近年来，在品种钢精炼过程中熔渣碱度降低，熔渣具有更高氧化性，更低黏度，更高氧化镁溶解度，这些都加剧了对MgO-C砖的损毁程度。六铝酸钙通常是MgO-Al₂O₃-CaO系耐火材料高温条件下的反应产物，其片状结构穿插于基体中，能够起到改善材料力学性能的作用。为了提高MgO-C耐火材料的使用寿命，武汉科技大学联合唐山国亮特殊耐火材料有限公司研究了直接添加六铝酸钙对MgO-C耐火材料性能的影响。

试验采用电熔镁砂(5～3、3～1、≤1、≤0.074 mm，w(MgO)=96.51%)，鳞片石墨(≤0.15 mm)，Si粉(0.044 mm)，Al粉(0.044 mm)，六铝酸钙(0.044 mm，w(CaO)=7.60%、w(Al₂O₃)=88.35%)为主要原料；以酚醛树脂(牌号PF5323)为结合剂，制备了MgO-C耐火材料。试验配方如表1所示。先将镁砂细粉、Si粉、Al粉、鳞片石墨、六铝酸钙细粉在聚氨酯桶中预混3 h，取出备用。混碾时，先将镁砂骨料加入搅拌机内干混5 min，再倒入酚醛树脂结合剂（加入量控制在总酚醛树脂量的65%），再次混合5 min。将预混3 h的细粉分4批倒入搅拌机中，加入剩余酚醛树脂结合剂，每次混碾5 min。将混合料困料12 h后，在液压机上以150 MPa压力机压成型为140 mm×25 mm×25 mm的长条样，于220 ℃固化24 h。将表1中电熔镁砂细粉（≤0.074 mm）、Si粉(0.044 mm)、Al粉(0.044 mm)、六铝酸钙细粉(0.044 mm)按原配比配料，置于混料罐中共混3 h，在液压机上以150 MPa压力机压成型为φ20 mm×5 mm的圆片样，依旧以对应的原配方命名并于220 ℃固化24 h。将长条试样和圆片试样于1 200、1 400 ℃的温度下埋碳保温3 h热处理，随后冷却至室温取出备用。

表1 试验配方(w)/%

按照相关的国家标准检测长条试样热处理后的线变化率、显气孔率和体积密度、常温抗折强度和常温耐压强度。采用动态感应炉法进行抗渣试验：将220 ℃烘干后的25 mm × 25mm × 140 mm长条试样试验用坩埚中。将6 kg普通钢锭置入坩埚中，在感应炉中升温至1600 ℃，待钢锭全部熔化后分4次加入共计200 g的自配渣（碱度为1.5，化学组成(w)为：CaO 38.4%，SiO₂ 25.6%，Al₂O₃ 2%，MgO 4%，Fe₂O₃ 30%）。待渣全部熔化后开始计时，35 min后倒出钢水和熔渣。坩埚冷却至室温后，将试样取出。垂直其挂渣面纵向对称切开，拍照。用Image Pro图像分析软件测量试样的侵蚀面积，计算侵蚀指数(侵蚀面积÷原剖面面积×100％)，以此表征试样的抗渣侵蚀性。

结果表明：（1）六铝酸钙加入量(w)为3%时，试样的常温物理性能和抗渣侵蚀性能最好。（2）六铝酸钙加入量(w)为3%时，能促进高温下的烧结反应，在耐火材料内部生成镁铝尖晶石，有利于提升材料的物理性能。六铝酸钙加入量(w)为9%时，会形成透辉石和二铝酸钙低熔点相，高温液相的增加，不利于材料结构稳定。（3）添加的六铝酸钙在与熔渣反应生成复合尖晶石的同时，释放出游离的Al₂O₃，增加液相熔渣的黏度，提高了MgO-C耐火材料的抗侵蚀性能。（摘编自《耐火材料》2022，№1，作者向兴等）