铁沟料是用于炼铁高炉出铁沟的耐火材料,其性能好坏、使用寿命长短和通铁量大小,直接影响着生产成本、劳动强度和工作环境,本文针对目前炼铁高炉出铁沟对高性能耐火材料的需求,以棕刚玉、SiC、球状沥青、71水泥、金属硅粉和金属铝粉以及多种添加剂为原料,研究了水泥添加量对低水泥结合Al₂O₃-SiC-C出铁沟浇注料的常温物理性能的影响;利用来源广泛的天然石英和焦炭作为原料,采用碳热还原氮化法制备Si₃N₄-SiC复相材料,对合成产物的物相和显微形貌进行分析表征;将制备的Si₃N₄-SiC复相材料作为添加物加入到Al₂O₃-SiC-C质出铁沟浇注料中,研究其加入量对浇注料常温理化性能和高温抗熔渣侵蚀性能的影响。以天然石英和焦炭为原料,利用碳热还原氮化的方法制备Si₃N₄-SiC复相材料,结果表明:经1600℃保温3h烧成后,产物的主要物相为β-Si₃N₄和β-SiC。在试样表面观察到了数量较多的针状β-SiC晶须。以棕刚玉、SiC、α-Al₂O₃微粉、SiO₂微粉、球状沥青和纯铝酸钙水泥等为原料,制备了不同水泥含量的Al₂O₃-SiC-C质出铁沟浇注料,研究了纯铝酸钙水泥加入量对浇注料性能的影响。结果表明:纯铝酸钙水泥加入量达到3%时,浇注料可达到较好的抗折强度、耐压强度、体积密度、显气孔率和烧后线变化率等性能要求,也具备了良好的抗氧化性能;发现经过1450℃×3h热处理后试样中的Si粉会与C反应生成新的Moissanite相。研究了Si₃N₄-SiC复相材料添加量（0、3%、6%、9%、12%）对Al₂O₃-SiC-C质出铁沟浇注料的常温理化性能、抗氧化性能和抗渣侵蚀性能等的影响。结果表明:添加Si₃N₄-SiC复相材料的Al₂O₃-SiC-C质铁沟浇注料抗氧化性能和抗渣侵蚀性能均有不同程度提高,当Si₃N₄-SiC复相材料添加量为6%时,试样经1450℃热处理后的常温抗折强度达到最高值11.63MPa,耐压强度达34.50MPa;1450℃热处理后线变化率仅为0.07%,;Si₃N₄-SiC复相材料添加量为6%的试样具有较优的抗氧化性能,1450℃热处理后氧化层厚度为2.98mm,而未添加Si₃N₄-SiC复相材料试样的氧化层厚度为3.88mm;Si₃N₄-SiC能够阻止高炉渣对浇注料的渗透侵蚀。在本实验研究条件下,Si₃N₄-SiC复相材料的添加量为6%时Al₂O₃-SiC-C质出铁沟浇注料具有最优的综合性能。本研究工作为研发高性能出铁沟浇注料提供了理论依据和新的技术路线,可以采用加工后的廉价矿物原料替代高能耗的碳化硅和刚玉等原料,降低铁沟料的成本,对节能减排和矿物资源的高效利用具有重要的意义。