01原料性能

刚玉分烧结刚玉和电熔刚玉。其中，电熔刚玉是将氧化铝或铝矾土在电炉中熔融后冷却得到的产物。电熔刚玉晶粒大、致密度高、气孔少、硬度高。烧结刚玉的晶粒小、气孔多、硬度小，但抗热震性要好些。总体上说，刚玉的耐高温、耐磨损性很好，但抗热震性欠佳，导热性较大，特别是抗碱侵蚀性很差。莫来石也分烧结和电熔两种。其中，电熔莫来石的性能更好。总体上说，莫来石具有高温体积稳定性好、热态强度大、抗蠕变性强的特点，具有中等偏上的耐热震性和较低的导热性。红柱石是蓝晶石族矿物中的一员。蓝晶石矿物指分子式为Al2O3-SiO2的三种同质异构矿物：蓝晶石、红柱石和硅线石。这三种晶体的共性是耐火度高，质地纯净，抗侵蚀性好，煅烧过程中转变为莫来石和高二氧化硅含量的物质，并伴有体积膨胀(蓝晶石为16%〜18%，红柱石为3%〜5%，硅线石为7%〜8%)。

1300〜1350℃时，蓝晶石转变成为莫来石和方石英，并伴随+18%的体积变化。由于膨胀过大，蓝晶石的掺量受到限制。蓝晶石转变产生的膨胀可以用于抵消不定形耐火材料的收缩，产生的莫来石可用于提高浇注料的抗热震性。但是，蓝晶石转化产生的方石英却不利于抗热震性。

1400℃时，红柱石转化成为莫来石和高硅玻璃相，并伴随+4%的体积变化。由于膨胀较小，有利于提高红柱石的掺量。红柱石转变产生的膨胀可以用于抵消不定形耐火材料的收缩，产生的莫来石可用于提高浇注料的抗热震性。不同的是，红柱石转化产生的高硅玻璃相具有极低的热膨胀系数，非常有利于提高浇注料的抗热震性。

1500℃时，硅线石转化成为莫来石;并伴随+8%的体积变化。理论上，硅线石转变产生的膨胀可以用于抵消不定形耐火材料的收缩，产生的莫来石也有利于提高浇注料的抗热震性。由此，低中档不定形耐火材料常用蓝晶石作为添加剂;高中档不定形耐火材料常用红柱石作为添加剂;硅线石的转变温度过高，一般不适合作不定形耐火材料的膨胀剂使用。

碳化硅具有高熔点、高硬度、高导热、低膨胀和可氧化的特性。碳化硅的高硬度被利用来提高耐火材料的耐磨性。碳化硅的低膨胀和高导热性能被用于提高耐火材料的抗热震性。碳化硅可能产生钝化氧化或形成SiO2釉层的特性被用来提高耐火材料的抗侵蚀性。

02材料设计

根据水泥窑窑口等处的使用条件，用于此处的耐火材料应该具有良好的耐高温、抗磨损、抗热震、耐侵蚀和低导热性能。耐高温性好的原料只有刚玉;耐碱蚀性好的原料只有碳化硅;耐磨损性好的原料有刚玉和碳化硅;抗热震性好的矿物有碳化硅和红柱石;导热性低的原料有红柱石和莫来石。所以，水泥窑高温带用耐磨浇注料至少应该含有刚玉、碳化硅两种矿物，以及莫来石和红柱石两者的其中之一。为了获得所需的性能，高温耐磨浇注料可以同时含有刚玉、碳化硅、红柱石、莫来石四种矿物。