中文名：耐火浇注料

英文名：refractory castable

定义：浇注料是一种由耐火物质制成的粒状和粉状材料，并加入一定量结合剂和水分共同组成。碱性耐火浇注料按材质分为镁质、镁铝质、镁铬质、镁硅质、尖晶石质和镁炭质等品种。

耐火材料分为定型耐火材料和不定型耐火材料。不定型耐火材料通常指浇注料，是由多种骨料或集料和一种或多种粘和剂组成的混合粉状颗料，使用时必须和一种或多种液体配合搅拌均匀，具有较强的流动性和可塑性。

浇注料是一种由耐火物质制成的粒状和粉状材料，并加入一定量结合剂和水分共同组成。它具有较高的流动性，适宜用浇注方法施工，并无需加热即可硬化的不定形耐火材料。由耐火骨料、粉料、结合剂、外加剂、水或其他液体材料组成。一般在使用现场以浇注、震动或捣固的方法浇筑成型，也可以制成预制件使用。简史 耐火浇注料是不定形耐火材料的主要品种，在第二次世界大战时期美国以耐火浇注料作为锅炉或石油生产设备的异型砖代用品使用，日本于1950年开始研究生产此类材料。20世纪50年代初期，苏联开始应用硅酸盐水泥耐火浇注料。60年代以来，不定形耐火材料发展迅速，到90年代日、美、德等国家的不定形耐火材料产量已占耐火材料总产量的1/3以上，而耐火浇注料占不定形耐火材料的40%～50%。中国在20世纪50年代初期开始应用硅酸盐水泥耐火浇注料，当时称为耐热混凝土，主要用于700℃以下(有时700～1200℃)的热工构筑物，1965～1975年普遍采用铝酸钙水泥和磷酸盐耐火浇注料，当时称为耐火混凝土，使用温度提高到1400～1600℃，在此期间建设了产品生产基地，1976年初建立了产品标准，1976年以后，产品种类迅速增加，质量也逐步提高，80年代中期中国又开发了新一代耐火浇注料，包括低水泥、超低水泥和无水泥耐火浇注料，其质量接近国际先进水平。

分类：

碱性耐火浇注料按材质分为镁质、镁铝质、镁铬质、镁硅质、尖晶石质和镁炭质等品种;按结合剂分为方镁石水泥、氯化镁、水玻璃、聚磷酸盐、铝酸钙水泥、氧化物微粉和树脂等耐火浇注料。应当指出，碱性耐火浇注料品种多，为此将按结合剂主要品种进行阐述。当采用复合结合剂时，视其特性和起主导作用，进行归类。

浇注料主要根据孔隙率、粘合剂和骨料品种进行分类。在实际使用中，温度或功能用温度或功能的特点进行分类。

根据气孔率分为致密浇注料和气孔率不低于45%的隔热烧注料两种。

水硬结合、化学结合、冷凝结合浇注料按结合剂划分。

水硬结合浇注料在室温下冷凝硬化，通过水合作用硬化。主要品种有硅酸盐水泥、普通铝酸钙水泥、纯铝酸钙水泥、电熔纯铝酸钙水泥浇注料等。在室温下，化学结合浇注料通常通过添加硬化剂形成化学反应而硬化。主要品种有水玻璃、硫酸铝、磷酸盐浇注料等。冷凝结合浇注料在煅烧过程中烧结后硬化，主要品种为粘土浇注料。

根据耐火骨料分为粘土骨料(Al2O30%~45%)，高铝骨料(Al2O3%26ge;45%)，硅骨料(SiO2%26ge;85%，Al2O3%26lt;10%)，碱性骨料(镁砂、白云石等。)，特殊骨料(碳、碳化物、尖晶石、锆石、氮化物等。)和隔热骨料(包括珍珠岩、蛭石、陶粒、漂珠、轻质砖砂、多孔熟料、氧化铝空心球等。

特点：

耐火浇注料具有较高的流动性，适宜用浇注方法施工。有时候为了减少其加水量或提高其流动性，还可以另加减水剂或塑化剂，有时为了促进其凝结和硬化，还可以添加促硬剂。由于其基本组成和施工、硬化过程与土建工程中常用的混凝土相同，因此也常称此材料为耐火混凝土。

