藍晶石粉可以在低于1350℃下發生轉化反應產生較小體積膨脹,析出的SiO2又可與材料中的α-Al2O3反應生成莫來石,這樣也有助于結合。如果在液相范圍內產生膨脹,那么膨脹會引起液體的移動,澆注料的許多空隙可能被液體填充。所以莫來石的生成不僅能夠提高澆注料的結構強度,改善燒后線變化,而且還能部分消除澆注料在高溫和冷卻過程中產生的收縮裂縫,從而提高澆注料的使用壽命,所以,在細粉中應添加適量的藍晶石粉。但其加入量過大時,導致澆注料剝落,故其加入量以10%左右為宜。
低導熱可以實現筒體溫度下降和減少散熱損失,從而降低能耗。輕量化:設計材料結構,在保證必須的耐堿性等功能性前提下實現輕量化;微孔技術:研究微結構和性能可調控工藝技術;多層復合技術:研究層結構耐火材料復合界面的全壽命熱匹配穩定性調控技術。主要有:輕質耐堿澆注料、低導熱抗剝落磚、多層復合硅莫磚、多層復合莫來石磚、高強低導鎂鋁尖晶石磚等。無鉻化——解決鉻污染問題。用于水泥回轉窯高溫帶,重點研究耐火材料的掛窯皮性、荷重軟化溫度和康熱震性;實現水泥窯用耐火材料全窯無鉻化。主要有:方鎂石—鐵鋁尖晶石磚、鎂鐵鋁復合尖晶石磚、鎂鈣鋯磚、鎂鋁尖晶石磚等無鉻化尖晶石磚。
泥料的制備。配種時顆粒臨界尺寸的選擇是重要的。骨料顆粒細化,轉爐大面修補料可減少開口氣孔率,增強抗氧化能力。但是骨料顆粒小,會使閉口氣孔增加,體積密度降低。另外,細粒MgO骨料容易和石墨反應,通常認為顆粒粒徑1mm為宜。在有高壓成型設備的條件下,鎂砂的顆粒趨向于微細化。我國成型設備的壓力較低,大面修補料生產為了提高耐火磚密度,許多廠家采用5mm以上的顆粒直徑。配料中加入石墨的質量和數量至關重要。一般來說,增加耐火磚中石墨含量,耐火磚的抗渣性和熱震穩定性會提高,但強度和抗氧化性均會降低,若鎂碳磚中碳含量太少(<10%),耐火磚中不能形成網絡骨架,則碳的優勢不能有效地發揮。所以,碳含量在10—20%范圍內較為合適。
在瀝青和樹脂的基礎上,經過改性得到的物質。如果結合劑炭化后能形成鑲嵌結構和原位形成碳纖維物質,那么這種結合劑將改善耐火材料的高溫性能。為了提高MgO-C磚的抗氧化性,常加入少量的添加劑,添加劑的作用原理大致可分為兩個方面:一方面是從熱力學觀點出發,即在工作溫度下,添加物或者添加物和碳反應生成其他物質,它們與氧的親和力比碳與氧的親和力大,優先于碳被氧化從而起到保護碳的作用;另一方面,即從動力學的角度來考慮添加劑與O2,CO或者碳反應生成的化合物改變碳復合耐火材料的顯微結構,如增加致密度,堵塞氣孔,阻礙氧及反應產物的擴散等。
制作的這種耐火磚的細粉是采用由普通鉻礦與鎂砂磨細、混勻、壓坯、煅燒后的鎂鉻料,仍為硅酸鹽結合。但性能較普通鎂磚有改進。直接結合鎂磚,是由雜質含量低的鉻精礦與較純鎂砂制作的。燒成溫度在1700℃以上。該種耐火磚的結構特點是,耐火物晶粒之間多呈直接接觸。因此其高溫性能、抗侵蝕與抗沖刷都較普通鎂鉻磚好。再結合鎂鉻磚,國外常將全由人工合成原料共燒結鎂鉻料或電熔鎂鉻料(或加有部分電熔鎂砂)制作的鎂鉻磚皆稱為再結合鎂鉻磚。而國內只將全用電熔鎂鉻料制作的鎂鉻磚稱為再結合鎂鉻磚。為了與國際上較為一致,以采用共燒結鎂鉻磚與電熔料再結合鎂鉻磚或熔粒再結合鎂鉻磚為宜。
通過轉爐噴槍耐火澆注料的應用,加入純鋁酸鈣水泥可使澆注料具有較高的強度,電爐噴補料但純鋁酸鈣水泥加入量過多將帶入較多的CaO,從而降低澆注料的高溫性能;因此,在保證一定的常溫強度和施工性能的條件下,應盡量減少其加入量,以提高澆注料的高溫性能;其加入量以5%為宜。在澆注料中加入一定量的硅灰,對于降低加水量、提高水泥水化結合強度、降低澆注料氣孔率、提高其中溫強度貢獻很大;同時,由于硅灰的主要成分是SiO2,且雜質含量較多,當其加入量過高時易降低澆注料的高溫性能。