耐碱浇注料主要是用在窑炉内衬有碱侵蚀的部位，如水泥窑顶分解系统的预热器、管道系统及干法窑顶热分解带。水泥窑系统用耐碱浇注料在使用过程中，由于有害成分 R2O、SO3 、Cr 的蒸发和凝聚，反复循环导致碱的富集对浇注料产生强烈的侵蚀作用，最终导致 “碱裂”而损毁。对于广泛使用的普通粘土质耐火材料，有害物质会在耐火材料表面形成(K,Na) 2 SO 4 、KCl、NaCl、CaSO 4 、2C 2 S·CaSO 4 及复盐(Na,K) 2 SO 4 ·CaSO 4 等结皮矿物，而当有害成分中硫含量较低时，碱类物质成为引起耐火材料侵蚀的主要因素。首先，碱类物质可以呈蒸气相或液相侵入耐火材料内衬气孔，生成低熔点的长石族矿物，新矿物相的产生所伴随的体积膨胀往往导致耐火材料组织结构发生分层或疏松  。其次，由于窑炉内衬径向存在温度梯度以及杂质相的浓度梯度，导致材料热膨胀系数及导热率等性能差异，致使其抗热震性显著恶化。

 Al2O3 -SiC耐碱浇注料在一定程度上可以改善耐火材料内衬的耐侵蚀性能。众所周知，SiC具有良好的耐碱侵蚀性，Al2O3 -SiC陶瓷还具备一定的自愈合性能。然而关于Al2O3 -SiC浇注料的耐碱侵蚀性能的研究国内外相关报道相对较少。因此本实验以焦宝石骨料、矾土骨料、碳化硅粉料、莫来石粉料、氧化铝微粉和二氧化硅微粉为主要原料，利用浇注料制备工艺制备Al2O3 -SiC质浇注料，重点研究Al2O3 -SiC浇注料的耐碱机理及矾土骨料加入量对浇注料性能的影响。

焦宝石骨料和矾土骨料为山西阳泉地区均化高铝矾土（粒度为 7~0 mm）。粉料包括碳化硅粉料（<0.074mm）、莫来石粉料（<0.074 mm）、氧化铝微粉（<0.044mm）和二氧化硅微粉（<5μm），结合剂为市售铝酸钙水泥。耐碱侵蚀实验用碳酸钾为分析纯药剂。成型试样为一种是用于耐碱性实验的外形为 Φ70 mm×70 mm 中心上方预制一个 Φ25 mm×30 mm 孔洞的坩埚状试样。试样室温养护 48 h 后，在 110 ℃条件下干燥 24 h。干燥后部分试样在 1100 ℃条件下，保温 3 h 烧成。通过将 20 g 碳酸钾置于烧后浇注料坩埚试样中，并在高温箱式电炉内加热至 1100 ℃保温 2 h 进行耐碱性实验。

根据不定形耐火材料检测标准，对110℃干燥后和 1100℃烧后浇注料试样分析耐碱性侵蚀试样的矿物相组成。利用 X 射线荧光光谱分析方法分析烧后试样和耐碱性侵蚀试样的组成。

 Al2O3 -SiC浇注料1100℃烧后和抗碱性侵蚀试样矿物相组成可以看出，Al2O3 -SiC浇注料烧后试样矿物组成为鳞石英、莫来石、刚玉和钙长石。矿物组成中未发现SiC相，说明原料中SiC在1000℃以上的高温条件下表面氧化形成一层SiO2 薄膜，限制内部SiC相氧化。而矿物组成中鳞石英主要源于焦宝石和SiC氧化后产物，莫来石和刚玉主要源于原料中莫来石、焦宝石和氧化铝粉，而钙长石的产生恰恰说明了高温条件下铝酸钙水泥与浇注料组成中二氧化硅的相互作用。矿物组成中低熔物钙长石的形成也说明铝酸钙水泥对Al2O3-SiC浇注料的促烧结作用。然而随着矾土骨料加入量增大到30%，浇注料烧后试样中莫来石相衍射峰强度逐渐增强，鳞石英相衍射峰强度逐渐降低。可以发现浇注料烧后试样组成中Al2O3 含量随着系统中矾土加入量的增大而增大，矾土中引入的Al 2 O 3 与系统中过量的SiO2 发生固相反应烧结生成二次莫来石，造成系统中莫来石相衍射峰强度的增大。通过对Al2O3 -SiC浇注料抗碳酸钾碱侵蚀的研究，发现矿物相组成中除包含鳞石英、莫来石、刚玉和钙长 石之外,形成了低熔点矿物钾长石(K2O·Al2O3 ·6SiO2 )，钾长石属于长石型铝硅酸盐矿物

随着浇注料系统中矾土骨料加入量的增大，说明浇注料基质中部分Al2O3和SiO2 被碳酸钾分解形成的K2O所消耗，形成了钾长石。说明有大量的K2O进入到Al2O3 -SiC浇注料系统。然而从K2O对浇注料侵入量也可以发现，矾土加入量增大有利于Al2O3 -SiC浇注料抵抗碱侵蚀 。

 结 论

1  Al2O3 -SiC 浇注料烧后试样矿物组成为鳞石英、莫来石、刚玉和钙长石，随着矾土骨料加入量增大，系统中莫来石化程度增大，莫来石化所产生的体积膨胀可以部分抵消浇注料烧结过程中的体积收缩。

2  浇注料耐碱侵蚀后试样中鳞石英和莫来石相特征峰减弱，浇注料中部分 Al2O3 和 SiO2 被 K 2 O 所消耗，形成了低熔点相钾长石，随着系统中矾土骨料加入量增大，Al2O3 -SiC 浇注料耐碱侵蚀性增强。