影响高炉铁沟料使用寿命的因素主要是侵蚀、热冲击等。熔渣对内衬材料的侵蚀行为不仅取决于化学和矿物组成、气孔类型、和气孔尺寸、显微结构，而且受渣的粘度、密度、化学组成和扩散系数的影响。关于渣对耐火材料的侵蚀、氧化物对耐火材料侵蚀的影响已有很多文献进行了介绍。土耳其的研究人员研究了铝矾土质和MgO质自流浇注料的物理性能，并研究了这两种类型的耐火材料在高炉渣中的蚀损行为。
    制备浇注料时先将原料干混，加水混合后浇注到模型内放置24 h，脱模后在110 ℃下干燥24 h。干燥后经900、1 500 ℃的温度处理，处理时间5 h。测定烧成后试样的体积密度、显气孔率、常温抗折强度、常温耐压强度。侵蚀试验采用坩埚法，试验温度1 650 ℃，使用磨碎的高炉渣，其化学组成（w）：CaO  37.35%，SiO2 42.29%，Al2O3 10.56%，Fe2O3 0.32%，MgO 6.71％，Mn2O3 1.67%，K2O 0.94％，Na2O 0.18%，TiO2 0.45%，P2O5 0.011%，Cr2O3 0.012%，S 0.97%，SO3 0.06％。加热至950 ℃的试样采用风冷法在45 min内冷却至室温，测定其抗热震性，用X射线衍射法测定试样在高温下的相变化，用光栅电子显微镜分析器显微结构。试样的性能见表1。
表1 试样的理化性能
指标 镁质浇注料 矾土质浇注料
w（Al2O3）/% 26 64
w（SiO2）/% 2 6
w（SiC）/% - 20
w（MgO）/% 72 
体积密度/(g•cm-3) 干燥24 h后 2.83 
 900 ℃ 5 h烧后 2.67 2.71
 1 500 ℃ 5 h烧后 2.86 2.82
体积气孔率/% 干燥24 h后 13 19
 900 ℃ 5 h烧后 19 24
 1 500 ℃ 5 h烧后 11 18
常温耐压强度/MPa 干燥24 h后 51 52
 900 ℃ 5 h烧后 18 28
 1 500 ℃ 5 h烧后 64 49
流动值/mm 210 222
    试验结果表明，由于热分解的作用，经900 ℃处理后试样的体积变化小于低温干燥试样，因此，经1 500 ℃处理后试样出现烧结，其体积密度增加，气孔率降低。石墨的氧化、新矿物相的生成、尤其是SiC颗粒的表面氧化可能会局部减少。在渣与耐火材料界面发现有熔点分别为1 553 ℃和1 593 ℃的新生成相（CAS2和C2AS）。这两种新的低熔点相加速了材料的蚀损。
    由于两种耐火材料都具有30次以上的抗热震性。侵蚀试验结果表明，镁质试样在高炉渣中没有蚀损。其原因是这种试样的气孔率较低，而且基质结合系统也致密。矾土质试样的气孔率为18%，而镁质试样的气孔率为11%。刚玉差不多全部与MgO反应生成尖晶石。相组成分析结果表明，在试样中有少量的镁橄榄石，这可能是MgO与硅微粉反应后生成的。根据CaO-MgO-SiO2相图，在渣与耐火材料界面上生成了镁蔷薇辉石（3CaO•MgO•2SiO2）和钙镁橄石（CaO•MgO•SiO2）。玻璃相含量随着高炉渣中CaO和SiO2含量的增加而增加。
    试验结论认为，使用由优质原料制成结合剂的镁质浇注料试样具有较好的抗侵蚀性；与铝矾土质试样相比，镁质试样的体积密度大、气孔率低、耐压强度高；由于镁质试样的物理机械性能较好，提高了其抗侵蚀性；试验确定了渣渗透进入了试样气孔中，气孔率在耐火材料的蚀损行为方面具有重要作用，材料的化学组成和矿物组成也很重要。
（编译自俄刊《耐火材料与工程陶瓷》2009，№11/12）