高技術(shù)鋼包耐火澆注料是隨著連鑄、爐外精煉和治煉高級(jí)鋼技術(shù)的迅速推廣而開發(fā)的，采用優(yōu)質(zhì)高純耐火原材料、用低水泥系列澆注料技術(shù)配制的。該料具有優(yōu)良的抗渣熔渣滲透的能力，成為國內(nèi)外大中型的包內(nèi)襯材料的主流,并滿足其苛刻使用條件的技術(shù)要化。
在國外,日本用電熔別玉和電熔鎂砂及少量的硅微粉等材料為主、用鋁酸鹽水泥CA-70或CA-80作結(jié)合劑配制成鋁鎂質(zhì)耐火澆注樣,在連鑄鋼包上使用,包齡約為300次；歐美等國家用家用電熔剛玉和高純鋁鎂尖晶石等材料為主、用鋁酸鹽水泥作結(jié)合劑配制成鋁尖晶石質(zhì)耐火澆注料,在大型精煉鋼包上使用,其壽命也在200次以上:在國內(nèi),鋁鎂質(zhì)和鋁尖晶石質(zhì)耐火澆注料均可正常生產(chǎn),在寶鋼300轉(zhuǎn)爐精煉鋼包上使用,平均壽命為262次。同時(shí),吸取這兩種澆注料的優(yōu)點(diǎn),用電熔剛玉、鋁鎂尖晶石和電熔鎂砂等材料為主,用鋁酸鹽水泥作結(jié)合劑配制成鋁鎂尖晶石質(zhì)耐火澆注料,也獲得了良好的使用效果。應(yīng)當(dāng)指出,近年來用超微粉作結(jié)合劑配制成鋼包耐火澆注料發(fā)展迅速,在100及以下的鋼包上使用,其包齡可達(dá)到100次左右。該料無水泥的不利影響,可較長時(shí)間貯存。
高技術(shù)鋼包耐火澆注料與傳統(tǒng)的水玻璃和低水泥鋁鎂質(zhì)和鋁鎂尖晶石質(zhì)耐火澆注料相比,具有均衡的抗渣侵蝕性和抗渣滲透性、良好的抗熱震性或抗剝落性、足夠高的強(qiáng)度和高溫下微膨脹的體積穩(wěn)定性。因此,在高技術(shù)耐火澆注料配比設(shè)計(jì)、特別是基質(zhì)組成設(shè)計(jì)時(shí),必須注意以下幾點(diǎn):
（1）在使用中反應(yīng)生成物應(yīng)為高溫相物質(zhì),以提高料的抗渣侵蝕性；
（2）在使用溫度下有一定的高黏度液相量,以緩沖熱應(yīng)力和防止渣滲透；
（3）高溫下反應(yīng)生成物的膨脹,抵消澆注料的收縮后仍有一定的微膨脹,以提高其結(jié)構(gòu)剝落性；
（4）嚴(yán)格控制料中的SiO,含量,并使MgO含量適宜,即接近鋁鎂尖晶石的理論組成,以提高料的使用性能。
高技術(shù)鋼包耐火澆注料的基質(zhì)組成材料為剛玉粉、電熔鎂砂粉、高純鋁鎂尖晶石粉、Cr203粉,a-AL2O3和SiO2超微粉等,鋁酸鹽水泥CA-70或CA-80和外加劑等。按照基質(zhì)配料上合理選擇材料品種和用量,精心進(jìn)行顆粒級(jí)配,科學(xué)組合材料配方,就能開發(fā)成功高科技鋼包耐火澆注料。其品種有低水泥結(jié)合鋁鎂尖晶石質(zhì)、鋁鎂質(zhì)和鋁尖品石質(zhì)耐火澆注料,超微粉結(jié)合鋁鎂尖品石質(zhì)和鎂質(zhì)耐火澆注料、含鉻耐火澆注料等。
高技術(shù)鋼包耐火澆注料的耐火骨料有板狀剛玉、致密剛玉、白剛玉、礬土基剛玉、特級(jí)礬土熟料、電熔的高純鎂砂和鋁鎂尖晶石等。為了提高耐火澆注料的抗熱震性即抗剝落性,耐火骨料臨界粒徑有增大的趨勢(shì),有時(shí)選擇為30m,較常用的為25mm,耐火骨料顆粒級(jí)配一般為連續(xù)的,其級(jí)配為:25-10m占28%-23%；10-5mm,28%-24%；5-3mm占16%-12%；3-1mm占16-12%和1-0mm占22%~17%,有時(shí)也采用間斷級(jí)配,一般去掉15~10mn或10~5mmn的大部分耐大骨料。
