钢包用耐火材料

砌筑钢包用耐火材料也经历了一系列变化，Al₂O₃—SiO₂耐火材料种类熔蚀速率与Al₂O₃含量(反映在相组成上为刚玉、莫来石含量)有一定关系，但非线性关系。以铝土矿为基的高铝砖，通过添加膨胀性矿物调节基质结构以平衡高温热负荷下的砖体收缩的所谓“微膨胀高铝砖”，在实际使用中也可获得较好的效果。

采用铝镁质和刚玉一尖晶石质浇注料整体浇注包衬材料，具有施工方便，无砌缝的优点。从技术进步和高效节能的角度考虑，整体浇注是必然的发展趋势。然而，在同一材料的情况下，包衬质量受现场制作条件的影响极大，而且整体包衬拆除比较困难。于是推出了“预制块”衬砖，它是成型的不定形耐火材料，故生产工艺原理属于不定形耐火材料范畴。

以下耐火材料是近年曾经用过和仍在使用的品种，其中有不烧砖者，基本上是当前最普及的预制块。

1、高铝砖

以煅烧的刚玉一莫来石质铝土矿为主原料，黏土做结合剂，添加适量蓝晶石精矿粉，借其分解相变和与刚玉发生二次莫来石化反应，促进砖体烧结并产生约小于1％的体积膨胀。此工艺需严格控制蓝晶石数量和粒度以及烧成温度，否则，会造成较多裂纹和尺寸公差废品。这类砖在使用过程中终将产生收缩效应，故而并不能完全消除砌缝。

含Al₂O₃80％(质量分数，下同)左右的高铝砖的显微结构由微粒状(一般小于20—30μm)刚玉和少量莫来石、钛酸铝(AT)构成的粗颗粒和同样组成的基质构成。晶间填充玻璃相。AT本质上属于耐火相，具有膨胀系数小的优点，但当其与玻璃相接触时易溶于其中，显著地降低液相的黏度。

2、铝镁砖

以煅烧铝土矿和预合成尖晶石添加结合黏土制备的不烧耐火砖，相当于本系材料的散状料预制块，它具有体积密度较高、抗热震性好和带有砌砖缝的特点，其使用性状介于砖和浇注料之间，有其双重的优、缺点。也可以用镁砂和铝土矿细粉调配成基质料，一般中档铝镁浇注料就是如此配料的。不烧砖舍弃烧成工序有利于节能和提高成品率，但在使用过程产生较大体积收缩并扩宽砖缝，却是个不可忽视的问题。铝土矿与尖晶石的比例以及尖晶石的加入方式遵从确定的工艺要求，可在一定范围内调整。通常控制Al₂O₃含量在70％—80％，MgO在10％左右。

3、刚玉质浇注料

刚玉质浇注料在国外应用的相当普遍，或以电熔白刚玉或以T-氧化铝做原料，铝酸钙水泥(CAC)结合。开始，只用T-氧化铝，为推销产品Alcoa公司为用户提供无偿配方，强调其优点。主要论点有：

(1)T-氧化铝晶内多封闭气孔，有益于耐热震性；

(2)异常长大的晶体表面粗糙有益于增强粒间结合；

(3)超高温烧结，体积稳定。

对于散状料而言，原料的性质固然重要，但更为重要的是颗粒一基质之间的结合强度。据此认为：T_氧化铝和电熔刚玉不应该有明显差异。Jain为了探讨用电熔刚玉取代T-氧化铝的可能性，以两种原料分别配制通用的低水分、低水泥浇注料和可塑料，于不同温度范围测定其体积密度、显气孔率、耐压强度和高温抗折强度、高温荷重变形和抗热震性等常温一高温性能，结果表明：两种材料之间没有什么区别。常用耐火浇注料和耐火可塑料的Al₂O₃含量在90％左右；而低水分、低水泥浇注料可高达97％—98％。

整体钢包衬用材料为常用型浇注料，从侵蚀机理角度分析认为：适量的铝酸钙水泥并不影响使用效果。

4、刚玉—尖晶石质浇注料

过去20多年的实践表明：在刚玉(烧结或电熔)料中配入一部分(20％—30％)镁铝尖晶石在改善抗热震性和熔渣渗透程度上有明显作用，遂成为应用范围广泛的高档钢包料。镁铝尖晶石可以是预合成颗粒和细粉(以细粉方式加入最好)；也可以借原位反应方式加入轻烧氧化镁细粉，或者是两种方式兼用之。

5、铝土矿—尖晶石浇注料

铝土矿—尖晶石浇注料为中档钢包衬材，配料组成与铝镁不烧砖相近。

6、MgO-C砖

许多大型钢包采用复合砌筑工艺，侵蚀严重的渣线区用MgO-C砖砌筑。国外用于钢包的耐火材料品种更为繁多，除上述材料外，还用共同烧结白云石油浸砖和烧成砖(含CaO46％)、共同烧结镁铬制品和高钙镁质(含CaO12％)浇注料等。也常在钢包底使用Al₂O₃-MgO-C质材料。