莫来石浇注料是指主要由铝土矿颗粒、刚玉和莫来石构成的一类耐火材料,其具有优异的抗蠕变性能和抗热震性能,因此被广泛用于窑炉内衬方面。其中,铝土矿颗粒、刚玉通常作为骨料存在于浇注料中,其是浇注料骨架的主要成分,支撑浇注料的整体结构;莫来石通常为柱状或针状存在,既可以以基质的形式存在于浇注料中,也可以直接作为骨料引入浇注料中在基质中形成莫来石网状结构,强化骨料与基质的结合界面。目前,莫来石浇注料中的莫来石来源主要为两类,第一类为直接合成的莫来石;另一类为其他矿物在热处理过程中转化而成的莫来石,代表矿物为红柱石。
例如,针对莫来石骨料,采用不同粒径的莫来石作为骨料,探究了硅微粉的含量对莫来石浇注料的影响。研究表明,浇注料的强度随着硅微粉含量的增加先增大后减小。这是由于适量硅微粉的添加会在浇注料中形成一定的液相,促进浇注料的烧结,促进基质中莫来石的生成,提升了浇注料的强度;过量的硅微粉会使得浇注料出现过烧结,使得浇注料出现大量裂纹,减小其强度。针对莫来石基质,探究了基质中 Al2O3/SiO2之比对高铝矾土-莫来石浇注料性能的影响。研究发现,在基质中添加不同比例的氧化铝微粉(α-Al2O3)和氧化硅微粉能够有效的促进基质中原位莫来石的生成。当 Al2O3/SiO2 比在 2.74 左右时,浇注料的力学性能得到大幅度的提高。由上述研究可知,针对于莫来石浇注料,主要可以通过调节粒度级配、 粒度组成、调节基质和骨料种类等方式来进行性能的改善,通过改变这些方式, 使莫来石浇注料的性能得到了优化。

莫来石是一种优质的耐火材料,它具有均匀的热膨胀性、极好的热稳定性、荷重软化温度高、高温蠕变小和抗化学腐蚀性能好等特点。针对于这些特点,做了实验。探究了浇注料中原位莫来石的生成及孔结构变化对莫来浇注料高温性能的影响。随着纳米级SiO2微粉含量的增加,浇注料在1500℃ 下热处理后的致密化程度增加,气孔孔径减小,高温强度增大。这是因为SiO2加入量增加使得浇注料高温下的液相量逐渐增加,填补了微观下的孔隙;另一方面, SiO2含量的增加促使了浇注料在高温下原位莫来石的生成,并且随着SiO2含量的增加,柱状莫来石的发育状况明显改善,提高了浇注料的高温强度。
莫来石浇注料具有较高的荷重软化温度、抗蠕变性和抗热震性好等优异的力学性能,目前已成为热风炉、加热炉、蒸汽锅炉等各种窑炉内衬的主要材质,有效提高了窑炉的使用寿命。然而,目前由于不同骨料的种类、品位和杂质含量也不尽相同,对莫来石浇注料的性能影响也不相同。因此提高原材料的品质是很有意义的。