由于高爐出鐵溝澆注料現(xiàn)多采用超低水泥澆注料使用，因此它的凝結(jié)掩護(hù)機(jī)理是凝聚結(jié)合。超微粉的作用十分重要，是決定和影響其性能的關(guān)鍵因素。
（1）超微粉。
超低水泥耐火澆注料用的超微粉主要活性為sio2粉、a-al2o3粉和cr2o3粉等，其含量分別為93.2%、90%、99%，這三種超微粉的粒徑分布小于1.0um的大于71%。
超微粉對高爐出鐵溝澆注料抗折強(qiáng)度的影響。耐火澆注料的配合比相同，CAO含量為0.6%，三組試樣分別加入sio2粉、a-al2o3粉和他們的復(fù)合粉，用量相同。隨著加熱溫度的升高，摻加不同超微粉的澆注料，其強(qiáng)度有所增加。不同的超微粉,對澆注料強(qiáng)度的貢獻(xiàn)也不同。摻加活性SO2和a-A1O3等量復(fù)合的超微粉,其強(qiáng)度最高,其次為摻加活性SO2超微粉的澆注料,摻加氧化鋁超微粉的澆注料,其強(qiáng)度最低,加熱溫度達(dá)到1500℃時,摻加3種超微粉的澆注料,其強(qiáng)度基本相似。說明配制超低水泥耐火澆注料時,最好用復(fù)合超微粉,單獨使用時,應(yīng)優(yōu)先選用活性SiO2超微粉。但是,SiO2超微粉用量增多,將會降低澆注料中的Al2O3含量,同時增加了游離石英,必導(dǎo)致澆注料抗渣性的下降。例如,鐵溝澆注料的配合比:高鋁骨料70%,SiC4.2%,C5.8%,分散劑0.2%,水6.5%,高鋁粉和SO2超微粉合量10%。采用坩堝法在還原氣氛下進(jìn)行抗渣試驗。試驗條件:標(biāo)準(zhǔn)渣的堿度為1.105,加熱溫度和保溫時間1500℃,4h。隨著SiO2超微粉用量的增加,抗渣性有個最佳值,即超微粉用量為5%左右時,抗渣性最好。
超微粉用量與澆注料耐壓強(qiáng)度的影響：澆注料的配合比不變,耐火細(xì)粉和超微粉的合量不變。從圖中看出,隨著超微粉用量的增加,1600℃燒后耐壓強(qiáng)度也增大,但有個最佳值,SiO2超微粉用量為5%左右,A2O3和r2O3超微粉用量為7%左右,此時強(qiáng)度較好。其他性能也優(yōu)良;從超微粉品種來看,增強(qiáng)效果最好的是SiO2超微粉,其次是Al2O3超微粉Cr2O3超微粉增強(qiáng)效果較差。同時看出,SO2超微粉的增強(qiáng)比后兩種超微粉的高2.5-4.4倍。
（2）外加劑
外加劑種類較多,現(xiàn)以分散劑和減水劑為例,說明對出鐵溝澆注料性能的影響。分散劑用量對澆注料強(qiáng)度的影響：澆注料的配合比一定時,摻加不同量的分散劑,可減少施工水用量。當(dāng)施工水用量一定時,從圖中看出,隨著分散劑用量的增加,烘干壓強(qiáng)度有個最佳值。即分散劑用量為0.15%~0.2%時,強(qiáng)度最好。未加或用量大于0.5%時,其強(qiáng)度變差或試樣開裂,這是由于澆注料的流動性差、成型體不致密的緣故。
