为了克服普通水泥浇注料的缺点，使浇注料具有较高的物理性能和优良的耐化学侵蚀性、提高使用温度，必须降低水泥用量，使CaO含量降低到1.5%左右。因此参照国内外经验和专利，进行了轧钢加热炉用低水泥高铝质浇注料预制块的研究。

原料和添加剂的选用

1.1 原料的选择

为了提高材料的抗震稳定性，并考虑到加热炉的最高使用温度较高(超过1100℃)，选用了B级矾土熟料作为主要原料，为了提高浇注料的结核性、干燥性和烧结性，引入了少量的粘土;为确保CaO的含量小于1.5%。选用纯铝酸钙水泥作结合剂；为了提高浇注料的流动性，配料中添加了SiO₂微粉，因其较大的表面积及表面能，还有利于增强凝聚作用，从而提高预制块的强度。各原料的化学成分列于表1。

表1 原料的化学成分，%

1.1 试水剂的确定

试验方法：将一定组成的配料分别置于几个烧杯中，每个烧杯中分别加入不同的减水剂(占配料量的0.3%);水玻璃、木质素磺酸钙、糖蜜、三聚磷酸钠及α甲基萘磺酸等，并混匀。再逐一以滴定管加水于烧杯中，边滴边搅拌，直到开始流动，进而较易流动。记下加水量，就得到不加和加入减水剂的加入量(见表2)。

不加和加减水剂浇注料的加水量/% 表2

由表2可以看出，各种减水剂均具有较好的减水效果，其中以α甲萘磺酸为佳。

1.1 促凝剂、混凝剂的选用

由于低水泥高铝质耐火浇注料预制块的尺寸较大，最大尺寸达4m以上，重量1吨以上，需室外露天成型。冬夏温差达数十度，致使凝结时间有很大的波动。夏季气温达30℃以上，凝固快，往往来不及成型，泥料已凝结：而冬季气温在0℃左右，3—5d尚不能凝结，占用大批模具。因此，在夏季需加入缓凝剂，在冬季需加入促凝剂，以调整作业时间。根据不同的产品及其工艺要求，初凝时间不早于40min至2h，初凝时间不晚于4—6h。缓凝剂可用糖蜜等，促凝剂可用MS水玻璃速凝剂，用量均在1%—3%。应当指出，有的促、缓凝剂兼有减水作用。

SiO₂微粉的选用

试验中发现，同样配方，采用不同类型的SiO₂微粉，强度波动在15—30MPa，可见SiO₂微粉的性能对质量有着很大的影响SiO₂(Ⅰ)呈灰色，遇水后手感粘性大;SiO₂(Ⅰ)呈白色，加水后，手感粘性较小，测其粒度组成和水中可溶物的含量，结果示于表3。经分析，可溶物是SiO₂。

SiO2微粉的性状 表3

从表3可以看出，尽管SiO₂(Ⅰ)粒径大于SiO₂(Ⅱ)，但90%的颗粒仍<1.6um，可溶物含量达40.32%，超过SiO₂(Ⅱ)近30%；而加SiO₂(Ⅰ)的试样强度经测试高出加入SiO₂(Ⅱ)约50%。显然，SiO₂微粉中可溶性SiO₂含量及其活性的大小对试样强度起着重要的作用。显然、选用的SiO₂微粉中不溶性部分主要起着分散作用，而可溶性部分增强了胶结作用。综合以上情况，确定Ⅰ、Ⅱ型的SiO₂微粉并用，Ⅰ型占其用量的1/3。

1.1 水泥种类的确定

以矾土水泥、电熔和烧结的纯铝酸钙水泥分别与高铝矾土熟料和其它添加剂配料。浇灌成型，制成试样，其性能示于表4。

从表4可以看出，电熔纯铝酸钙水泥具有良好的高温和常温性能，但由于价格昂贵，只适用于特殊材料。烧结纯铝酸钙水泥高温和常温性能均较好，可在1450℃以下使用，而矾土水泥价格便宜，虽然性能不如前二者，但实践证明，在1300℃以下使用，仍不失为良好的结合剂。

不同水泥高铝质耐火浇注料的性能 表4

二、预制块的生产要点

2.1 粒度的调整

优异该预制块使用范围广，尺寸相差悬殊，制定配方时首先应置于粒度的调整，分别使用极限颗粒15mm和6mm两种粒级。重量大于50kg预制块一般使用15mm粒级;中小型制品使用6mm粒级。为实现紧密堆积，必须严格控制颗粒组成，其配料组成列于表5。

预制块的配料组成，%

2.2 混合

预制块的混料过程非常关键，必须严格遵循加料循序。混炼时，尽量保持原来颗粒不被破坏;施工十分窑严格控制在配比的范围内。

2.3 成型

成型大型预制块采用振动台或振动棒成型。中小型预制块采用振动台加压成型;成型后，预制块自热养护10d以上。根据用户要求，某些预制块需要烘烤，以缩短施工烘炉时间。

预制块的理化指标及使用效果

预制块性能：Al₂O₃ 70、47%，CaO 62%，耐火度大于1770℃，重烧线变化(1400℃，3h)+0.8，110℃烘干的耐压强度26.2MPa，110℃烘干的抗折强度3.2MPa，高温抗折强度(1350℃，th)1.9MPa，体积密度2.4g/cm³。普通高铝水泥浇注料高温抗折强度(1350℃，th)为0.3MPa。

低水泥耐火浇注料预制块在特殊钢厂等轧钢厂的大、中、小型加热炉高温炉顶取代粘土浇注料，具有砌筑容易、施工及烘烤时间短，烘烤和使用中不剥落等优点。使用寿命从粘土浇注料或普通浇注料的几个月提高到1—3年，基本上与炉墙同步，取得数十万到数百万元的经济效益。