煤熔渣對剛玉耐火澆注料的侵蝕取決于熔渣與澆注料成分的反應、渣的粘度、操作溫度和流態。侵蝕機理包括三個過程：滲透、熔解和沖刷磨損。熔渣首先從澆注料表面氣孔向磚內滲透，并與澆注料內的化學成分反應生成低熔物即溶解，溶解過程受渣相澆注料-渣邊界層的擴散所控制、溶解速率取決于溫度的高低，由于溶解而改變了澆注料的礦相組成，破壞了澆注料的結構，降低了高溫強度，隨著滲透和溶解的加劇，滲透層（即變質層）的強度大大降低，隨即被熔渣磨損沖掉，此過程交替反復進行，使澆注料一層層侵蝕減薄。除此之外，由于開停車或操作不正常時有較大的溫度、壓力波動，產生熱應力損毀；熱應力使耐火澆注料產生裂紋（嚴重時導致爆裂）隨著裂紋形成和熔渣的滲透，生成低熔融物熱膨脹，各種應力引起裂紋擴展至產生剝落。

為了在爐內直接進行煤灰在剛玉耐火澆注料上的靜態結渣實驗，將實驗煤樣先破碎至13 mm以下，放在淺盤內攤平(厚度不超過25mm) 在干燥箱中干燥后磨碎，再用不同篩孔的煤粉篩篩分，并將通過不同篩孔的煤粉盛于棕色玻璃瓶中放在干燥陰涼處保存備用。實驗煤樣中灰分礦物組成是影響結渣的主要原因之一，經灰化處理后，灰中礦物成分最終將轉變為各種金屬和非金屬的氧化物。經化學分析方法測試得到實驗煤樣灰分的組成見表1。經角錐法測量該煤樣煤灰的熔融特性溫度均在1450 ℃以上。

試驗選用AL2O3、Cr2O3 粉末，再加少量ZrSiO4、CMC( 羧甲基纖維素鈉)等，通過調節各組分含量，配置得到剛玉耐火澆注料，其組分質量分數為36#白剛玉40%、15 #白剛玉7%、α-Al2 O3 微粉30% 、Cr2O3微粉15%、ZrSiO4微粉5%、CMC 3%。實驗用耐火澆注料板( 簡稱耐火板) 是將按上述比例的一定質量的各組分混合后，再用少量水濕潤并混合均勻，然后在壓片機上經 20 MPa 鍛壓成型為長×寬×厚分別40×35×6mm 的板狀物，并在1550 ℃下的空氣氣氛中燒結5 h得到。

圖1灰渣在耐火板上的表面行為是通過200目篩孔的，質量為0.6g 煤灰在剛玉耐火板上，經1250 ℃的還原性氣氛下煅燒5 h后的渣/板形貌結構。圖2為200目篩孔的、質量為0.6g的云貴煤灰在剛玉質耐火板上，經1250℃的氧化性氣氛中煅燒5h后的渣板形貌。與圖1 比較，主要的區別在于灰白色物質的分布不同。在其他侵蝕條件相同的情況下，還原性氣氛中灰白色物質均勻分布在耐火板上。還原性氣氛的作用圖1為渣樣已經完全熔化，冷卻后由于表面張力的作用，呈明顯團聚收縮形貌。各測點灰白色物質主要成分為 Fe、Cr、Ti，其中各測點 Ti 的含量都穩定在2.4% 左右，而Cr的含量則隨 Fe 含量的增加而增加。這說明煤灰中Fe含量高的地方，與耐火板中Cr的反應增加。

實驗煤灰中 Fe 的含量較高，在還原性氣氛條件下，可以發生如下反應:

3Fe2O3+CO→2Fe3O4+CO2

Fe2O3+CO→2FeO+CO2

Fe3O4+CO→3FeO+CO2

因此，還原氣氛中，煤灰中的一部分Fe以FeO的形態存在。與其他價態的鐵相比FeO 具有最強的助熔效果。FeO 能與 SiO2、A12O3、3Al2O3·2SiO2、CaO·A12O3·2SiO2等結合，其反應如下式表示:

3A12O3·2SiO2+FeO→2FeO·SiO2+FeO·Al2O3

CaO·Al2O3·2SiO2 +FeO→3FeO·Al2 O3·3SiO2 + 2FeO·SiO2+FeO·Al2O3

SiO2+FeO→FeO·SiO2 FeO·

SiO2+FeO→2FeO·SiO2

這些生成的礦物之間又會產生低熔點的共熔物，因而使煤灰熔融性溫度降低。FeO·SiO2的熔點約為1147 ℃。它的存在降低了煤灰的熔融特性溫度。硅酸亞鐵與灰渣中的堿金屬氧化物 ( Na2O、K2O) 形成復雜的低熔點化合物的密度一般較小，如NaFe( SiO3 ) 2·FeSiO3密度為 3．2 g /m3 ~3.3 kg /m3，熔點約為1150 ℃。因此，還原性氣氛條件下，煤灰中的 Fe 轉化生成共晶化合物熔融后將浮于質地較硬、密度較大的灰渣表面上。