中间包永久层浇注料的性能特点及规格要求：

炼钢现常用的中间包永久层采用砖砌施工，中间包采用耐火材料保温技术后，拟用中间包整体浇注料取代砖砌粘土砖与莫来石砖等;维修时可以补浇或支模套浇，保持良好的寿命。中间包永久衬浇注料的使用过程：

连铸前表面施工涂料→中间包烘烤升温→连铸浇钢时受到钢水的高温和静压力作用→连浇结束→中间包冷却→涂料解体→表面再施工涂料，如此反复。

永久衬浇注料的使用寿命较长，如果寿命 600 炉，平均连浇 5 炉，则浇注料的急冷急热要达到 120 次，其使用特点见表1。显然，这对永久衬浇注料的抗热震性提出了很高的要求。确保浇注料具有足够的强度，特别是足够的高温强度非常重要。好的强度除了满足正常的连铸要求，可以抵抗热应力，确保反复冷热使用后整体性好，也可防止解体翻包时浇注料出现松动。永久衬浇注料的使用特点。1930中间包长度 8.284 m，如果浇注料烧后线变化发生较大收缩，反映在中间包长度方向的总收缩量会很大体积稳定性就不好，如表2浇注料的收缩与中间包长度方向收缩的关系(中间包长度按 8.284 m 计)。中间包涂料气孔率高，渣往往会穿过涂层渗透到永久衬，浇注料较高的 Al2O3含量，可确保具有良好的抗渣性。

表 1 永久衬浇注料的使用特点概括

表 2 浇注料收缩体现在中间包的总收缩

为使永久衬浇注料兼顾以上性能要求，可采如下表3措施。

表 3 永久衬浇注料必须具备的性能和措施

中间包永久衬采用 Al2O3含量为 62%~66%的浇注料较好，物相组成主要是莫来石，具有良好的抗热震性。就抗渣性而言，Al2O3含量高一点较好，但对于

Al2O3-SiO2 系原料，Al2O3含量越高，膨胀越大，抗热震性就变差。所以，为了确保抗热震性，浇注料的

Al2O3含量需要控制。采用超低水泥结合技术，水泥含量低，高温下形成的 CaO-Al2O3-SiO2

低熔点相物质很少。浇注料性能对抗热震性的影响，高温烧后强度与中温烧后强度之比越小，浇注料的抗热震性越好。因此，对于正在实施的保温项目，除了在钢壳处设置隔热层，还应采用轻质永久衬浇注料，并控制强度，不要过分追求较低的导热系数。如下表

4 即为轻质永久衬浇注料实测性能指标。

表 4 中间包浇注料性能指标检测值

经过上述分析研究，对中间包永久衬浇注料进行了实测，并根据实际应用情况，建议中间包永久层浇注料技术规格要求如表 6。

表 6 中间包永久层浇注料技术规格要求

影响耐火浇注料高温抗折强度的关键因素:

耐火材料的工作环境要求其不仅在室温下具有良好的机械性能，而且在高温下具有良好的机械性能，因此高温抗折强度是耐火材料的重要性能指标之一。材料的高温机械性能主要取决于两个因素：

(1)玻璃基质的数量和粘度(玻璃效应);

(2)晶体间接触或结合的程度和方式(结晶效应)。

高温抗折强度是指材料在高温下单位截面能承受的极限弯曲应力，表示材料在高温下能抵抗弯矩。耐火材料的高温抗折强度与其实际使用密切相关，是评价材料性能的重要指标。其尺寸取决于材料的化学和矿物组成、组织结构和生产工艺。材料中的杂质和燃烧温度对材料的高温抗折强度有显著影响。陶瓷复合材料在不同温度下的机械行为可分为三个阶段：

