炭素焙烧炉是将炭素材料在隔绝空气的条件下，按照规定的焙烧温度进行间接加热，以提高炭素制品的机械强度、导电性和高温性能。目前，我国用于焙烧工序的窑炉有很多种，窑炉炉体一般形状复杂，火道温度高达1350 ℃,且大多采用硅砖、粘土砖、高铝砖等制品来砌筑。这样砌筑的炉子有两个缺点；一是存在砖缝，难以满足对炉子整体性好的要求；二是设计砖型多为异型砖，砖体大(最重达500 kg)，难以机压成型。采用浇注的方法制成预制件来砌筑炉子可以克服以上缺点。
根据炭素焙烧炉的具体使用条件，采用Al2O3 - SiO2系低水泥浇注料技术 ,通过对浇注料的强度、热震稳定性和1350 ℃ 3 h烧后永久线变化率等性能进行详细研究，研制开发出体积稳定性好的炭素焙烧炉炉底用大型预制件。
利用低水泥浇注料技术，采用粒径 ≤0. 074 mm的一级矾土和粒径< 8 mm的二级矾土为主要原料，水泥和二氧化硅微粉作为结合系统，并引入适量外加剂制备了Al2O3 - SiO2 系浇注料试样。通过对系列试验配方进行优选 ,确定满足设计指标要求的生产配方 ,依照该配方生产出炭素焙烧炉用大型预制件。检测结果表明：生产的预制件的强度、抗热震性和 1350 ℃ 3 h烧后的永久线变化率等性能都满足设计指标要求。显微结构分析表明 ,预制件 1350 ℃ 3 h烧后的基质中有大量莫来石晶相 ,另有少量石英和玻璃相。
结合系统对浇注料体积密度和强度的影响把二氧化硅微粉、高铝水泥、纯铝酸钙水泥三者共同称为浇注料的结合系统。利用高铝水泥作结合剂的A l2O3 - SiO2系浇注料常温结合强度尚可，但是，由于高铝水泥带入的 CaO与AL2O3、SiO2反应生成低熔点长石类物质。如果高铝水泥加入量过多，会严重降低浇注料的耐火度，从而影响浇注料的高温使用性能。如果引入了10%的高铝水泥，使基质中 CaO含量过高 , 1350 ℃烧后基质中存在大量玻璃相,导致试样变形严重，不能满足使用要求。作为结合体系的水泥和二氧化硅微粉对浇注料的强度起着决定作用。纯铝酸钙水泥作为浇注料的结合剂时，浇注料强度明显高于加入高铝水泥的，而且加入量大大降低。另外，随着水泥加入量的增加，浇注料中随水泥引入的CaO含量增加，在高温下，浇注料易生成长石类低熔物 ,导致材料耐火度下降。因此，为了降低结合体系对材料高温性能的影响，应降低水泥加入量。选择纯铝酸钙水泥和二氧化硅微粉作为结合体系是可行的。
低水泥浇注料强度较高 ,组织结构致密，不利于改善材料热震稳定性。1350 ℃烧后试样显示烧后生成的莫来石相比较多，玻璃相较少。由于莫来石生成过程中产生体积膨胀，可以弥补烧结过程中浇注料的收缩，因此，配方中加入适量的膨胀剂，可以与矾土中的氧化铝反应来调整浇注料的烧后线变化率，保证材料使用时的微膨胀。莫来石的量和材料中颗粒组成决定浇注料抗热冲击的能力，莫来石晶相还具有良好的热震稳定性。使用二级矾土作为颗粒料 ,利用矾土中二氧化硅和氧化铝的反应可以产生两个效应 :一是莫来石效应 ,由于生成了莫来石 ,提高了材料抗热震性；二是体积效应，基于莫来石的生成，产生的体积膨胀弥补了烧结时的体积收缩 ,调节了浇注料的永久线变化率 ,保证材料使用时的微膨胀。