目前，國內(nèi)外用于高爐出鐵溝不定形耐火材料主要為Al2O3-SiC-C質(zhì)，其他還有莫來石-碳化硅-碳質(zhì)、氧化鋁-碳質(zhì)、鎂鋁尖晶石質(zhì)等，所用結(jié)合劑也有無機(jī)和有機(jī)多種類型。

（1）德國小型高爐出鐵溝，一般采用含碳化硅搗打料。大型高爐出鐵溝，一般采用化學(xué)結(jié)合Al2O3-SiC-C質(zhì)搗打料，有時(shí)摻加Si3N4以增強(qiáng)抗氧化性和耐侵蝕性。近年來，德國也引進(jìn)和開發(fā)了出鐵溝用Al2O3-SiC-C質(zhì)澆注料和干式振動(dòng)料。

（2）法國的高爐出鐵溝一般也使用Al2O3-SiC-C質(zhì)澆注料，而后在其基礎(chǔ)上又研制出了一種自流澆注料，使主出鐵溝工作襯壽命大幅度提高。

（3）美國高爐出鐵溝用耐火材料也取得了很大發(fā)展，研制出了各種搗打料、干式振動(dòng)料和澆注料，其中Al2O3-SiC-C質(zhì)澆注料使用效果好。主鐵溝在使用這種澆注料后，在不修補(bǔ)的情況下，通鐵量達(dá)15萬t，若按計(jì)劃修補(bǔ)，通鐵量可達(dá)40萬t。

（4）日本幾乎所有高爐出鐵溝都使用Al2O3-SiC-C質(zhì)澆注料，但部分小高爐出鐵溝仍使用礬土或合成莫來石-碳化硅-碳質(zhì)搗打料，還有部分高爐出鐵溝，因局部損壞而全面拆除的不經(jīng)濟(jì)而采用熱態(tài)噴補(bǔ)修理。表3-90為日本高爐出鐵溝用澆注料和振動(dòng)料的性能。耐火澆注料一般采用結(jié)合黏土作結(jié)合劑，也有用鋁酸鹽水泥或磷酸鹽的。據(jù)河南耐火材料廠專家介紹，近年來，隨著一批大、中型高爐在我國的相繼建成，出鐵溝用耐火材料在國內(nèi)獲得大量、廣泛的研究，得到長(zhǎng)足的發(fā)展，其生產(chǎn)、使用水平接近于世界發(fā)達(dá)國家。

（5）我國中小型高爐出鐵溝，一般采用以黏土、碳化硅、石墨或焦粉和瀝青等配成的耐火搗打料。而大型高爐則采用以電熔剛玉、碳化硅、少量金屬硅和金屬鋁粉以及適量的促凝劑和解膠劑等高級(jí)原料配成的澆注料。我國大型高爐（容積4063m3）采用從國外引進(jìn)的Al2O3-SiC-C低氣孔髙密度澆注料，主要原料選用致密電熔剛玉、碳化硅、添加少量金屬硅、金屬鋁粉和一定量的促凝劑、解膠劑等。我國某研究院研究了高爐出鐵溝澆注料，他們以棕剛玉為主要材料，適當(dāng)配入SiC、炭質(zhì)材料、黏土、高鋁水泥、超微粉和外加劑制成出鐵溝澆注料，其配比為：棕剛玉60%-80%，SiC10%-30%，黏土1%-5%，高鋁水泥2%-5%，超微粉1%-5%，外加劑0.3%-1.0%。該澆注料原料易得，成本低廉，施工方便，使用壽命長(zhǎng)。

高鋁碳化硅磚在鐵水溝應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)分析

高鋁碳化硅磚是以碳化硅(sic)為主要原料,根據(jù)要求配以各種結(jié)合劑,經(jīng)高壓成型，剛玉碳化硅磚制品具有良好的熱穩(wěn)定性和較高的導(dǎo)熱系數(shù),且耐腐蝕性好,是工業(yè)窯爐理想的節(jié)能材料，主要用途:用于熱外理爐、實(shí)驗(yàn)室馬弗爐、玻璃退火爐、搪瓷燒結(jié)爐、擴(kuò)散爐及各種窯爐的棚板及隔焰材料等。

面對(duì)現(xiàn)在社會(huì)鋼鐵的需求量的不斷增長(zhǎng)，也隨著生產(chǎn)設(shè)備的大型化，高爐出鐵溫度的提高，出鐵量增加，出鐵時(shí)間延長(zhǎng)。因此，高爐鐵水溝的使用條件十分苛刻。傳統(tǒng)的出鐵溝耐火材料被剛玉、碳化硅、石墨等材質(zhì)所取代。為了滿足高爐鐵水溝耐火磚的使用，通過分析對(duì)比試制高鋁碳化硅磚。

