近年来，随着连铸、炉外精炼及洁净钢等炼钢新技术的发展，不仅对铝碳质耐火材料的使用性能提出了更高的要求，而且还要求耐火材料的含碳量进一步降低，以避免向钢液中增碳，影响钢的质量。因此，在保证含碳耐火材料高性能的基础上，低碳化成为其发展趋势。武汉科技大学的研究人员以白刚玉和SiC为骨料，以活性氧化铝、石墨、抗氧化剂为基质，用树脂为结合剂，研究Al2O3-C质材料的热力学性能，探讨碳含量对不同温度下Al2O3-C材料物理性能和抗渣性能的影响。
     以白刚玉、石墨、SiC为主要原料，加以超细α- Al2O3粉，抗氧化剂采用金属Al粉，以酚醛树脂为结合剂，具体配方如表1所示。将料称好后，先将细粉加入搅拌机中预混合3 ~5 min。混好的料在150 MPa的压力下，分别压成φ36 mm×36 mm圆柱试样、外径φ50 mm×50 mm内径φ15 mm×15 mm的坩埚试样以及25 mm×25 mm×125 mm的条形试样。将压好的试样在200 ℃下干燥24 h。圆柱试样和条形试样分别在600、1 200和1 500 ℃埋炭热处理3 h后，分别测量显气孔率、体积密度、抗折强度和耐压强度。干燥后的坩埚试样在1 600 ℃埋炭条件下做抗渣性试验；条形试样在1 400 ℃埋炭条件下做高温抗折强度试验。
表1 试样配方（w）/%
编号 白刚玉 α- Al2O3 SiC 石墨 金属Al粉 酚醛树脂（外加）
A 81 5 5 5 4 4
B 76 5 5 10 4 4
C 71 5 5 15 4 4
D 66 5 5 20 4 4
     研究结果表明：（1）随着热处理温度的升高，Al2O3-C耐火材料的显气孔率增大，体积密度减小；随着碳含量的降低，材料的显气孔率减小，体积密度相应增大，其趋势在碳含量≥10%时十分明显；（2）热处理温度为200 ℃时，酚醛树脂固化使得Al2O3-C耐火材料强度最高；600 ℃时，树脂分解使得材料强度最低；温度继续升高时，由于树脂碳化及烧结作用存在，材料强度提高。在各个温度点上，随着碳含量的增加，碳的氧化程度加大，使得材料的强度降低；（3）Al2O3-C耐火材料随着碳含量降低，Al2O3含量增加，Al2O3致密层更容易生成，材料的高温强度就高；不同碳含量的Al2O3-C材料都显示出较好的抗渣侵蚀性能。
（摘编自《硅酸盐通报》2010，№2）