通過國產(chǎn)原料，并引入減水-緩凝劑添加劑和二種超微粉混合料，配制生產(chǎn)出了施工性能和強度指標(biāo)均達(dá)到日本同牌號產(chǎn)品水平的大型高爐風(fēng)管用的剛玉質(zhì)澆注料。并成功運用到寶鋼高爐熱風(fēng)管中。
剛玉質(zhì)澆注料是以電熔剛玉和電熔超高鋁水泥為主要原料制造的一種高級澆注料，最高使用溫度為1800℃，高強、耐磨、體積穩(wěn)定，特別適用于高風(fēng)溫、高爐頂壓的大型高爐作為風(fēng)管內(nèi)襯。它可以經(jīng)受住高溫、高速氣流的強烈磨損。除此而外，也可用于RH爐浸漬管、高溫回轉(zhuǎn)窯燒嘴等重要部位。
日本黑崎公司配制剛玉質(zhì)澆注料，采用日本研磨的TWA-S或采用日本昭和電工的RW-92致密電熔剛玉為骨料，這兩種剛玉的技術(shù)指標(biāo)列于表1。
電熔剛玉的技術(shù)性能 表1
從表1可見RW-92的氣孔率較高，而采用TWA-S制備澆注料，可減少加水量，有利于提高強度。國產(chǎn)電熔剛玉有一般白剛玉和致密剛玉等幾類，我們選用國產(chǎn)致密剛玉來制造澆注料。但國產(chǎn)致密電熔剛玉的主要問題是熔煉時伴生有碳化鋁（Al2OC，Al4O4C3，Al4C3等），早期產(chǎn)品中碳化物含量較高，這些碳化物可與水反應(yīng)放出CH4氣體，而且反應(yīng)產(chǎn)物A1(0H)3在加熱脫水時，伴有強烈的體積效應(yīng)，可致剛玉顆粒粉化， 因此我們對國產(chǎn)剛玉的規(guī)格值增加了總碳量低于0.15%的限制，以避免引進(jìn)過多的碳化物。
電熔剛玉是一種高級的人工合成原料， 具有高溫強度高、耐磨、體積穩(wěn)定、抗化學(xué)侵蝕性好等優(yōu)點。正是由于采用了這種骨料，剛玉澆注料才能獲得優(yōu)異的高強耐磨特性。
電熔超高鋁水泥
電熔超高鋁水泥是以電熔法生產(chǎn)的氧化鋁水泥。Al2O3含量達(dá)77〜80%。其特性是純度高、耐火度高、早期強度以及在中溫和高溫下的強度都比較高，是配制高級耐火澆注料時的結(jié)合劑。
國產(chǎn)電熔超高鋁水泥與同類日本水泥相比。化學(xué)成份、礦物組成極為相似，但流動性、.硬化性有差別，因此在引進(jìn)配方中國產(chǎn)水泥的應(yīng)用技術(shù)就成了最大的難題。
表2所示為x螢光分析所得出的中、日兩種水泥的化學(xué)成份，除了SiO2略高以外， 整個化學(xué)成份幾乎是一樣的。
電熔超高鋁水泥的化學(xué)分析（X螢光分析） 表2
X—衍射分析所測定的中、日水泥的礦物組成，它們的主晶相都是CA，α-Al2O3以及少量的C12A7。
但從表3可見，國產(chǎn)水泥與日產(chǎn)品相比，流動值隨時間的變化呈急劇衰減，而日產(chǎn)水泥在60min之內(nèi)流動值衰減極小。從硬化特性來看，國產(chǎn)水泥的發(fā)熱峰值時間還不到日產(chǎn)品的一半，用來配制剛玉質(zhì)澆注料，其可使時間太短，實際施工中，可能發(fā)生來不及施工就已固化的事故。如不釆取其它措施，為了滿足施工必需的可使時間，只能大大增加加水量，而不得不犧牲澆注料的機械強度和耐磨性。
中、日兩種水泥作業(yè)性能比較 （以曰產(chǎn)品作為100） 表3