耐火粉料即基質(zhì)料的顆粒級(jí)配(%)為:0.088-0.074mm占38%-43%；0.074mm-5um占18-23%和小于5um占26%-35%。高技術(shù)鋼包耐火澆注料的骨粉料之質(zhì)量比為67-72:28~33。應(yīng)當(dāng)指出,耐火骨料和耐火粉料的顆拉級(jí)配,骨粉料之比,應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定,以便生產(chǎn)出致密化和高性能的鋼包耐火澆注料。
鋼包耐火澆注料的損毀機(jī)理主要是高溫熔渣侵蝕和滲透所致。
（1）渣線部位以熔損為主,側(cè)壁部位因渣的滲透而導(dǎo)致龜裂和熱剝落。
（1）渣線部位以熔損為主,側(cè)壁部位因渣的滲透而導(dǎo)致龜裂和熱剝落。
（2）熔損速度與熔渣溫度、黏度及和料的反應(yīng)進(jìn)程有關(guān)。鋼水和熔渣的溫度高、在包內(nèi)滯留時(shí)間長、熔渣黏度低和基質(zhì)料材質(zhì)差,則包襯損毀亦大；
（3）熔渣滲透主要通過耐火澆注料的氣孔滲透、液相滲透和在固相中的擴(kuò)散,從而使料表面的組成和結(jié)構(gòu)發(fā)生質(zhì)的變化,形成溶解程度較高的變質(zhì)層,易產(chǎn)生剝落而加快了澆注料的損毀。
（4）耐火澆注料的化學(xué)組成相同或不同品種的鋼包澆注料,因其組織結(jié)構(gòu)和性能的不同,損毀速度亦不同能連續(xù)作業(yè),致使包襯溫度降低甚至冷包,也易發(fā)生包襯結(jié)構(gòu)剝落,降低鋼包使用壽命。
鋼包耐火澆注料中富含AL2O3,在熔渣向其內(nèi)部滲透過程中,熔渣或水泥中的大量CaO與AL2O3反應(yīng)生成高熔點(diǎn)的柱狀CA6和少量的CA2,同時(shí)Al2O3與基質(zhì)中的MgO反應(yīng)生成鋁鎂尖晶石,并均伴有體積膨脹,當(dāng)?shù)窒麧沧⒘系氖湛s后仍呈微影脹時(shí),可堵塞氣孔,能抑制熔渣的進(jìn)一步滲透,隨著CA等礦物的生成,消耗了渣中的大量CaO),使熔渣黏度增大,滲透能力降低；隨著MA的生成,基質(zhì)中含有較多的富鋁尖晶石,可捕捉熔渣中的FeO、MnO,即占領(lǐng)陽離子空穴并置換部分MgO而形成復(fù)合尖晶石固溶體,能提高料的抗渣性能。在耐火澆注料和熔渣中,均含有一定量的SiO2,在中高溫使用條件下,易與基質(zhì)料中MgO等礦物反應(yīng)而形成低熔物,并滲透到澆注料的內(nèi)部。應(yīng)當(dāng)指出,熔渣中富含SiO),將使渣變得較黏稠,降低渣的滲透能力；在澆注料中有少量的SO2,能促進(jìn)共結(jié)晶長大,使氣孔率降低,并形成較致密的阻擋層,抵抗熔渣的滲透。但是,SO2含量過多,形成的低熔物也多,致使耐火骨料滑移、基質(zhì)破壞,熔損加快,抗渣性也隨之降低。因此,為了減少低熔物的生成和提高材料的抗?jié)B透性,在澆注料配合比設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制SiO2含量。