以刚玉(电熔、烧结)、板状氧化铝、矾土熟料和SiC为主原料,而以CAC、活性氧化铝(包括水合氧化铝)和uf-SiO2(硅微粉)等为结合剂所配置的耐火浇注料属于刚玉碳化硅浇注料。其组成范围包括O<AL2O3(-SiO2)<100%。这类耐火浇注料的配方可按LCC、ULCC和NCC进行设计。下面就AL2O3-Sic耐火浇注料及其有关的问题做些简单介绍 碳化硅导热率高,热膨胀系数小,难于被钢液及熔渣浸润,且其在高温下的氧化属于保护型氧化,抗氧化能力明显优于碳素材料。因此,将刚玉与碳化硅结合制备一种常温强度和高温强度都较高的AL2O3—SiC 复合型刚玉碳化硅浇注料是很有市场价值的。 目前,含SiC的低水泥和超低水泥耐火浇注料在熔融金属和熔渣流槽中等获得了越来越广泛的应用。在操作条件下,SiC 有助于增强高温机械强度。已有的研究结果表明:刚玉碳化硅浇注料中的SiC 极大地改善了材料1400℃时的高温抗折强度。 下表列出了高铝矾土熟料和SiC 为主原料而以铝酸钙水泥(CA-70C 或 CA-80C )以及并用uf-AL2O3作为结合系统的刚玉碳化硅浇注料中几组配方和材料性能,可以作为我们设计不同种类的AL2O3/SiC 比值的耐火浇注料的参考。 由表中看出,SiC 含量对刚玉碳化硅浇注料的体积密度、常温抗折强度的影响不是很大,但对材料的其他性能可能会有较大影响如下图1当SiC 含量为12%~28%之间时,随着SiC含量的增加,材料的热应力下降。这说明,为了提高AL2O3—SiC耐火浇注料的抗热震性能,就需要增加SiC的配入量。也就是说SiC 含量高的AL2O3—SiC 耐火浇注料具有高的抗热震性能。 为了优化水泥刚玉碳化硅浇注料的高温性能,减少高温液相生成量,应向配料中配入一定数量的uf-SiO2和uf—AL2O3超细粉或者ρ—AL2O3,并调整他们的相对含量是必要的。 由于低水泥AL2O3—SiC 耐火浇注料的结合系统中含有CaO,它会在高温环境中导致钙长石(CaO·AL2O3·2SiO2)的生成,甚至钙黄长石(2CaO·AL2O3·SiO2)的生成,而降低材料的高温性能。 为了解决低水泥AL2O3-SiC 耐火浇注料的上述问题一种通常的解决办法是降低铝酸钙水泥的配入量,设计低水泥→超低水泥→无水泥AL2O3—SiC 耐火浇注料。其中,以原位A3S2为结合基质的AL2O3—SiC 耐火浇注料(NCC)是一个较佳的解决方案。 因此刚玉碳化硅浇注料结合系统中并用了uf—SiO2,主要是为了改善材料的物理性能。当uf—SiO2的添加量达到一定数值时,相应耐火浇注料便具有较高的强度,特别是中温处理后的强度增大近1倍,而且材料的混合用水减少0.9%以上。