鐵水溝耐火磚在之前使用的是高鋁磚，但是發(fā)現(xiàn)高鋁磚的蝕損與鐵水中C有關(guān)，在此基礎(chǔ)上，分析了高鋁磚的蝕損過程，鐵水中的C含量對(duì)磚蝕損的影響，并通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)被蝕損的高鋁磚大致可分為3層，表層為鐵水粘附層，里層為原磚層，兩者之間為厚度約2mm的多孔變質(zhì)層。變質(zhì)層主相是小于100μm的結(jié)晶物，顯微結(jié)構(gòu)中殘存有大量大于100μm的氣孔，但沒有觀察到Fe。從變質(zhì)層/原磚界面可以看出，原磚部為AL2O3-SiO2質(zhì)即莫來石顆粒。變質(zhì)層中長(zhǎng)度為100μm的柱狀顆粒是剛玉，柱狀顆粒間的組成物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)是AL2O3-SiO2-FeO玻璃相�？梢耘袛�，這些組成物是莫來石骨料在侵蝕過程中與鋼水成分反應(yīng)所形成的。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生與鐵水中是否含有C有關(guān)，也就是說，鐵水中如果含有C，AL2O3-SiO2-FeO系玻璃相在SiO2成分還原消失的同時(shí)，F(xiàn)eO也被還原成金屬Fe，殘存的AL2O3作為剛玉晶體被析出。分析高鋁磚與鐵水的侵蝕試驗(yàn)結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：高鋁磚與1650℃鐵水接觸5h后，磚體表面生成變質(zhì)層，變質(zhì)層由剛玉顆粒和填充在顆粒間的SiO2-AL2O3-FeO玻璃相組成：高鋁磚在被鐵水蝕損過程中，鐵水中不含C，則莫來石骨料溶解生成SiO2-AL2O3-FeO玻璃相，鐵水中含C的情況下，則這種玻璃相被C還原，生成剛玉和金屬Fe。因此鐵水中的C元素對(duì)高鋁磚的侵蝕影響更是縮短了高鋁磚的使用壽命，

我們通過再一次的實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)了高鋁碳化硅磚，選用了一級(jí)高鋁礬土熟料，灰剛玉和SiC含量為94%的碳化硅砂和碳化硅粉為原料。選用紙漿廢液做結(jié)合劑。為了防止碳化硅的氧化，選用了三種不同的氧化劑均取得了一定的效果。

根據(jù)鐵水溝對(duì)耐火材料的要求，高鋁碳化硅磚應(yīng)具有良好的熱震穩(wěn)定性、抗鐵水沖砂及耐侵蝕性。約80%以上的磚單重都超過50Kg，故此應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大顆粒的極限尺寸。這對(duì)磚的熱穩(wěn)定性，耐沖砂和抗侵蝕性都是有益的。配料的顆粒極限尺寸為4mm，各種原料的顆粒組成見下表：

按照各種原料的配比，將原料放入混砂機(jī)中混練。為使防氧化劑等外加劑能均勻地分布在基質(zhì)中，采用預(yù)混合工藝。其加料順序?yàn)椋合燃尤敫咪X熟料、棕剛玉、SiC砂、干混5min后加入紙漿廢液，濕混2min后加混合細(xì)粉，混煉15min后出料，總計(jì)混煉22min。然后在1000噸機(jī)械壓力機(jī)，機(jī)壓成型，機(jī)壓成型的高鋁碳化硅磚體密分別為2.76g/cm3和2.75g/cm3，高鋁碳化硅磚的燒結(jié)在低溫階段，為避免坯體內(nèi)殘存水分排除過快而引起開裂，應(yīng)緩慢升溫，升溫速度為15-20℃/h。中溫階段可自由升溫。終燒成溫度為1430℃，保溫36小時(shí)，制品的氧化層厚度，表面低熔物大為減少，并充分燒結(jié)。

采用一級(jí)高鋁礬土熟料、棕剛玉、碳化硅為原料，外加少量輔助材料，生產(chǎn)的高鋁碳化硅磚在鐵水溝的應(yīng)用上取得了良好的效果，可延續(xù)型使用。

耐火材料出現(xiàn)開裂、脫落、易磨損怎么辦？想要徹底解決問題，需要從根源挖掘，分析出真正的原因，榮盛耐材從事耐材生產(chǎn)、研發(fā)服務(wù)多年，能解決高溫窯爐內(nèi)襯的各種疑難問題，歡迎廣大新老朋友咨詢及技術(shù)交流。