刚玉质干式捣打料具有耐高温、抗渣侵蚀性好、不影响钢水质量、施工时间短和施工时无需烘烤等特点，被广泛应用于各种合金钢冶炼中。但是刚玉质干式捣打料目前还存在着使用寿命低，难以烧结及热膨胀性难控制等缺点。影响干式捣打料炉衬烧结的因素有烧结温度和工艺、材料的化学组成和粒度配比等。湖北斯曼新材料股份有限公司的研究人员通过在基质中引入缺陷尖晶石微粉90MA、活性氧化铝微粉等促进烧结，同时研究了烧结助剂硼酸的加入量对铝镁干式捣打料烧结性能的影响。

本试验使用的原料有电熔白刚玉（w(Al₂O₃)=99.11%，3~1、1~0.5、0.5 mm和200目）、电熔镁砂细粉（w(MgO)=95.75%，200目）、活性α-Al₂O₃微粉（AMA-10，w(Al₂O₃)=99.31%，d₅₀=1.7 μm）以及缺陷尖晶石微粉（90MA，w(Al₂O₃)=89.10%，w(MgO)=9.50%，d₅₀=1.8 μm，晶格常数a=8.06 Å）。共进行两组试验：第一组探究不同基质组成对铝镁干式捣打料性能的影响，第二组探究烧结助剂硼酸的加入量对铝镁干式捣打料性能的影响。试验配方如表1和表2所示。

表1  改变尖晶石微粉用量的试验配比（w）/%

表2  改变硼酸用量的试验配比（w）/%

按配比称量细粉，将细粉基质料在球磨机中预混30 min备用，将颗粒料加入到搅拌机中，再加入预先混合好的细粉基质料，混合10 min。在液压机上以50 MPa的压力成型为φ36 mm×36 mm的圆柱试样。将成型好的试样放置于恒温箱中，升温至110 ℃保温24 h。将试样置于高温炉中在不同温度热处理3 h。根据相关国家标准测定试样的体积密度、显气孔率、烧后线变化及常温耐压强度。

研究结果：（1）干式捣打料基质中细粉和微粉搭配能够促进基质的填充，体积密度较高，显气孔率较低，烧后强度较高；基质使用刚玉细粉、镁砂细粉和90MA微粉搭配时，降低MgAl₂O₄的反应生成速率，能够有效控制原位尖晶石生成带来的膨胀，显著提高捣打料在1 000和1 600 ℃热处理后的强度。（2）当硼酸加入量较低时，对材料烧结促进作用有限，而硼酸的加入量增加到1.5%（w）时，能够明显促进捣打料在1 000 ℃的烧结。

（摘编自《第十七届全国不定形耐火材料学术会议论文集》2023，作者李文等）