Al2O3-SiO2-SiC-C耐火浇注料用于炼铁高炉出铁沟和鱼雷车等设备的内衬。在工作条件下，这些材料主要遭受侵蚀、渗透、热震和氧化等作用。选用抗氧化剂是一种有效的控制碳氧化的方法。但是加入抗氧化添加剂会直接影响浇注料的热力学性能和抗侵蚀性能。巴西的研究人员主要研究了两种组成的Al2O3-SiO2-SiC-C耐火浇注料的基本性能，并分析了B4C和抗氧化剂混合物（Si+B4C+硼硅酸钠玻璃）对浇注料性能的影响。
    试验用主要原料有电熔棕刚玉、SiC（EC6R）、SiO2微粉（971-U）、碳粉、Al2O3微粉（A17NE）和水泥（Secar71）等，以金属Si粉、B4C和硼硅酸钠玻璃为抗氧化剂，高碳低水泥浇注料的基本组成如表1所示。粒度分布根据Andreasen颗粒堆积模型取q值为0.26分配。采用聚甲基丙烯酸钠为分散剂，一种非离子型表面活性剂作为碳源润湿剂。同时采用一种不含抗氧化剂且碳含量为4%的商业浇注料A做对比。根据相关标准测量浇注料的流变性。
表1 Al2O3-SiO2-SiC-C浇注料的组成（w）/%
原料 10C 10SBC
骨料 电熔棕刚玉
（4/1.68 ~0.075 mm） 44.0 44.0
 SiC（2.81~0.075 mm） 20.0 20.0
基质 Al2O3微粉 21.0 16.0
 水泥（Secar71） 2.0 2.0
 SiO2微粉 1.0 1.0
 金属Si粉 - 7.0
 硼硅酸钠玻璃 - 
 B4C 2.0 
 碳 10.0 10.0
    按配方配料混合均匀，振动浇注成所需尺寸试样（25 mm×25 mm×150 mm的条状试样、228 mm×114 mm×65 mm的长方体试样和Ф40 mm×40 mm的圆柱试样），脱模后在具有一定湿度的环境下50 ℃养护12 h，再在110℃烘干10 h。将圆柱试样在埋炭匣钵中1 400 ℃ 5 h烧成后进行抗氧化性试验，分别测试试样在空气气氛下300、600、800、1 000、1 200、1 450、1 550和1 650 ℃热处理3 h后的质量变化，找出脱碳温度范围。将228 mm×114 mm×65 mm的长方体试样在还原气氛下1 450 ℃ 5 h烧成后进行抗热震试验，采用热冲击法(ASTM C1100-88)，热冲击测试炉的移动速率为0.3 cm•s-1，测试温度约为1 500 ℃。热态抗折强度采用25 mm×25 mm×150 mm的条状试样，测试时用镍箔包住避免与氧气接触，分别测试400、800、1 000、1 200和1 450 ℃下的热态抗折强度。抗渣性：将试样在还原气氛下1 450 ℃ 5 h烧成后，装入铁水和渣（CaO/SiO2=1.26），放在感应炉中1 650 ℃保温4 h，试验过程中每隔1 h换一次渣，冷却后比较试样的渣蚀情况。
    研究结果显示，所开发的高含碳浇注料（w(C)=10%）比所对比的商业浇注料A（w(C)=4%）需要更高的加水量，但是加入SiO2微粉、其他细粉及分散剂后，浇注料的加水量均控制在合适的范围内（分别为5.7%和5.4%），10SBC配方比10C配方具有更好的流变性。
    抗氧化试验结果显示，不含抗氧化剂的浇注料A的脱碳面积最大（在1 200 ℃时已有约72%的碳被氧化掉），10C试样次之，10SBC试样的抗氧化性最好，复合加入Si+B4C+硼硅酸钠玻璃混合物为抗氧化剂可以在更宽的温度范围（600 ~1 500 ℃）内起到有效的保护碳氧化的作用。
    抗热震试验结果显示，所有试样均具有良好的抗热剥落性，试验后试样表面都没有出现裂纹，本试验方法也验证了10SBC试样具有最好的抗氧化性（与高温火焰接触后，试样的白色氧化带最窄且模糊）。不同温度下的热态抗折强度测试结果表明，在800 ~1 400 ℃范围内，10SBC试样的热态抗折强度普遍高于其他配方的试样，浇注料A在该温度范围内热态抗折强度随温度升高逐渐减小，这主要是由于随温度升高，碳氧化加剧，导致试样气孔率升高，从而引起抗折强度的降低。10C试样分别在800→1 000 ℃和1 200→1 450 ℃时热态抗折强度有明显的下降，这可能是由于B4C参与反应生成液相引起的；在1 000→1 200 ℃时热态抗折强度增大，可能是因为液相和浇注料中的一些成分反应，生成了难熔相Si2B4O10和Al18B4O33。
    抗渣侵蚀试验结果表明，10SBC试样具有最好的抗侵蚀性，其次是10C试样和A试样，但总体上抗渣性改善不太明显。主要是因为SiC被FeO氧化以及B4C氧化后生成液相如B2O3等使材料的抗侵蚀性变差。
    总体来说，添加抗氧化剂有效地改善了Al2O3-SiO2-SiC-C高含碳浇注料的抗氧化性、高温抗剥落性及热态抗折强度，但其抗渣侵蚀性改善不大。
（编译自《UNITECR2009论文集》）