Al₂O₃-SiC-C铁沟浇注料损毁主要在于渣铁侵蚀，须引入碳源来增强其抗渣铁侵蚀的能力，但碳源的引入又会带来新的问题，即炭素在高温下氧化，生成如CO、CO₂气体，不仅使碳丧失原有的作用，同时会导致气孔率升高，降低耐材致密度，对整体力学性能造成严重的损害，使其更容易发生断裂，再有石墨氧化留下的气孔还增加了熔渣与耐火材料的接触面，进一步加剧了侵蚀和损坏。为了防止炭素氧化，河北国亮新材料股份有限公司的研究人员研究了一种新型改性碳对浇注料性能的影响，并将研究成果应用于现场实践。这种改性碳主要通过化学方法来增强锆离子在碳源表面的吸附能力从而将ZrO₂涂覆在碳源的表面，形成的改性碳可以很好地防止碳的氧化，同时保证制品整体碳的高保存率，从而提高制品抵抗熔渣侵蚀能力，延长使用寿命。

试验用主要原料有棕刚玉（w(Al₂O₃)=95.66%）、白刚玉（w(Al₂O₃)=99.54%）、碳化硅（w(SiC)≥97.5%）、硅微粉（w(SiO₂)=95.22%）、高铝水泥（w(Al₂O₃)≥70%）、金属粉、氧化铝微粉（w(Al₂O₃)=99.75%）、常规碳及改性碳等。试样的基础配方（w）为：棕刚玉69%、碳化硅16%、氧化铝微粉7%、硅微粉2.5%、金属粉1.5%、高铝水泥2%、减水剂等0.6%，保持常规碳+改性碳总量为2%不变，改变改性碳的加入量依次为0、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%，加水量依次为4.1%、4.4%、4.7%、5.2%和5.8%。按配方进行配料，配好的物料先预混1～2 min，之后再分批加水，混合均匀，将混匀后的物料在振动台上进行振动成型，振动时长不小于2 min，成型好的样条常温养护24 h，脱模后在烘箱中充分干燥，干燥时长不少于16 h。根据相关标准测量试样的体积密度和显气孔率、常温抗折强度和耐压强度、高温抗折强度及线变化率；使用扫描电镜观察试样的显微结构。

研究结果：（1）改性碳的引入，对浇注料的致密度和强度的改善起到积极作用；（2）随改性碳引入量的增加，浇注料的脱碳层厚度逐渐减小，抗氧化性能提高；（3）综合分析，改性碳的引入量达到1%时，浇注料具有最佳的性能指标。

（摘编自《工业炉》2023，№2；作者：李德民等）