中，日兩種水泥的化學(xué)組成及礦物組成相似，但硬化特性差別較大，原因是這兩種水泥中添加的外加劑不同，因此釆用國產(chǎn)水泥的最大要點就是要尋求一種單一的或組合的外加劑，這種外加劑應(yīng)具有減水、緩凝、 高強等幾項功能。
配方試驗
完全采用國產(chǎn)剛玉和水泥按引進(jìn)配方生產(chǎn)的剛玉質(zhì)澆注料存有兩個問題，一是可使時間太短，30℃氣溫下，幾分鐘之內(nèi)流動性喪失殆盡；二是熱態(tài)強度低，僅有1MPa左右，而規(guī)格值為3MPa，配方試驗主要就是為了解決這兩個問題。
緩凝一減水劑
從眾多的無機、有機緩凝劑減水劑中，我們選出了添加劑31，它具有明顯的緩凝與減水作用，見表4。
添加劑31對剛玉澆注料的減水與緩凝效果 表4
添加劑31在常溫下溶解速度較慢，但它的減水作用一定要在充分溶解之后才能發(fā)揮出來。這就要求施工單位配制剛玉質(zhì)澆注料時，務(wù)必在限定的加水量下，用強制攪拌機混合。另外，添加劑31在減水的同時，還具有明顯的緩凝效果，但是它僅對超高鋁水泥（主要成份是C12A7，CA和α-Al2O3）有明顯的減水與緩凝效果，對礬土水泥和燒結(jié)法氧化鋁水泥(主要成份為CA和CA2)沒有緩凝效果，減水效果也不明顯。據(jù)此推斷，添加劑31僅對超高鋁水泥中的C12A7起較大作用。超高鋁水泥的組成成分中，C12A7的水化速度最快，它的水化產(chǎn)物可以誘發(fā)和加速其它成份的水化，因此若能抑制C12A7的水化，就能有效地緩解整個水泥的硬化過程。
超微粉
僅僅采用減水一緩凝外加劑，而不加用超微粉，只是解決了剛玉質(zhì)澆注料的施工性能問題，而不能大幅度提高澆注料的熱態(tài)強度，因為引進(jìn)的原配方中對細(xì)粉的要求僅需達(dá)200目即可，此時即使配用減水-緩凝劑，熱態(tài)抗折強度仍僅為2.0MPa左右，為此我們分別采用超微粉A、B、C試配。
1.超微粉A的最大粒徑為20pm，早期產(chǎn)品用來配制剛玉澆注料，產(chǎn)品性能均可滿足日方規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值，并實際用于張家港鋼鐵廠作為旋風(fēng)燃燒室內(nèi)襯，壽命比以往的高鋁澆注料至少延長4倍。但超微粉A的制造方法比較粗糙，質(zhì)量波動較大，其后期產(chǎn)品用以制造剛玉澆注料，常發(fā)現(xiàn)燒后線膨脹過大，熱態(tài)強度偏低，分析原因是由于超微粉A中含有較多游離Na2O，剛玉細(xì)粉中的主晶相α-Al2O3高溫下在含有堿金屬的氣氛中可轉(zhuǎn)化為β-Al2O3，此時體積約增大25%，當(dāng)配料中以有機鈉鹽作為添加劑時，游離Na2O的量也隨之增多，膨脹值更大。顯然純以超微粉A配料是不適宜的。
2.超微粉B細(xì)度較高，平均粒徑為0.7 nm用以配澆注料，加水量較高，與超微粉A—起混合加入，會造成較大收縮。
剛玉質(zhì)澆注料的性能 表5
3.超微粉C平均粒徑與B相當(dāng)，但價格最為昂貴，純以超微粉C配澆注料加水量也較高，而與超微粉A混合加入，體積穩(wěn)定性最好，熱態(tài)強度也最高。因此最終確定剛玉質(zhì)澆注料的配方中，以超微粉A和C混合配入，能獲得最好效果。