目前高炉出铁沟主要采用Al2O3-SiC-C质浇注料，铁钩损毁主要在于三个方面：铁钩料与高炉渣接触并反应，形成低共熔物而熔蚀;铁水及铁渣的撞击磨损，造成铁钩材料的龟裂和剥落;铁钩料在使用过程中氧化而损毁。随着高炉冶炼强度的提高和渣量的增大，高炉产量提高，对铁钩浇注料的质量要求日益提高，不仅要具备较高的常温强度，保证浇注成型、脱模后不损毁，更具备较大的高温状态强度，来抵抗铁水和熔渣的冲刷和侵蚀。为提高铁钩的使用寿命，郑州驹达新材料科技有限公司旨在通过降低硅微粉、水泥加入量，减少浇注料在高温下的低熔物来提高材料的使用性能，在保证足够常温强度前提下提高高温热态强度。
2 实验
2.1 原料
试验原料有：电熔棕刚玉，白刚玉，97碳化硅，硅微粉(粒度分析D50<1.5um)、球沥青(软化点约为110℃)、高铝水泥、98金属硅粉(w(Si)=98.24%)，活性Al2O3微粉(粒度分析D50＜2um)，碳化硼(w(B4C)=95.7%，粒度为325目)，六偏磷酸钠，其主要原料化学组成见表1。
表1 主要原料化学组成
2.2 试样制备
实验中首先调整硅微粉加入量，加入质量分数分别为1%、1.5%、2%、2.5%，差值用刚玉粉弥补，试样配比见表2。
表2 配方主要原料组成
将各种原料按照规定配比准确配置，预混均匀，加入合适的搅拌机中保证可以均匀搅拌;
测量加水量及流动值，在振动台上振动成型，尺寸为40mm×40mm×160mm，一组四条，分别测量110℃×16h烘干后常温抗折耐压强度、1000℃×3h、1450℃×3h处理后的冷态抗折强度耐压强度及1450℃×1h热态高温抗折强度;
选出各温度段的综合强度最好的一组，将这一组的硅微粉加入量作为基础，再调整水泥加入量，水泥加入质量分数依然按照1%、1.5%、2%、2.5%，差值用刚玉粉200目弥补，试样配比见表3。
表3 配方主要原料组成
3.2 水泥加入量对浇注料强度的影响
将主要汇演110℃常温耐压强度、1450℃×3h耐压强度及1450℃×1h热态高温抗折强度制成连线图，如图2所示：
图1 硅微粉加入量与浇注料强度的关系
图2 水泥加入量与浇注料强度的关系
由图2可知，随着水泥加入量的增大，浇注料常温强度增大，高温冷态强度减少。高温抗折强度减少。一方面，水泥量增大，形成水化相增多，常温强度增大；温度升高时，水化相脱水产生气孔，使得材料结构疏松，所以高温冷态强度下降；同时钙黄长石的低熔物含量增多，使得高温抗折强度也下降，当硅微粉加入1.35%、水泥加入1.5%时，铁钩浇注料的常温性能约50MPa，高温抗折性能达到5MPa以上。
3.3 浇注料显微结构
通过选择高强纯铝酸钙水泥和高效减水剂等大量实验，硅微粉1.5%和水泥1.5%组合时，常温强度可达到50MPa以上，1450℃高温冷态耐压强度约90MPa，1450℃高温抗折强度5MPa以上，对其热态抗折强度试样断口进行电镜分析：基质结构与晶相组成，与传统配方相比，如图3，发现试样中形成发育良好的莫来石晶相，如图4，从而显著提高了试样的热态抗折强度。
图3 传统配方试样断口的显微结构照片
图4 浇注料高温抗折试样断口的显微结构照片
结论
减少硅微粉及水泥加入量，能提高铁钩浇注料的高温性能，主要原因是减少低共熔物钙黄石的生成，在浇注料中生成交错网状莫来石晶体从而提高高温性能。