高炉出铁沟用浇注料由过去比较单一的品种向自流浇注料、快干浇注料、捣打料及免烘烤捣打料的方向转变。国内大型高炉出铁沟多采用Al2O3-SiC-C质超低水泥浇注料，某些钢厂大型高炉铁钩一次通铁量达到6万吨，经二次热喷补后周期通铁量10万吨以下;虽然效果不错，但耐火材料消耗与国外厂家比较仍然较高，成本增加，采用复合结合剂的方法，对铁钩浇注料进行了研究，开发了两种新型浇注料，并在高炉进行了使用，目前使用寿命一次性通铁量达到12万吨，且仍然在使用中。
浇注料的组成与性能
铁钩料多采用低水泥结合或树脂结合。使用纯铝酸钙水泥，浇注料的初期强度高，成型容易;为了自流。水用量增加，额外的水蒸发会导致高的气孔率和强度损失。低水泥浇注料部分地用超细粉代替水泥，干燥时间较长，会给实际操作带来一些问题。由于水泥只是部分地水化，在中温阶段没有强度的损失。因为加入了硅微粉，材料的高温性能受到限制，在1400~1500℃时，形成了钙铝硅酸盐;高温强度在1500℃后显著降低。
研制的铁沟浇注料采用刚玉、碳化硅、硅微粉、氧化铝微粉、碳素材料为基本成分，加入辅助的结合剂、硬化剂及性能调整剂;浇注成型，110度干燥后，在1450度烧结3小时，测定试样的性能，指标如表1。
表1 研制的铁钩浇注料与低水泥浇注料的性能比较
从实际施工效果看，两种浇注料都具有良好的施工性能，能快速烘烤而极少或不产生裂纹;抗震稳定性优良;高温强度高，具有优良的高温耐磨性与抗氧化性;不粘渣铁，易于解体。
碳素全部氧化1450度下试样40mm厚度仅表面3~4mm厚碳素氧化层1450度下试样40mm厚度仅表面约1~2mm厚碳素氧化层
从自流浇注料的性能比较看，如图1，温度升高，抗压强度没有下降，而是呈增加的趋势，虽然中温下体积密度有所下降，但是烧结后增加幅度并不大，这说明在加入了复合的结合剂后，材料的结合并不完全靠水泥的凝固结合。
图1 自流浇注料在不同温度下的抗压强度与体积密度变化
对于微粉的加入量，自流浇注料也有一个最佳指标，如图2所示，微粉含量过低，强度与密度都不高，超过一定的值后，微粉含量增加，强度下降，体积密度增加。从体积密度和抗压强度的角度综合考虑，微粉含量需要保持在一个合适的范围。
图2 自然浇注料中微粉含量与性能的关系
3 浇注料的显微结构
自流浇注料1450度烧后基质间成分面分布如图3所示，基质中的钙含量很少，结合相主要以铝硅盐为主，刚玉或碳化硅颗粒之间形成了致密的硅酸盐结合相，因此高温强度高，抗侵蚀与抗氧化性能好，从碳素的分布看，也比较完整，氧化很少。
图3 自流浇注料中基质组成的面分布
对于低水泥结合的浇注料，1450度烧后基质间的成分面分布如图4所示，基质中的钙含量高，结合相主要以铝酸钙为主，铝的含量并不高，因此结合相的熔点不高，空隙也较多，刚玉或碳化硅颗粒之间结合部致密，这与水泥水凝性结合有关，在高温下，凝固的水分蒸发，造成空隙，强度也降低，对抗侵蚀与抗氧化性能不利。
图4 低水泥浇注料中基质组成的面分布
对于快干浇注料，1450度烧后基质间的成分面分布如图5所示，基质中的钙含量相对低一些，结合相仍然以铝硅酸钙为主，结合相的熔点不太高，由于采用了辅助结合剂，其烧结后的熔点不太高，由于采用了辅助结合剂，其烧结后的结构相对比较致密，抗侵蚀与抗氧化性能较好。
图5 快干浇注料中基质组成的面分布
4 使用效果和结论
根据研究的结果，试制了两类浇注料在炼铁厂高炉上使用。自流浇注料成型后，自然干燥脱模，烘烤后投入使用，在主沟上使用一次性通铁量达到12万吨以上，目前仍在使用中，没有裂纹和朋落，抗侵蚀性良好，快干浇注料成型半小时后脱模，经过2小时的大火烘烤，没有爆炸和剥落，在渣沟中使用正常，效果较理想。