采用气幕挡墙砖向中间包内吹入氩气以去除钢液中非金属夹杂物和微小夹杂,是洁净钢水提高钢水质量较有效的途径。本文结合中间包的使用条件,在对国外进口气幕挡墙砖分析的基础上,选择刚玉-莫来石为主要材质,研究了气幕挡墙砖的致密层和透气层浇注料,着力探讨了粒度组成、细粉量、外加剂以及Al₂O₃—SiO₂溶胶-凝胶等对气幕挡墙砖透气层浇注料物理性能的影响,通过数值模拟和优化配方完成了气幕挡墙砖的工业试制。 研究结果表明,选择刚玉-莫来石材质作为气幕挡墙砖材料机械强度大,体积稳定性好,依靠自身的颗粒堆积可形成分布较均匀的气孔,产生30%以上的显气孔率,透气性好,是冶炼超纯净钢用理想的连铸中间包气幕挡墙砖材料。浇注料细粉中再引入Al₂O₃—SiO₂溶胶-凝胶,对增强透气层浇注料有明显的效果,溶胶-凝胶不同的引入方式增强的机理不同。其中,以Al₂O₃—SiO₂溶胶添加和表面浸渍,经过一定温度处理后,生成密而细的胶状物连接颗粒骨料,增强其强度;而以Al₂O₃—SiO₂凝胶粉引入,可在1200℃时大量生成莫来石晶须,浇注料强度增大,透气度也得到提高。