目前，高炉出铁沟渣线内衬主要使用碳化硅含量较高的浇注料，随着高炉容积增大，出铁量增加，以及低质量铁矿石、焦炭使用，加速了出铁沟渣线的损毁，因此，需要开发出高抗渣蚀性铁沟料。出铁沟渣线内衬用浇注料所必须的主要性能是高抗渣蚀性、高抗热震性和有效的抗氧化性能。在实际生产中往往依赖增加碳化硅的含量来提高浇注料的抗渣性，但是碳化硅含量增加会导致加水搅拌后是浇注料的流变性能下降，流动性差致使施工困难。使用硅微粉可以提高浇注料的流动性，但是这又会加大熔渣与内衬材料之间的化学反应，降低材料的耐火度、抗热震性和抗渣蚀性。为解决这些问题，日本的研究人员在碳化硅含量高的浇注料中使用具有较高热应力的特殊黏土、超细碳粉和碳化硅超细粉来替代二氧化硅超细粉。利用这些材料开发了具备一定流动性的高炉出铁沟用浇注料，其特点是抗渣性、抗热震性好、抗氧化效果好。
    试验中为了替换硅微粉，选择了具有类似性能的材料，如煅烧氧化铝、炭黑和高岭土，并分别分析了这些替代物的性能。利用这些 替代物分别制备了不同的试样。与标准试样相比，试样A中不含硅微粉和高岭土；试样B中含有大量铝酸钙；试样C中含有高岭土，试样D中含有炭黑。试样E中含有的高岭土高于试样D。其他成分有氧化铝、高铝水泥、反絮凝剂等，其总量在13.5%~16.5%之间。各试样的配比列于表1。
表1 替换硅微粉的浇注料试样配比（w）/%

    从试验结果看出，不含硅微粉的试样A流动性不好，即使提高其加水量，流动性也提高不大；试样B和C中，提高加水量后分散性下降，其中，黏土的分散性高于铝酸钙水泥的。含有黏土和高岭土的试样D的效果较好；含有高岭土和炭黑的试样E的流动性远远高于标准试样。
    试样的硬化、物理性能、耐蚀性等试验结果表明，含有硅微粉的标准试样具有稳定的强度，用高岭土替换硅微粉的试样C和用高岭土与炭黑混合粉替换硅微粉的试样E具有较高的强度；试样D和E的气孔率低于标准试样。抗渣性试验结果表明，在所有试样中，试样E受到的渣侵蚀最少。
    用试样E的配方制成浇注料在日本某钢厂进行实炉试验。结果表明，试样E的蚀损速率低于传统的浇注料，从试验开始到试验结束内衬上没有出现裂纹，而对比试验的标准浇注料很快产生龟裂，产生的裂纹在使用过程中继续扩展。
    传统认为，在浇注料中不使用硅微粉，需要在搅拌时增加加水量，但这会引起材料物理性能的降低以及抗渣蚀性的下降。本研究结果表明，在浇注料中使用炭黑、合适的反絮凝剂和最佳数量的高岭土可以补偿硅微粉的作用。使用这些复合添加剂甚至能够提高浇注料的抗热震性和抗渣蚀性。

（编译自俄刊《耐火材料与工程陶瓷》2011，№4/5）