目前，電爐鋼包出鋼嘴主要采用鋁鎂澆注料或鋁鎂尖晶石澆注料，使用壽命較低，一般出鋼40次左右。有些廠家曾試用過鎂鋁尖晶石澆注料，效果都不太理想。為此，研制了出鋼嘴用剛玉質澆注料，研制目標是使出鋼嘴使用壽命達到70次。
1.出鋼嘴使用條件分析
某鑄造有限公司的電爐鋼包盛鋼溫度高達1700℃左右，出鋼嘴頻繁冷卻，急冷急熱嚴重，使用條件十分苛刻。澆注料在使用過程中主要受以下破壞因素的影響：(1)氣流急冷急熱的作用;(2)高溫鋼水和熔渣的沖刷;(3)高溫熔渣的化學侵蝕以及鋼水的滲透。因此，要求所研制的澆注料必須滿足以下性能：(1)良好的熱震穩定性;(2)高溫強度高，耐鋼水沖刷;(3)能夠快速烘烤而不炸裂;(4)抗熔渣侵蝕性好;(5)可施工性強。
2 研制
以w(A1203)>96%的棕剛玉為主要原料，同時添加w(Al2O3)≥78%的純鋁酸鈣水泥、w( Si02)≥92%的SiO2微粉、復合添加劑(氧化鉻和氧化鋯)、外加劑等制成剛玉質澆注料。試樣在40mmx40mmx160mm的鋼模中振動成型，24h后脫模，養護24h后于(110±5)℃烘干。按國家標準測定其常溫杭折強度、體枳密度、顯氣孔率和線變化率。
3 結果與討論
3.1 Si02微粉對澆注料性能的影響
在固定棕剛玉5~1mm占50% (質量分數，下同)，1〜0mm占15%，純鋁酸鈣水泥占4%，≤0.074mm白剛玉粉和Si02微粉合量為31%，復合添加劑(氧化鉻和氧化鋯)、 減水劑、防爆劑等外加劑適量的條件下，SiO2微粉添加量對澆注料性能的影響如表1所示。可見，隨著Si02微粉加入量的增加，澆注料的烘干強度隨之增加。綜合考慮1500 ℃ 2h燒后的性能，以2%的Si02微粉添加量為最佳。
表1 SiO2微粉添加置對澆注料性能的影響
3.2 復合添加劑加入量對材料性能的影響
固定棕剛玉5~1mm占50% ，1~0mm占20% ，固定細粉(<0.088mm)總量為30%，其中純鋁酸鈣水泥適量，Si02微粉為2% ，改變復合添加劑(氧化鉻和氧化鋯)的加入量，制成的澆注料于1500℃ 3h燒后的性能見表2。從表2可以看出：隨著復合添加劑加入量的增加，澆注料的高溫抗折強度得到明顯的改善，但加入至5%時強度又下降；加入量為1%時的體積穩定性最好。綜合考慮，工業試驗用澆注料中的添加劑加入量選擇2%和3%。
表2 復合添加劑對1500℃ 3h燒后澆注料性能的影響
4應用
研制的出鋼嘴剛玉質澆注料于某鑄造有限公司電爐鋼包出鋼嘴上使用。該出鋼嘴分為5節，其中從下至上第二、三節的蝕損較嚴重，采用加入3%復合添加劑的澆注料，而其他3節使用加入2%復合添加劑的澆注料。為了提高出鋼嘴澆注料的施工性能，選用兩種以上的外加劑復合使用， 結果澆注料的流動性增大，強度增高，線變化率變小。這主要是由于復合外加劑具有解膠、分敵、潤濕、排氣等功能，可顯著地改變物料的表面性能,達到減水增強的效果。實際使用中，澆注料在振動棒振動下流動性好，容易脫氣和密實，確保施工體均勻，且施工勞動強度低，效率高。
第一次工收試驗試用了2個包，使用壽命為65次和70次。其中9包共使用65次，按常規使用一個星期，實際使用了16天，期間因機械故障停爐冷卻至室溫3次，拆包時觀察還有較厚的殘余厚度，用戶比較滿意。此后，又進行了十幾個出鋼嘴剛玉質澆注料的批量供貨，取得了使用壽命超過 70次的使用效果，達到了預期目標。