(1)弹性阶段：抗折强度的温度曲线为一条直线，在长期应力作用下不会产生蠕变。断裂试验结束后，断口光滑，主要是晶体断裂。

(2)塑性变形阶段：抗折强度一温度曲线滞后。在长期应力作用下，蠕变明显，断口光滑粗糙，晶体和穿晶体混合断裂。

(3)粘度流动阶段：抗折强度温度曲线为弧形，永久变形大，蠕变率急剧增加，断口粗糙，主要沿晶体断裂。

用途：

耐火浇注料是目前生产与使用最广泛的一种不定形耐火材料。主要用于构筑各种加热炉内 衬等整体构筑物。某些优质品种也可用于冶炼炉。如铝酸盐水泥耐火浇注料可广泛用于各种加热炉和其他无渣、无酸碱侵蚀的热工设备中。在受铁水、钢水和熔渣侵蚀而工作温度又较高的部位，如出钢槽、盛钢桶和高炉炉身、出铁沟等，可使用由低钙和纯净的高铝水泥结合的由含氧化铝较高而烧结良好的优质粒状和粉状料制成的耐火浇注料。再如磷酸盐耐火浇注料既可广泛用于加热炉和加热金属的均热炉中，也可用于炼焦炉，水泥窑中直接同物料接触的部位。在同熔渣和熔融金属直接接触的冶金炉和其他容器中的一些部位，使用优质磷酸盐耐火浇注料进行修补也有良好效果。在一些工作温度不甚高而需要耐磨性较高的部位，使用磷酸盐耐火浇注料更为适宜。若选用刚玉质耐火物料制成耐火浇注料，在还原气氛下使用一般皆有较好的效果。作为热工设备的内衬和炉体时，一般应在第一次使用前进行烘烤，以使其中的物理水和结晶水逐步排除，达到某种程度的烧结，使其体积和某些性能达到使用时的稳定状态。烘烤制度对使用寿命有很大影响。烘烤制度的基本原则应是升温速度与可能产生的脱水及其他物相变化和变形相应，在急剧产生上述变化的某些温度阶段内，应缓慢升温甚至保温相当时间。若烘烤不当或不经烘烤立即快速升温投入使用，极易产生严重裂纹，甚至松散倒塌，在特本特厚部位甚至可能发生爆炸。此外耐火浇注料一般具有较高的常温强度，可以制成预制件在窑炉旋工现场安装，如连铸的中间罐用耐火浇注料堰板预制件安装。耐火浇注料主要应用于冶金工业窑炉，也在石油、化工、建材、电力和机械工业窑炉和热工设备中广泛使用。

耐火浇注料的韧性起什么作用?

耐火浇注料中的耐压强度、抗折、气孔都起着非常重要的作用。但浇注料的“韧性”，往往会被忽略，韧性能有效的抑制浇注料的裂缝，用在火嘴或一些特殊的温度和部位也很重要。

耐火浇注料韧性的提高，可以使用改变显微结构的方法，因为改变显微结构可以防止裂纹的扩张。比如加入合理比例的钢纤维，等钢纤维在一定的温度下氧化后，就能明显增加其韧性。还有加入一定比例的莫来石，用增加能量耗散防止裂缝扩张，增加浇注料的柔韧性。

随着耐火浇注料是的使用比例逐渐增加，用不同结合剂结合的不同材质、质次的浇注料更广泛用于不同行业的热工炉衬中。但无论用在何种炉衬，耐火浇注料的内部结构缺陷，气孔都会在外力的作用下，容易产生裂纹，如果缺乏耗能机制，更空易发生脆性破碎、剥落。

一些检验设备齐全的浇注料生产厂家，都会即使进行科学检验，有效对显微结构进行控测，减小裂纹的尺寸，尤其要控制杂质和气孔的分布。工艺配比及生产过程中，是通过增加能量耗散机构和设置障碍，阻止裂纹扩展。相变增韧会使裂纹扩展时遇到障碍，发生裂纹偏转增韧。科学合理的措施是可以阻碍裂纹进一步扩展，提高浇注料的韧性，同时还能提高浇注料的抗热震性能。

但是，耐火浇注料再好的工艺生产，施工和烘烤也是不容忽视的重要环节，合理的烘烤曲线使浇注料中的物理水和结晶水逐步排除，达到合理程度的烧结，使浇注料的体积和抗折性能达到稳定状态。也是增加其韧性的一个关键步骤。

如果烘烤中升温速度过快或是回头，都有可能产生脱水及其他物相变化，缓慢升温保证保温时间是烘烤时操作的关键。若烘烤升温不当，或者不经烘烤就进行使用的浇注料，会产生严重裂纹，甚至松散倒塌、爆裂。

所以，加入钢纤维、加入合理比例的莫来石、合理的烘烤都是增加耐火浇注料韧性的方法。

什么是复合型的耐火浇注料?