減水劑品種較多,應(yīng)通過試驗合理選擇。在超低水泥剛玉澆注料的配合比確定后,分別用磷酸鈉、聚氰胺類縮合物和萘磺酸鹽類縮合物(以A、B和C表示)作減水劑,篩選適宜的用量,配制耐火澆注料,其工藝參數(shù)和性能,未加減水劑的澆注料于超微粉的自發(fā)團(tuán)聚,無法有效的填充其孔隙,且分布極不均勻,大量的水被包裹在絮凝體或填充在孔隙中,因此導(dǎo)致水用量加大,熱處理后的體積密度低、氣孔率高、強(qiáng)度低,同時也利于燒結(jié):聚磷酸鹽有一定的分散減水效果,在一定程度上能阻止超微粉的自發(fā)團(tuán)聚,使之充分地填充在孔隙中,提高了水的利用率,即減少了水用量,減水率約為17%。所以,澆注料的體積密度提高、氣孔率下降,與未加減水劑的相比,燒后耐壓強(qiáng)度提高了0.6~1.9倍,溫抗折強(qiáng)度提高了1.25倍:B和C為有機(jī)高效減水劑,其分散減水效果尤為顯著,減水率分別為25%和28%,與未加減水劑的澆注料相比,其體積密度約提高3.5%,氣孔率下降15%,燒后耐壓強(qiáng)度提高了1-4倍,高溫抗折強(qiáng)度提高了3.5倍多?？傊?在配制超低水泥耐火澆注料時,必須摻加減水劑,而且應(yīng)優(yōu)先選用有機(jī)高效減水劑。
（3）鋁粉
在鐵溝耐火澆注料中,一般均摻加金屬鋁粉,起快干和增強(qiáng)的作用。其粒徑和用量,對澆注料的性能有較大的影響,應(yīng)合理選擇。在AL2O3-SC-C質(zhì)超低水泥澆注料中,金屬鋁粉的粒徑越小、施工環(huán)境溫度越高,則化學(xué)反應(yīng)的越劇烈,產(chǎn)生的氣體越多,料溫也越高。這對澆注料的脫水是有利的,即可快速烘烤但反應(yīng)過快,易形成假凝,對強(qiáng)度不利。
鋁粉粒徑對澆注料耐壓強(qiáng)度的影響：澆注料配合比相同。設(shè)鋁粉用量為x%,本試驗其用量為3x,水用量為4%,環(huán)境溫度23℃鋁粉粒徑大,對強(qiáng)度不利,其粒徑大小,對烘干耐壓強(qiáng)度有一定好處,但其余強(qiáng)度有所下降:鋁粉粒徑為88-44um時,強(qiáng)度較好。
鋁粉用量應(yīng)根據(jù)耐火澆注料性能和施工條件而定,在保證有利排氣和快干的前提下,應(yīng)盡量少用。
（4）外加物
在Al2O3-SiC-C質(zhì)超低水泥耐火澆注料中,應(yīng)接有SiC和炭素材料,以便提高其抗渣性和熱震穩(wěn)定性等性能。試驗與使用證明,SiC和炭素材料的品級和用量,對澆注料的性能有較大的影響,應(yīng)合理選擇。同時,高爐的大小和使用部位的不同,其品級和用量也不同。在一般情況下,大、中型高爐的主鐵溝或渣溝,用優(yōu)質(zhì)的SC和炭素材料,中、小型高爐的則用低檔的SiC和炭素材料:SiC的用量一般為5%-35%,炭素材料主要有瀝青、鱗片石墨、電極粉和土狀石墨等,其用量為2%-6%。
在鐵溝耐火澆注料中,SiC和炭素材料一般以細(xì)粉狀態(tài)摻加,SiC最好用超微粉。由于該料中含有SiC和炭素材料,因此抗氧化性降低,即碳氧化,留下較多微孔,鐵水或爐渣則不斷的滲入到內(nèi)部,同時形成脫碳層,導(dǎo)致襯體的損毀,摻加金屬鋁粉,能提高澆注料的抗氧化性驗證明,同時摻加金屬硅粉即A1粉和S粉復(fù)合使用,抗氧化性效果更好,而且可提高澆注料的強(qiáng)度,這是由于在高溫下金屬硅和鋁與碳反應(yīng)生成SiC和AL2O3后,使其組織結(jié)構(gòu)及其表更致密化的緣故。
在A2O3-SiO質(zhì)超低水泥耐火澆注料中,摻加2%-8%的藍(lán)晶石細(xì)粉,在1200~1400℃的高溫下可促進(jìn)莫來石的形成,從面提高其強(qiáng)度,藍(lán)晶石不但是膨脹劑,而且是礦化劑。
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