耐火澆注料在高溫使用中經(jīng)常受到高溫或溫度驟變、氣氛變化以及被粉塵、蒸汽和熔渣的侵蝕，熱力學(xué)性能不穩(wěn)定，長(zhǎng)期在該環(huán)境下使用，嚴(yán)重影響使用壽命。因此提高澆注料的性能就是要提高在高溫性晶型的轉(zhuǎn)變。而澆注料廠(chǎng)家通常是以改變?cè)牧系募兌?、粒度、顆粒配比、礦物組合和添加各種外加劑材料的方法來(lái)改變其使用功能性。

高鋁耐火澆注料受到重視的原因：①它在工業(yè)窯爐中1600℃以上的使用溫度下高溫性能突出:②在1600℃以上的溫度范圍內(nèi)持續(xù)荷重下抗荷軟老化性能相當(dāng)好。特別是AL2O3含量在75%以上的高鋁澆注料或剛玉澆注料，是因?yàn)閯傆窬嗍且环N在高溫荷重下十分穩(wěn)定的相,這種相即使在1500℃以上,蒸汽壓也很低,所以能在壓力下降的窯爐生產(chǎn)中使用效果突出。

在高溫條件下,熔渣、金屬和氣氛對(duì)耐火澆注料襯體的侵蝕而導(dǎo)致?lián)p毀是由基質(zhì)開(kāi)始的。顯然,提高耐火澆注料結(jié)合基質(zhì)的抗侵蝕性能是提高抗侵蝕性能的重要途徑。此外,有針對(duì)性地選擇結(jié)合基質(zhì)能在一定限度內(nèi)對(duì)高鋁澆注料的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制,可提高抗熱震性,

澆注料廠(chǎng)家是按照下列原則來(lái)設(shè)計(jì)高鋁澆注料的，能夠強(qiáng)化其結(jié)合基質(zhì)：

(1)結(jié)合基質(zhì)必須由可膨脹的結(jié)晶固體搭橋物組成。生成針狀或長(zhǎng)棱柱形、最好是交織的晶體結(jié)合更為適宜。

(2)在結(jié)合基質(zhì)中玻璃相的含量必須很低,結(jié)晶的結(jié)合基質(zhì)在材料-礦物學(xué)方面應(yīng)由優(yōu)質(zhì)耐火相(莫來(lái)石、剛玉等)組成。

(3)形成一種強(qiáng)度足夠高、同時(shí)可膨脹又有一定微裂紋的組織,以便得到較好的抗裂紋擴(kuò)展性能,以提高其抗熱震性。但微裂紋數(shù)量會(huì)限制起始強(qiáng)度,這就需要在組織結(jié)構(gòu)上做出調(diào)整。

高鋁質(zhì)耐火材料的制造工藝,主要是在不同的高溫使用條件中,選擇骨料顆粒和結(jié)合基質(zhì)對(duì)于已選定了的骨料顆粒和結(jié)合基質(zhì)而言,則主要是考慮能夠適合在特的制品的氣孔尺寸和氣孔率的大小。

為了獲得高溫性能和抗熱震性都好的高鋁、剛玉質(zhì)耐火材料,應(yīng)做到以下幾點(diǎn):

①通過(guò)有針對(duì)性的優(yōu)化組織結(jié)構(gòu),尤其是涉及結(jié)合基質(zhì)的組織特性。

②當(dāng)用含粘土礦的天然原料進(jìn)行結(jié)合時(shí),只有那些隨骨料顆粒而生長(zhǎng)的莫來(lái)石針狀晶體,形成幾乎無(wú)玻璃相的結(jié)合基質(zhì)的情況下,才能在具有足夠高的抗熱震性的同時(shí)得到良好的高溫性能。

③當(dāng)通過(guò)a-A2O3再結(jié)晶進(jìn)行結(jié)合時(shí),要使用高純度、易燒結(jié)的細(xì)顆粒鋁氧才能生產(chǎn)高溫性能和抗熱震性都好的剛玉質(zhì)耐火材料。當(dāng)通過(guò)加添加劑的鋁氧產(chǎn)品形成a-Al2O3再結(jié)晶結(jié)合時(shí),可在有利的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下獲得優(yōu)良的剛玉質(zhì)耐火材料,此時(shí)只需1600℃或更低些的溫度燒成

為此,應(yīng)按下述工藝進(jìn)行剛玉質(zhì)耐火材料的結(jié)合基質(zhì)的設(shè)計(jì)：

①用優(yōu)質(zhì)含粘土礦物的天然原料進(jìn)行結(jié)合,其中一部分原料以泥漿的形式加入。

②在1700℃以上燒成時(shí)可使用細(xì)剛玉粉或輕燒工業(yè)氧化鋁，使a-A2O3再結(jié)晶來(lái)實(shí)現(xiàn)

③在燒成溫度大大低于1700℃時(shí),可使用有添加劑的輕燒氧化鋁產(chǎn)品,使a-A2O3再結(jié)結(jié)合基質(zhì)的形成。

此外,選用預(yù)合成的結(jié)合基質(zhì)組分制造耐火材料,可以提高耐火材料的抗侵蝕性能。

由上可知提高高鋁澆注料和剛玉澆注料使用性能，澆注料廠(chǎng)家主要是通過(guò)選用高純?cè)稀?yōu)化克重顆粒配比和加入多種礦物組合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此耐火澆注料的配置工藝是復(fù)雜多變的，并不是有單純的各種骨料的結(jié)合劑配置而成。