金属硅在耐火浇注料中的作用（Al2O3-SiO2系耐火浇注料的发展与应用简介）

金属硅在耐火浇注料中的作用（Al2O3-SiO2系耐火浇注料的发展与应用简介）低水泥浇注料(LCC)1.0~2.5传统水泥浇注料(CC)>2.5如今，低水泥耐火浇注料已广泛用于冶金、石油、化工等行业，并取得了良好的效果。例如，纪国富通过低水泥浇注料在马钢均热炉上从施工，烘炉到正式生产的应用情况，发现在低温和中高温时，低水泥浇注料具有耐压性好、抗折强度高、高温体积稳定性好等特点，并使均热炉坑的平均寿命达到3年以上。然而，低水泥系列耐火浇注料迄今尚没有准确的定义。早年美国材料测试学会(ASTMC401-2001)和当前国际标准化组织(ISO/DIS1927-1)都根据耐火材料中的CaO含量(主要来自铝酸钙水泥)，对耐火浇注料进行了如下分类：浇注料种类CaO%

Al2O3-SiO2系耐火浇注料的技术进步主要体现在Al2O3-SiO2-CaO三元系统高温性能的提高上。所采用的主要方法是降低浇注料中水泥的用量。早期的Al2O3-SiO2系浇注料采用矾土水泥结合，例如，在普通硅酸盐水泥结合的硅酸铝质浇注料中水泥加入量就达15%~35%。由于矾土水泥中CaO含量相当高，浇注料中的CaO含量达3%~11%，CaO与浇注料中的Al2O3和SiO2反应生成生成熔点相对低的钙长石(CaO·Al2O3·2SiO2)和钙铝黄长石(2CaO·Al2O3·SiO2)，这就降低了硅酸铝浇注料的耐火度和高温结合强度等高温性能，使其抗侵蚀和抗冲刷性能下降，从而使得它们只能在1300℃以下使用。

此外，这种浇注料养护强度有赖于水泥结合剂中各种水化物形成凝胶，加热时水化物脱水，在800℃~1000℃之间由于水化物结构和陶瓷结构更替过程中化学反应导致体积收缩，形成疏松状结构，造成中温强度降低，从而导致浇注料损毁，这对于普通浇注料的使用性能极为有害。

低水泥浇注料

低水泥浇注料是上世纪80年代以来耐火浇注料发展的潮流。它是在黏土结合火浇注料的基础上发展来的，其性能优于黏土结合浇注料，它集多种耐火浇注料的优点于一身，如具有良好的触变性，即拌和料有一定的形态，稍加外力便开始流动，解除外力则保持已获得的形状，所以还称为触变性耐火浇注料，自流浇注料也属于此范畴。低水泥浇注料主要是通过采用超微粉、高效分散剂及精确的颗粒级配等，将浇注料中的水泥用量降低至8%以下，使高铝水泥带入的CaO含量小于2.5%、用水量降至4%~7%，从而提高了浇注料的性能，如烘干和烧后线收缩率减小，结构趋向于致密化，强度提高等。

如今，低水泥耐火浇注料已广泛用于冶金、石油、化工等行业，并取得了良好的效果。例如，纪国富通过低水泥浇注料在马钢均热炉上从施工，烘炉到正式生产的应用情况，发现在低温和中高温时，低水泥浇注料具有耐压性好、抗折强度高、高温体积稳定性好等特点，并使均热炉坑的平均寿命达到3年以上。

然而，低水泥系列耐火浇注料迄今尚没有准确的定义。早年美国材料测试学会(ASTMC401-2001)和当前国际标准化组织(ISO/DIS1927-1)都根据耐火材料中的CaO含量(主要来自铝酸钙水泥)，对耐火浇注料进行了如下分类：

浇注料种类CaO%

传统水泥浇注料(CC)>2.5

低水泥浇注料(LCC)1.0~2.5

超低水泥浇注料(ULCC)0.2~1.0

无水泥或超微粉浇注料≤0.2

目前，低水泥、超低水泥Al2O3-SiO2系浇注料发展迅速。其主要发展趋势是提高性能(如抗热震性和抗渣性等)，以便提高其使用寿命，扩大应用范围。为此，人们做了很多研究工作，如通过调整结合系统、引入抗渣或抗热震性好的组分(如氧化物中ZrO2、Cr2O3，非氧化物中SiC，Sialon等)等来进一步改善低水泥Al2O3-SiO2系浇注料的抗热震性和抗渣性。