对矾土熟料和矾土均化料两种耐火原料的理化性能进行了比较，研究以其为骨料制备的水泥窑用高铝浇注料的性能，可以满足更高一级水泥窑用高铝浇注料指标的要求。

1 试验

1.1 试验所用矾土熟料和矾土均化料为两厂家爱同一批次的试块样品。其理化性能研究过程如下：1)在破碎、分级前、分别抽两种矾土基耐火原料有代表性的块料(同一批次中)各5块，按照GB/T6900—2006测其SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃含量，按照GB/T2999—20002测其体积密度和显气孔率;2)将两种矾土块料破碎、分级后，分别按8~5、5~3、3~1和≤1mm的粒度取样，取样方法参照GB/T17617—1998，然后按照GB/T6900—2006检测不同粒度的两种原料的化学组成。

1.2 两种矾土原料在高铝浇注料中的应用

分别以两种矾土原料作骨料(8~5、5~3、3~1和≤1mm)，以特级矾土粉、SiO₂微粉、焦宝石微粉和高铝水泥为基质料(其主要化学组成如表1所示)，按照表2所示水泥窑用高铝浇注料的基础配方分别制成两种高铝浇注料，将原料称好后加入适量水搅拌均匀，振动浇注成型为40mm×40mm×160mm和100mm×100mm×30mm的试样，室温下自然养护24h后脱模，恒温、恒湿养护24h后，于110℃烘干24h。然后，一部分按YB/T5200—1993测体积密度和显气孔率，按GB/T3001—2007测常温抗折强度，按GB/T5072—2008测常温耐压强度;另一部分经1200℃热处理3h后按上述标准检测体积密度、显气孔率、常温耐压及抗折强度，同时按GB/T3002—2004测1200℃下的热态抗折强度，按GB/T18301—2001测常温耐磨性。

表1 试验原料的主要化学组成

表2 水泥窑用高铝浇注料的基础配方

2 结果与讨论

2.1 两种矾土原料的性能

破碎分级前所抽取的两种矾土块料样品的理化指标见表3。由表3可见，从各自抽取的5个样品来看，无论是Al₂O₃含量还是Fe₂O₃含量，矾土熟料的波动均远远高于矾土均化料，在极差方面，前者是后者的7倍以上，同时后者Fe₂O₃杂质的含量也显著降低。这表明，

矾土熟料由于在烧成之前没有经过严格拣选，各块之间成分波动不可避免，甚至差异很大;而经过均化处理工艺后，可以将成分差异较大的矾土块料均质化，明显改善矾土熟料化学组成的波动问题，将化学组成波动控制在一个合理的范围之内，同时，由于均化过程中杂质也可以有效去除，从而在一定程度上降低原料杂质含量，提升原料品质。

矾土熟料各样品间的体积密度和显气孔率差异也比较大，而矾土均化料样品间的差异基本可以忽略。这是因为，矾土熟料化学组成波动大，而各种混级的原料一起烧成时，势必会造成烧结温度较低的能够完好烧成，烧结温度较高的出现欠烧或过烧的现象，从而导致了显气孔率波动较大;而矾土均化料在烧成之前经过了多级均化，化学组成比较稳定，如果工艺控制严格，在合适的烧成制度下显然是可以避免体积密度和显气孔率的波动问题，实现产品性能的均一稳定。

两种矾土原料破碎后不同粒度颗粒的化学组成如表4所示。由表4可见，不同颗粒的两种原料中均表现出了随着粒度的减小，Al₂O₃含量逐渐减低，SiO₂、Fe₂O₃含量逐渐增加的趋势，而且矾土熟料块料的变化趋势较矾土均化料更加明显，尤其是≤1mm的有较大宽度。分析表明，矾土熟料和矾土均化料均为块状烧成，前者未经均化，成分富集现象比较明显，尤其是杂质富集，导致在烧成过程中出现液相富集，在破碎时由于液相形成的玻璃相强度较低而形成了粒度较小的颗粒，因此在≤1mm的颗粒中Al2O3含量普遍较低，而SiO₂、Fe₂O₃等杂质含量普遍较高;后者因为经过均化提纯工艺处理，烧结效果较好，加之液相被有效分散，因此，各粒度颗粒间的化学成分差异在一定程度上被消除。

表4 两种矾土原料不同粒度颗粒的化学组成

通过比较两种矾土原料的物理化学性能可见，经过均化提纯处理的矾土均化料，无论其块料还是各粒级的颗粒，均较饭团糊料表现出良好的均一稳定性。

2.2 两种矾土原料所制浇注料的性能

分别以两种矾土为骨料制备的高铝浇注料的性能指标见表5。从表5可以看出，在相同基质条件下，以矾土均化料为骨料的试样G性能均优于以矾土熟料为骨料的试样B，这可能是由于矾土均化料的性能均一，消除了矾土熟料因杂质富集所形成的“短板效应”。值得注意的是，试样G的高温强度和常温耐磨性也均比试样B的高，这与矾土均化料骨料中矿相主要为发育良好的莫来石相和刚玉相，且宏观上更为致密，基质的结合性更好有关。可见，这两种浇注料均可满足水泥窑用高铝浇注料指标的要求，而前者还可以作为更高级别的产品应用。

表5 以两种矾土为骨料制备的高铝浇注料的性能

3 结论

在理化性能方面，无论是块料还是各粒度颗粒料，经均化提纯工艺制备的矾土均化料都较矾土熟料均一、稳定;而且一矾土均化料为骨料制备的高铝浇注料较以矾土熟料为骨料的性能指标更好，尤其是在高温力学性能和耐磨性方面，可作为更高一级别的耐火材料应用。