复合型的耐火浇注料就是用多种原料按骨料、细粉不同比例，再加入不同比例的结合剂，搅拌而成的不定形材料。

随着多种炉型和多重炉衬成分的使用周期增加，也就需要多种原料做成复合型耐火浇注料来抵抗多种炉衬气氛的侵蚀。目前在市场使用的浇注料基本上有70%以上都是属于复合型耐火浇注料。

粘土浇注料、高铝浇注料是属于单独一种成分的浇注料，而低水泥浇注料中也有多种复合成分的浇注料，比如加入碳化硅，就成了碳化硅质高铝低水泥浇注料，而加入莫来石也是在铝矾土原料中加入一定比例的莫来石，或是加入一定比例的刚玉，其实刚玉也是铝矾土，只是铝含量成分大于90%的都叫刚玉材料。

而且根据不同需要还有加入橄榄石、铬、红柱石、蓝晶石、硅线石、堇青石等都是复合型耐火浇注料，像一些特殊部位使用，还有加入多种成分，比例加入莫来石、碳化硅、刚玉的三重复合，也都是为了提高特殊部位使用的周期而复合的浇注料。而有的还加入的是绿碳化硅，性能更优。

而加入碳化硅复合的浇注料比较多，因为高炉铁沟和一些耐磨损的部位使用多重复合的比较多。所以说目前在耐火材料的使用中，多重复合的材料也越来越多。尤其是环保的重大任务下，垃圾焚烧炉的内衬气氛多重复杂，而且是侵蚀磨损情况交叉，无法以某种侵蚀成分而定，所以，就出现三重、甚至是四重的复合耐火浇注料去做内衬，来抵抗内衬的多种侵蚀。

不过一般情况下加入铬成分的比例不能高，因为铬公害也同样引进不必要的损害，所以，一般情况下，都是根据不同的炉型、不同的温度、不同的侵蚀程度来决定复合成分，来增加耐火浇注料的做内衬的使用寿命。

而且随着炉衬耐火浇注料的发展，复合型耐火浇注料会越来越多，越来越复合炉衬的使用。

不定形耐火浇注料的应用范围

我国不定形耐火浇注料的发展，近十几年来发展迅速，高档耐火浇注料也开发了不少新的品种，尤其是复合型的浇注料应用在高温领域。几乎遍布于各个行业的窑炉使用。

不定形耐火浇注料用在冶金工业窑炉的相对比较多，主要为条件苛刻的消耗性材料，消耗性材料主要为高炉炉前材料、炼铁系统和炼焦的附属设备上。另外预制件也随着使用和施工方便，比率增加。而且热风炉的球顶也有使用整体浇灌的方法，比球顶多种型号耐火砖生产艰难的要方便许多。

高炉的喷涂造衬也有了较大的改变，由以前的水泥结合的喷涂材料，提高为硅熔胶结合的方式，虽造价高，但使用周期长，减少了不少维修麻烦。鱼雷罐和混铁炉也有了全部使用耐火浇注料的厂家，而且使用效果明显。

