以高纯棕刚玉为主要原料，同时加入α-Al2O3微粉、SiO2微粉、纯铝酸钙水泥制备了棕刚玉浇注料。结果表明：选用粗颗粒、中颗粒、细粉质量比为58：22：20，其中α-Al2O3微粉加入量为6%（w），uf-SiO2加入量为6（w），水泥加入量为1%（w）制备了棕刚玉浇注料。浇注料的结构致密、高温线变化小、高温强度高、抗熔渣及铁水渗透侵蚀性好，在高温还原气氛下长期使用性能稳定。
试验
主要原料有高纯棕刚玉，α-Al2O3微粉、SiO2微粉、纯铝酸钙水泥等。称取原料，浇注成40mm×40mm×160mm的长条样，在110℃烘干后，再在1200、1500℃烧成。按相关检测试样的体积密度、显气孔率、耐压强度、抗折强度、线变化率。
抗渣性：采用静态坩埚法，抗渣坩埚外形尺寸65mm×60mm，内孔尺寸25mm×30mm，取自宝钢炉渣20g，试验温度为1500℃ 5h。炉渣的化学组成（w）为：SiO2 32.15%，Al2O3 15.43%，TiO2 0.63%，Fe2O3 0.43%，CaO 48.48%，MgO 1.59%，k2O 0.19%，Na2O 0.22%，SO3 0.75%。
抗碱性：采用棕刚玉预制块和刚玉砖，刚玉莫来石砖作为对比试验。将试样切块20mm×20mm×20mm的立方体，采用红柱石质匣钵埋入法，焦炭与碳酸钾按1:1的质量比混匀，将每种试样四块依次排列埋入其中，将匣钵放入炉中，升温速度为10℃·min-1，100℃保温30h。冷却后取出试样，进行体积、强度及K2O含量测试。
粒度级配
按方程计算，棕刚玉浇注料中骨料部分的粒度分布系数q值不应高于0.30，适于振动施工刚玉浇注料的粒度分布系数q为0.29时，具有良好的流动性。
试样采用骨料8~5、5~3、3~1、≤1mm四级配料，分布系数q为0.25、0.29、0.31及两种经验配比，粗颗粒、中颗粒、细粉质量比分别为①32:28:40；②34:29:37；③35:29:36；④54:29:17；⑤58:22:20，试样编号分别为1#-5#。颗粒级配的试验结果见表1。
表1 颗粒级配的试验结果
由表1可以看出，要获得相同的作业性，粗颗粒、中颗粒、细粉质量比为58:22:20的5#配料用量较少，各项物理指标也较好。也即增加颗粒的加入量可以提高棕刚玉浇注料的密度。
α-Al2O3微粉种类选择加入量以53配比为基础，试验选用编号为y、s、z、b、j、c的；六种α-Al2O3微粉做对比试验，这六种α-Al2O3微粉的粒径分布和比表面积各不相同。采用的六种微粉尽管粒径分布不同，比表面积各异，但配制的棕刚玉浇注料的物理性能都能满足预期要求。相比之下，含微粉c的配料用水量（w）更小些（3.3%），各项物理指标也较好些。
当选用α-Al2O3微粉c，加入量（w）为3%~6%时，配料用水量相同，并且试样的物理指标也在目标值内。
Uf-SiO2种类选择加入量
本实验选用国产微粉和埃肯微粉作对比试验，国产uf-SiO2配料用水量3.5%（w），埃肯uf-SiO2配料用水量3.3%（w）。浇注料的物理性能见表2。可以看出，要达到相近的流动性，用国产的uf-SiO2时，施工用水量多于用埃肯uf-SiO2的用水量，试验的各相物理指标都不如用进口微粉的试样。更为严重的是，因为国产微粉杂质含量高，1500℃烧后试样外观规整。为了制得质量优良的预制块，决定采用埃肯的uf-SiO2。
表2 国产和埃肯微粉的物理性能
试验选用埃肯微粉的加入量（w）为3%、4%、5%、6%、7%做对比试验，试验结果列与表3。由表3可以看出，当uf-SiO2加入量为3%~4%（w）时，施工用水量较大，烧后线变化也较大，当加入量为5%~7%（w）时，施工用水量较小，各项指标也在目标值内。
水泥种类和加入量刚玉预制块由于位于陶瓷杯中心和风口部位，为保证其良好的高温性能，由配料引入的CaO必须小于0.5%（w），所以该浇注料应为性能优良的超低水泥浇注料。试验选用CA-75G和71两种纯铝酸钙水泥做对比试验，加入量在0.5%~1.5%（w）。结果发现，两种水泥当加入量为0.5%~1.5%（w）时，各项物理指标都能满足要求。但前者杂质略高于后者，后者性能较为稳定，故决定采用71水泥。
表3 uf-SiO2的用量选择结果
配比确定选用粗颗粒、中颗粒、细粉质量比为58:22:20，其中α-Al2O3微粉加入量为6%（w），uf-SiO2加入量为6%（w），71水泥加入量为1%（w）制备了棕刚玉浇注料。
棕刚玉浇注料的抗渣结果为：切开坩埚，无明显的浸蚀渗透现象。从抗碱试验来看，刚玉莫来石完全溃散，无一完整的。克隆刚玉样与棕刚玉浇注料试样完整无裂纹，其抗碱性试验结果见表4。棕刚玉浇注料有较好的抗碱性能，但与塞隆刚玉样相比，抗渣试验后体积膨胀较大，吸收的K2O也较好。
表4 抗碱性试验结果
结论
选用粗颗粒、中颗粒、细粉质量比为58:22:20，其中α-Al2O3微粉加入量为6%（w），uf-SiO2加入量为6%（w），71水泥加入量为1%（w）制备棕刚玉浇注料。浇注料的结构致密、高温线变化小、高温强度高、抗熔渣及铁水渗透侵蚀性好，在高温还原气氛下长期使用性能较好。可以达到还原气化炉的要求。