炼钢电弧炉炉盖工作温度1 500 ℃，存在急冷急热的工况，易造成材料开裂和剥落，需要提高电炉盖浇注料的热震稳定性。在刚玉-莫来石浇注料中，通过调控莫来石加入量，可提高浇注料强度和抗热震性。红柱石(Al₂O₃·SiO₂ )具有导热系数低、体积稳定、机械强度高、抗蠕变性优异等特点，高温条件下分解生成莫来石和二氧化硅，可有效填充基质内部孔隙并提高材料致密度。本文以电炉盖莫来石-刚玉浇注料配方为基础，研究了红柱石及铝酸钙水泥的加入量对浇注料致密度、强度及抗热震性的影响。

试验以莫来石骨料（8~5、5~3及3~1 mm）、铝矾土（1~0 、≤0.0 74 mm）、氧化铝微粉（≤0.5 mm）、板状刚玉粉（≤0.074 mm）、红柱石及蓝晶石（3~1、1~0 mm）、硅微粉（≤0.5 mm）为主要原料，骨料与细粉的质量比固定为70:30，并分别加入不同的水泥量制备浇注料。在此基础上，分别采用红柱石（H）、蓝晶石（L）制备浇注料试样。按刚玉-莫来石电炉盖配方配料，称取原料与水通过水泥胶砂搅拌机混合均匀，成型 40 mm × 40mm × 160 mm 的试样，养护干燥后，经120 ℃保温3 h处理。分别检测试样的体积密度、显气孔率、抗折强度、抗热震性。并用扫描电子显微镜的试样的微观结构进行表征。

试验首先分析了不同水泥含量（分别加入3%、4%、5%、6%、7%的水泥）对试样物理性能的影响。对比试样结果见表1。

表1 水泥含量不同的电炉盖浇注料的物理性能

从表1看出，当水泥加入量为5%时，浇注料的综合物理性能达到最佳程度。以此为基础，固定水泥含量为5%，分别加入蓝晶石和红柱石，研究其对所制备浇注料性能的影响。结果如表2所示。两组浇注料的扫描电子显微结构照片显示，含有红柱石的浇注料的表面形貌较为光滑，没有较大气孔和裂纹，这是由于红柱石通过溶解-沉淀机理完成了莫来石化，莫来石填充在试样内的空隙和裂纹中，是浇注料变得更加致密化，从而全面提高了其高温物理性能。

表2 含蓝晶石的浇注料和含红柱石的浇注料的物理性能

试验结论：(1)以水泥为结合剂，随着水泥含量的增加，所制备试样的抗折强度以及热震保持率先升高后降低，水泥加入量为 5%时，浇注料性能最好，抗折强度为 20.3 MPa，5次热震后的抗折强度为 10.8 MPa，抗折强度保持率为 53.2%。(2)红柱石作为添加剂比蓝晶石更有效，能显著提升浇注料的整体性能。以红柱石为添加剂的浇注料的抗折强度为2 5.4 MPa，5次热震后的抗折强度为13.5MPa，抗折强度保持率为53.2%，高于含蓝晶石的浇注料。

（摘编自《武汉工程职业技术学院学报》2023年，№3，作者 赵杰夫等）