炼钢系统的转炉、电炉、钢包、中间包，炉盖、三角区部位也好多采用的现浇的方式，均使用效果较好。轧钢系统的加热炉使用不同的不定形浇注料贯穿整个炉衬。

建材系统的白灰窑，使用整体浇注的越来越多，有的厂家使用半封闭方式，就是预制块和耐火浇注料交替浇注，使用周期是耐火砖的3倍以上。

玻璃行业的池窑损毁，使用硅质修补料，新建窑池也使用硅质隔热耐火浇注料、碳化硅质浇注料的比比皆是。

在石油石化中，使用耐火纤维喷涂料、轻质耐火浇注料，使用寿命也在5年左右，铝电解炉衬使用的防渗透浇注料量大，也取得了满意的效果。

锅炉行业的可塑料、高耐磨浇注料，耐磨性好，气密性强，也均取得了满意的效果。随着环保和技术的更新换代，不定形浇注料的使用比率会越来越多。

耐火浇注料现场操作使用步骤

耐火浇注料的使用，加水量多少特别重要，但是现场控制最重要。

现场施工时，先是要清理搅拌机，不能有杂物。然后将袋装浇注料以每次不超过搅拌机预定容量的20%倒入强制式搅拌机内。

耐火浇注料目前使用外包装用吨袋，内有25kg或是50kg的小袋包装，集料和结合剂是分开装的，倒入搅拌机时一定注意塑料小袋内的结合剂，不能和耐火浇注料干粉料一起倒入。要先倒入25kg袋内的干混料，先在搅拌机中干混1-2分钟，然后再加入结合剂搅拌。

接下来为加水搅拌，加水要先按生产厂家的使用说明加水量的90%，搅拌2-3分钟后。余下的水量视情况进行加入。不需要再加的最好不要再加，尽量少加水。如果需要继续加水的，在加水以后再搅拌3分钟后即可使用。切记搅拌加水自来水管的洁净水，千万不能使用雨水或是山泉水。

加水量是否合适，可用手将混合好的泥料捏成球团，再将球团抛高30cm左右，用手接住球团变形而未停，表示加水量正好;如果球团变形并从手缝流出，那就是加水量过多了;如果球团开裂、散落，是加水量少了。由于加水量的大小直接影响耐火浇注料的强度、烘干和使用寿命，所以在满足施工条件下，尽量减少加水量。

开始浇注时，要清除模具内的杂物。设置、固定膨胀缝填充材料的炉壳绝热层，砌好保温层，将搅拌好的耐火浇注料填入模具，用震动棒进行振捣。铺料厚度不能超过振动棒长度的1.2倍;振动器要慢慢的插入浇注体内，振动到耐火浇注料表面泛浆再移动振动棒。

振动棒在每一位置上的振动4～5分钟，时间过长会产生颗粒偏析。浇注是从炉墙底部开始，往上分层分块交错进行。每层都要从角部开始。浇注中要防止把模板挤偏，影响施工质量。浇注炉墙时，每浇注一定高度，需铺上一层油毡纸，然后继续浇注。

在浇注炉顶时，厚度要一次浇筑完毕，不得分层浇筑。耐火浇注料内衬的膨胀缝数值及其分布位置和构造，按浇注料膨胀率大小留膨胀缝，一般每2米左右留一道8mm-10mm的膨胀缝，膨胀缝要垂直贯通。施工时将膨胀缝内的填充板固定好，两道膨胀缝之间，留1-2条膨胀线，宽度为2mm。

炉顶浇注有锚固砖的固定时，施工到锚固砖下表面高出2cm左右，再挂锚固砖，这样即可保证锚固砖下面与浇注料紧密结合，如果使用自流浇注料，施工时不能长时间振捣，只需要用振动器稍震一下或用木棒搅捣一下即可。

冬季施工时，施工周围的温度不应低于5℃。加入的水可进行加热到不超过50℃，而且搅拌时间应适当延长。耐火浇注料在浇筑施工后，必须进行养护，气温低于5℃时应采取保暖措施。耐火浇注料经过养护后方可拆模。拆模时要将木模全部拆除，否则烘炉时木板会燃烧，造成浇注料表层剥落产生裂纹。

耐火浇注料的作用特点:

钢纤维耐火浇注料加入耐热钢纤维后具有高强度耐高温，抗冲击、抗热震、耐磨性能好等特点。

钢纤维耐火浇注料是目前生产与使用广泛的一种不定型耐火材料，钢纤维耐火浇注料用于构筑各种加热炉内衬的整体构筑物，可用于冶炼炉。钢纤维耐火浇注料是以高铝熟料或棕刚玉为骨料和粉料，加入结合剂和耐热不锈钢纤维及外加剂配制而成的水硬性耐火浇注料。钢纤维耐火浇注料主要用于冶金、建材及循环流化床锅炉的高温易损部位。