本文首先通过挡渣墙损毁分析，确定损毁原因，然后分别从材料的颗粒级配、不同粒度的尖晶石的选择、结合体系以及分散剂的确定和添加物对材料显微结构的影响等方面入手，对刚玉-尖晶石质中间包挡渣墙进行了系统的研究：(1)基于武钢目前所使用的挡渣墙的基本情况，通过实验室分析了其各项物理指标，并对用后挡渣墙进行了损毁原因的分析。结果表明：目前武钢所使用挡渣墙显气孔率较高，常温强度较低，热处理过后体积膨胀较大，对于材料的抗渣性能非常不利。显微结构分析也验证了其损毁的主要原因是渣的侵蚀和渗透，挡渣墙的渣线部位损毁非常严重，熔渣与材料发生化学侵蚀，产生大量液相，高温下液相的破坏作用非常大，不断向材料内部溶解侵蚀。在钢水的不断冲刷下导致结构剥落，最终坍塌。(2)通过分析目前挡渣墙所存在的缺陷，本文首先以高铝质材料体系入手，通过q值的变化，研究了不同粒度组成对浇注料各项常规性能的影响。研究结果表明：当q为0.27时，浇注料流动值最高，材料达到最紧密堆积，拥有较高的体积密度和常温强度，以及较低的显气孔率。(3)以q值为0.27的高铝质材料体系为基础，研究了添加不同粒度的尖晶石对材料常规物理性能、热震稳定性以及抗渣性能的影响。研究表明：添加尖晶石对于材料的常规物理性能影响不大，对热震稳定性和抗渣性能的改善是有利的。当骨料：细粉=15：5时，拥有较好的热震稳定性和抗渣性。通过建立熔渣/耐火材料侵蚀热力学模型，发现刚玉-尖晶石材料高温下主要通过在骨料表面与熔渣中的MgO发生反应形成镁铝尖晶石隔离层，阻止熔渣对材料的进一步溶解。而对骨料：细粉=15：5的试样静态抗渣试验后，观察其显微结构也同样验证了热力学模拟的情况。(4)通过引入ρ-Al2O3使材料体系“纯净化”，大大改善了材料的高温强度和抗渣侵蚀性能；但ρ-Al2O3结合的试样早期强度较低，不利于挡渣墙吊挂和安装，因此在ρ-Al2O3加入量为3%的基础上，引入较低含量的水泥来改善挡渣墙的常温强度，并与单纯以ρ-Al2O3作为结合剂的试样进行对比，发现当ρ-Al2O3加入量为3%，水泥加入量为1.5%时，材料不仅具有较高的常温强度和较低的显气孔率，而且其抗渣性能和高温强度也并未下降；通过XRD和抗渣试验后显微结构分析发现，少量水泥的引入并没有在材料内部产生过多的液相，相反在加入到一定量时生成CA6高熔点相，对材料高温强度和抗渣性能的改善是有利的。在确定了ρ-Al2O3-水泥复合结合的结合体系之后，研究了三种分散剂对浇注料基质浆体流变行为的影响。结果表明：聚羧酸醚类减水剂(以下简称FS60)通过静电斥力和空间位阻的协同作用，大大降低了浆体的粘度，随着FS60加入量增加，浆体的粘度基本没有变化，因此减水剂的加入量有一个合适的范围。实验表明当加入量为0.1%时，对浆体的分散效果较好，满足施工要求。(5)热力学模拟计算及XRD分析表明，随着镁锆共晶材料(以下简称MZ)加入量增加，生成的尖晶石含量增加，由此造成高温处理后线变化率和显气孔率随之升高，常温强度和体积密度降低；当加入量过大的时候，抗渣渗透性能有所下降。同时，由于ZrO2的存在，通过其马氏体相变增韧改善了材料的热震稳定性，但加入量一旦过大，反而热震稳定性有所下降。由此可见，适当的引入MZ可以改善材料的热震稳定性和抗渣侵蚀渗透性，综合各项性能来看当MZ加入量为1%时较为合适。(6)通过热力学软件模拟计算可知：在刚玉-尖晶石质挡渣墙中引入Y2O3，而不添加SiO2，高温下体系中主要存在的物相为尖晶石相和刚玉相，经热力学计算Y2O3与A2O3在1500℃下极易生成Y3Al5O12(钇铝石榴石),钇铝石榴石具备优良的物理化学性能，对于提高材料的高温抗折强度是有利的。与此同时，Y2O3颗粒细小活性较大，在材料基质内分布均匀，促进材料的烧结，提高材料的致密度，同时Y2O3与熔渣中的Al2O3反应生成Y3Al5O12，Y3Al5O12为高熔点相，这些高熔点相随着液相向试样内部扩散，液相中的固含量逐渐升高，粘度逐步增大，熔渣与墙体间的润湿程度降低，从而抑制渣的进一步渗透。综合各项性能，本文选用Y2O3加入量为2%较为合适。