目前,高炉出铁沟用Al2O3-SiC-C质浇注料中使用的骨料多为棕刚玉颗粒,但电熔棕刚玉在生产过程中会产生严重的污染,所以现在棕刚玉的生产受到了限制。红柱石作为一种天然耐火原料,储量丰富,含红柱石耐火材料具有优良的体积稳定性和抗热震性等特点。但迄今为止,有关红柱石在Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料中应用的报道较少且不全面。本工作采用不同粒度(8-5mm、5-3mm、3-1mm)和不同温度(1300℃、1400℃、1500℃、1600℃)预烧的红柱石骨料(5-3mm)取代Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料中相应的棕刚玉骨料,研究红柱石骨料的粒度和预烧温度对红柱石莫来石化率的影响,进而考察红柱石骨料的粒度和预烧温度对浇注料线变化率、热震稳定性、抗氧化性、高温强度和抗渣性能的影响,以探索红柱石骨料在Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料中应用的可能性。第一,研究了红柱石骨料的引入对浇注料线变化率的影响。结果表明,引入不同粒度的红柱石骨料(8-5mm、5-3mm、3-1mm)后试样的线变化率增大;当引入5-3mm粒度的红柱石骨料时,试样的线变化率最大。这主要依赖于红柱石莫来石化伴随的体积膨胀效应。而随着引入红柱石骨料(5-3mm)的预烧温度从1300℃提高到1600℃,试样的线变化率逐渐减小。这是因为提高预烧温度使得试样中残存红柱石的量减少,经热处理后产生的体积膨胀效应减弱,导致试样的线变化率减小。可控制红柱石骨料的粒度和预烧温度来调节膨胀率,使其抵消浇注料在长期使用过程中产生的体积收缩,从而提高浇注料的体积稳定性。第二,研究了红柱石骨料的引入对浇注料热震稳定性的影响。结果表明,引入红柱石骨料后试样的热震稳定性提高。这是由于红柱石在高温下分解形成了莫来石-富硅玻璃相的复合结构,这种复合结构有利于试样在热震过程中缓释热应力,从而提高了试样的热震稳定性。当红柱石骨料的引入粒度从8-5mm减小到5-3mm,红柱石莫来石化率增大,莫来石和富硅玻璃相的生成量增多,试样的热震稳定性进一步提高;当红柱石骨料的引入粒度从5-3mm减小到3-1mm,红柱石分解产生更多的富硅玻璃相,玻璃相填充气孔和促进烧结的作用增强,试样的气孔率减小而强度提高,使得试样的热震稳定性降低。第三,研究了红柱石骨料的引入对浇注料抗氧化性的影响。观察热震后试样的断裂横截面发现,含红柱石骨料试样的氧化层较薄,即红柱石骨料的引入使得试样的抗氧化性能提高。这是因为红柱石分解产生的富硅玻璃相填充了气孔,阻碍了氧气进入试样内部与SiC和C接触,从而减少了 SiC和C的氧化,提高了试样的抗氧化性。随着红柱石骨料粒度的减小和预烧温度的提高,富硅玻璃相的生成量增多,试样的气孔率降低,抗氧化性能进一步提高。第四,研究了红柱石骨料的引入对浇注料高温强度的影响。结果表明,引入红柱石骨料后试样的高温强度提高。这是因为红柱石分解后生成的SiO2与试样中的Al2O3反应生成了二次莫来石,二次莫来石促进了红柱石骨料和基质的结合,提高了试样的高温强度。随着红柱石骨料的引入粒度从8-5mm减小到3-1mm,红柱石分解产生的SiO2增加,二次莫来石的生成量增多,试样的高温强度进一步提高。第五,研究了红柱石骨料的引入对浇注料抗渣性的影响。通过观察抗渣实验后的坩埚试样发现,在渣附近的红柱石颗粒受到了渣的侵蚀,而刚玉颗粒未受到渣的侵蚀,表明红柱石颗粒的抗渣性弱于刚玉颗粒。而从试样的抗氧化实验结果可知,含红柱石骨料试样中SiC和C残存量较多;由于SiC和C对渣的润湿性较差,不与渣反应,故在一定程度可以减弱渣对含红柱石骨料试样的侵蚀。