航天爐采用水冷壁敷耐火材料結渣層技術，此種技術在高溫熱工設備上被廣泛應用，比較典型的如煉鐵高爐 (爐身下部) 、電廠鍋爐、煉鋼電弧爐及一些有色冶煉爐等，這些設備工作溫度高，水冷壁工況條件苛刻，但其應用效果都很好，簡言之，水冷壁技術在高溫熱工設備上的應用十分成熟，航天爐選擇水冷壁敷以耐火材料是比較合適的。據了解，在我國包括航天爐在內的粉煤加壓氣化爐的水冷壁上，在水夾套內側焊有直徑 10 mm 的鉚釘 ( 亦稱渣釘、錨固釘、銷釘等) ，采用涂抹和搗打的方式使不定形耐火材料與水冷壁夾套內壁緊密貼合，搗打層總厚度一般在 20 ～ 30 mm，采用熱導率大的耐火材料，熔渣粘附到耐火層后溫度降低了，渣的粘度增大，熔渣逐漸凝固，渣層厚度在氣化爐內達到動態平衡，實現“以渣抗渣”。

業內有人認為搗打料不易保證質量，成型后易產生裂紋，且氣孔率較大、密度不夠均勻，施工時勞動強度又較大，不如采用澆注料，并建議采用 Al2O3-SiO2- SiC 澆注料; 也有人在電廠鍋爐水冷壁施工時認為施工體薄 ( 最薄處厚度僅為 60 mm) 、無法插入振動棒而采用噴涂施工。航天爐施工體厚度只有 20 ～ 30 mm，更不易采用澆注料，特別是 Al2O3-SiO2-SiC 澆注料，因為航天爐內還原性氣體 H2 與耐火材料中的 SiO2 會發生反應，生成氣態 SiO 并從耐火材料中逸出，導致耐火材料成型體被破壞。

實際上，由于氣化爐內為含高濃度CO和H2 的還原性氣氛，氣化爐水冷壁宜首選SiC系不定形耐火材料，以 SiC 為主的 SiC-Al2O3 系耐火材料在氣化爐水冷壁上也有很好的使用效果。SiC 系不定形耐火材料具有極好的耐磨及耐高溫性能，且具有高溫下強度高、熱膨脹系數小，熱導率高、抗熱沖擊性強、熱震穩定性好、耐酸性氧化物侵蝕等優點，但 SiC 表面光滑，其吸水率低、粘結性差，用作氣化爐水冷壁時需與其他耐火原料進行混配，SiC 與 Al2O3 結合的耐火材料比較普遍。耐火原料中要盡量減少甚至不宜有SiO2 和 Fe2O3 的存在，因為粗合成氣中含有大量的 H2，H2 會通過耐火材料裂縫和氣孔滲入，與耐火材料中的 SiO2 發生反應，破壞耐火材料的組織結構，使其強度降低，加速耐火材料的損毀; 另外，在強還原性氣氛中，耐火材料中的Fe2O3 易還原成 Fe 而析出，造成耐火材料涂層破壞。

SiC 與某些物質的反應情況見表 1

由上述情況可以得出: 采用SiC 做骨料( SiC 含量75%以上) ，Al2O3 微粉及納米粉為配料，與磷酸二氫鋁結合的搗打料，屬于氣硬性材料，在空氣中就能固化。磷酸二氫鋁膠體在一定 溫度下脫水濃縮發生聚合反應，加上 Al2O3 微粉及納米粉的凝聚作用，可使搗打料產生一定的強度，在高溫下形成陶瓷結合，增強成品的抗侵蝕性和耐磨性; 而耐火材料中 Al2O3 的存在，還能與高溫下 SiC 分解出的少量 SiO2 生成莫來石，形成無限固溶體，使耐火材料具有更優良的抗熱震性、抗氧化性。

水冷壁的耐火材料表面形成高強度、高熱導率、抗侵蝕、不易剝落的保護層后，當熔渣接觸 耐火材料時，可以快速冷卻降溫而粘結在材料表面，形成掛渣保護層，達到 “以渣抗渣”的目的，從而保護水冷壁不受高溫、高速氣流及熔渣的直接沖擊。正常運行的氣化爐，水冷壁的SiC涂層表面附著穩定的固態和液態渣層，因此 SiC 涂層表面溫度遠低于爐內溫度，一般僅400 ～500 ℃

航天爐水冷壁所用耐火材料熱導率是關鍵技術指標，熱導率高，耐火材料表面溫度低，熔渣易凝固沉積，這也是采用水冷技術的關鍵所在。高熱導率的 SiC 是熱工設備水冷壁用耐火材料的普遍選擇，水冷壁上形成的熔渣層導熱系數很低，會阻止熱量向外傳遞，形成很好的隔熱層，既保護水冷壁盤管又提高耐火材料的使用壽命。