铁沟是高炉炉前的重要设施,是液态渣与铁水分离并使铁水通往炼钢工序的重要渠道,其工作衬的质量和使用性能决定着高炉出铁能否连续进行。受出铁沟尺寸、形状及环境条件等因素的影响,铁沟内衬所用的Al2O3-SiC-C系浇注料的结合体系不尽相同。然结合体系不仅决定着Al2O3-SiC-C系浇注料的施工性能和力学强度,且影响着加热烘烤过程及高温使用状态下被结合材料的界面状态、显微结构与使用性能。而铁沟浇注料在施工和服役过程中,还面临着施工养护时间短、出铁温度高、温度波动大、液态渣和铁水的流量和流速高、铁水和炉渣的冲刷与侵蚀等一系列问题。因而除了要求铁沟浇注料具有优良的高温力学性能外,还必须具备良好的施工性能、高的早期强度和热态强度,良好的热震稳定性、优良的抗氧化性和抗渣侵蚀性,这对铁沟浇注料的结合体系提出了更加苛刻的要求。目前,Al2O3-SiC-C系铁沟浇注料结合体系中的结合剂主要采用纯铝酸钙水泥（PCAC）或溶胶。然传统纯铝酸钙水泥或低水泥（LCC）结合的铁沟浇注料中,因铝酸钙水泥中Ca O组分的引入,势必会在高温下与组分中的Al2O3和SiO2反应生成钙长石等低熔物而降低铁沟浇注料在高温下的高温强度,从而影响其高温抗铁水和熔渣的冲刷能力。采用硅溶胶或铝溶胶作为结合剂,又存在着早期强度偏低、硬化速率难以控制,铁沟浇注料的施工性能及和热-力学性能等差的问题。基于此,本文以电熔致密刚玉、SiC等为主要原料,以高纯亚微米SiO2微粉为单一的自结合剂,以高纯亚微米SiO2微粉+活性α-Al2O3微粉为复合自结合剂,分别研究了SiO2微粉和SiO2-Al2O3复合自结合体系对Al2O3-SiC-C浇注料结合性能的影响,通过测定自结合体系下浇注料的流变性能,系统研究了超高纯亚微米级SiO2微粉、α-Al2O3微粉对浇注料烧结和高温强度的影响。采用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪等分析测试技术,结合常温和高温力学性能的测试分析结果,利用Fact Sage热力学软件,模拟计算并分析对比了不同结合体系下Al2O3-SiC-C浇注料的结合行为。同时,选用普通高炉渣和含钛高炉渣,分别对比分析了常规结合及自结合Al2O3-SiC-C浇注料的抗侵蚀性能,揭示了铁沟浇注料的蚀损机理和抗侵蚀性能的改善机制,得出如下有意义的结果:（1）超高纯亚微米级SiO2微粉纯度高（w（SiO2）=99.9%）,呈纯白色的,在显微镜下呈球形体结构,粒径分布范围为0.1～1.0μm,中位径D50=0.242μm,这种细小的球形结构易于在分散体系中分散,且在基质体系中实现紧密填充。亚微米SiO2微粉经水解可形成p H=3.51的硅酸,硅酸间的缩聚反应,可形成稳定的“-Si-O-Si-”结构网络而使浇注料产生强度,从而实现Al2O3-SiC-C浇注料的自结合。在Al2O3-SiC-C浇注料体系中,单一的亚微米氧化硅微粉的添加量为5wt%时,浇注料在1400℃×1h条件下的高温抗折强度可达11.07MPa。（2）在Al2O3-SiC-C浇注料中,对自结合复合微粉（亚微米级SiO2微粉+活性α-Al2O3微粉）的研究表明,结合体系的黏度随着活性氧化铝微粉加入量的增大而降低,这有利于提高浇注料的流动性,但α-Al2O3微粉若加入量过大,Al2O3-SiC-C浇注料的流变特性将从假塑性流体转变为牛顿流体,不利于浇注料结合性能的提高。在亚微米SiO2微粉加入量为5wt%的基础上,活性α-Al2O3微粉最佳的添加量为4wt%。（3）不同结合系统Al2O3-SiC-C浇注料的烧结性能研究表明,复合微粉自结合浇注料经110℃×24h处理后的常温抗折强度（4.70MPa）,虽低于纯铝酸钙水泥结合（9.00MPa）和硅溶胶结合（5.20MPa）的浇注料,但自结合浇注料在1400℃×1h条件下的热态抗折强度高达15.63MPa,明显高于纯铝酸钙水泥结合（3.20MPa）和硅溶胶结合（6.40MPa）的浇注料。（4）Al2O3-SiO2-MO（M=Ca、Mg、Fe、Ti）系Fact Sage热力学理论计算结果表明,在Al2O3-SiO2-MO结合体系中,Ca O是影响Al2O3-SiO2-MO结合体系液相量的主要因素,在1500℃温度下,Ca O含量每增大1wt%,体系中液相量增加约5%,且随温度的不断升高,液相量也将逐渐增加。（5）二种高炉渣对三种结合体系结合的Al2O3-SiC-C浇注料的抗渣侵蚀研究表明,含钛高炉渣对Al2O3-SiC-C浇注料的侵蚀作用弱于普通高炉渣,这是由于含钛高炉渣组分中存在的Ti O2、Ca O与浇注料工作面的Al2O3组分,在高温下可形成高熔点的Ca-Al-Ti-O系化合物,能阻碍熔渣的侵蚀。复合微粉自结合Al2O3-SiC-C浇注料,因高温强度大、高温下产生的液相量少,因此其抗渣侵蚀能力明显优于纯铝酸钙水泥和硅溶胶结合的Al2O3-SiC-C浇注料。