.0 16.7 20.0 23.1
乙二醇 103 96 94 92 87 80
     将试样2、4、6进行150 ℃加热硬化，分别测试其热导率和抗压强度，并与试样A相比较。结果发现，固体树脂添加量大于20％的试样，热导率大于试样A，耐压强度也随固体树脂添加量的增加而增加，其中试样6的热导率和耐压强度最高，而且乙二醇的添加量最少。因此，选定试样6为最佳配比并制成新型压入料，测定其黏度并进行模拟压入试验。结果显示，新开发的压入料的黏度比试样A还要低，另外乙二醇具有吸湿性能，模拟压入试验中，也没有出现气泡、硬化体多孔化现象，压入渗透速度也大幅度提高了。
 （编译自《耐火物》2010，№5）