Al2O3-SiC-C质浇注料(其中以水泥结合的浇注料较多)是目前大型高炉的出铁沟的主要原料。根据以往的生产经验，炼铁厂一般均是依照自己的实际需要来完成浇注料生产规划。一旦炼铁厂出现意外原因打乱浇注料生产规划，则已经生产出来的浇注料便超过指定存放时间，增大失效风险。某厂需要对某个批次的浇注料进行处理，处理过程中发现该批次的部分浇注料凝固时间相对较长，自身强度较弱，将原因初步判定为水泥失效。为了能够对高炉铁沟浇注料的失效进行分析、并总结失效原因，本文结合实例展开了相关分析和研究。
对该厂的初步判定为水泥失效的浇注料进行现场分析，该材料为水泥结合的Al2O3-SiC-C质浇注料。取得适当材料进行试验，发现在浇筑完成一天之后依然无法凝聚，经过分析之后得出如下原因：一是浇注料加水量过多，二是水泥过期失效。针对以上原因，为了能够对浇注料的强度进行合理调整，将些许铝酸钙水泥加入到浇注料当中，借此来对浇注料以往损失的强度进行弥补。为了能够验证铝酸钙水泥采用何种加入量更加合理，在具体试验时，铝酸钙水泥加入量分为三种方案，获得相应的浇筑试样的体积密度与强度之后，分别与原始试样进行对比和分析。
试样采用的加水量必须要严格控制，本实验采用5.5%~6.5%加水量控制范围，待加入完成之后对原料进行充分搅拌，使其均匀混合;混合均匀之后震动成型，获得浇筑试样;将浇筑试样放于110℃的环境中进行干燥，持续24h；干燥完成之后，将试样埋于1450℃的碳中持续烧制3h。试验结果表明，所有的浇筑试验均能够有效的硬化和凝固。对重新浇筑的试样的体积密度和强度进行认真、并将结果与原始试样进行分析，表明即便是原始试样，干燥强度也达到了22.8MPa。由此可以证明，水泥失效并不是导致浇注料凝固不完全的唯一诱因;同时也说明，现场操作时影响浇注料凝固效果的重要因素。另外，增加铝酸钙水泥的加入量凝固增强浇注料的干燥强度和烧后强度。
将原始浇筑试验放于110℃的环境中进行干燥，持续24h，对干燥之后的原始浇筑料进行电子探针与能谱分析，获得了相应的基质结构成分。具体如下：w(MgO)=0.52%，w(Al2O3)=29.001%，w(SiO2)=52.26%，w(CaO)=13.55%，w(Na2O)=1.23%，w(K2O)=1.04%。按照元素分析的结果，基质的组成中含有氯离子质量分数2.44%，这表明在浇注料的成型过程中所用水的氯离子超标。
通过分析基质组成的面分布结果，我们知道，氯离子的电子数等于Na元素的电子数，而且两者的电子分布的面相对均匀。基质中均匀分布着除了粒径较大的刚玉与碳化硅颗粒之外的其他元素颗粒。分散剂使导致钠元素带入的主要原因，但是氯离子的带入从配方上并没有引入物。对烧后浇注料基质进行电子探针与能谱分析，获得了相应的基质结构成分。具体如下：w(MgO)=0.22%，w(Al2O3)=29.69%，w(SiO2)=53.86%，w(CaO)=13.65%，w(Na2O)=2.24%，w(K2O)=0.70%。在元素分析中为发现氯离子，这说明了氯离子质存在于低温环境，高温环境下氯离子已经挥发。
到目前为止，关于含碳素浇注料的失效报道数量不多。本文分析浇注料的失效的原因主要包括下述几个方面：一是振动时间控制方面，二是施工设备方面，三是浇注温度控制方面，六是储存条件方面。以上这六种因素都会对浇注料性能产生一定影响。
铝酸钙水泥结合的Al2O3-SiC-C质浇注料，在可溶碱的水解作用下，反应过程与非含碳浇注料的可溶碱的水解过程类似。铝酸钙水化反应产物与碱作用，最后生成碳酸钙。失效的原因一般认为是由于产生了碳酸钠的水化物，吸潮能力大，而低水泥浇注料气孔率低，渗透率也低，内部吸潮难以干燥，从而使得结合剂的效果降低。对于铁钩用浇注料，由于水泥时直接与材料混合在一起的，储存条件一般在露天堆放，如果材料吸潮，则水分容易吸附在材料内，在长时间的作用下，水泥水化作用已经完成，而形成的凝固效果只是在于颗粒或者粉体的表面。因此在浇注施工中，凝固效果降低。浇注料中氯离子超标，也会影响碱性水泥结合剂的结合强度，因为酸碱反应的结果直接造成凝固速度过快而结构疏松。
从失效的铁钩浇注料的分析看，主要原因应该是储存时间长、施工环境过程、加水量等因素影响所导致。因为重新制样的原始浇注料干燥强度还比较高，不至于凝固不了。而在外加一定量的新水泥后，强度与性能没有损失，烧后强度一定的增加幅度。因此，在进行处理后，使用的效果没有受到影响。从包装的角度看，应该提倡水泥与浇注料分开包装，混合时，再加入水泥，这样可以减少水泥的强度损失。
第一、高炉铁沟浇注料失效的主要原因体现在六个方面：一是振动时间控制方面，二是施工设备方面，三是浇注温度控制方面，四是加水量控制方面，五是添加物的种类和加入量方面，六是储存条件方面。第二，水泥与浇注料分开包装能够有效减少水泥的强度损失，进而避免浇注料失效，待混合的时候再加入水泥。第三，在使用时，建议加入些许的新的铝酸钙水泥，此举证明能够不影响浇注料应用效果的前提下增强浇注料强度。
