高炉出铁沟用耐火材料的性能要求，高炉出铁沟是引出高温铁水或熔渣的通道，其耐火衬里应具有下列特性：1）耐铁水和熔渣的侵蚀和冲刷能力强；2）热震稳定性好，重烧体积变化小；3）抗氧化能力强；4）容易施工，不粘结渣铁，便于修理和拆除；5）不产生有害气体，有利于保护环境。

美国大中型高炉出铁沟曾试用过高级耐火材料，但最常用的还是碳砖补里加保护层的构造型式，使用十分成功。碳砖大块分沟底砖和沟壁砖两种。为了防止碳砖氧化，一般用碳砖砌完出铁沟后，必须采用不定形耐火材料作保护层。例如，伯利恒钢铁公司高炉出铁讼采用碳砖砌筑，用耐火涂抹料作保护层，其配合比如下：小于318毫米的碎焦米60公斤，耐火粘土135公斤，软化点为163℃的煤沥青135公斤，水26公斤。施工时，先将涂抹料拌好，用手工涂抹在碳砖上，厚度一般为140毫米。这种保护层的寿命为一个月左右，仍有残衬，但要进行修理。另一资料介绍，1500人3000米的高炉出铁沟碳砖衬里保护层配合比为：天然石墨10%，碳化硅48%，耐火粘土30%，泡沫树脂12%。保护层厚度为70~100毫米，用煤气烘烤2~4小时即可出铁。铁水通过量一般为4~6万吨。

苏联彼得罗夫斯克厂在1033米3的高炉出铁沟上，采用不烧耐火材料作衬里，其配合比为：耐火粘土125%，核桃售25%，废方镁石尖品石砖粒40%，沥青10%，另加适量的纸浆废液。首先，用上述配比材料制成不烧砖，砌在铁沟非工作层上；然后，再用该料捣打铁沟工作层。这种出铁沟衬里的寿命可达40昼夜，但工作层每2~3天应进行小修一次。最近，马格尼托哥尔斯克钢铁公司在高炉出铁沟上试用了三种耐火捣打料，其结合剂均为沥青和粘土，基质料为碳质材料。在此基础上，分别掺加3毫米以下的碎焦、碳化硅废料和电熔氧化铝废渣与碎焦（二者之比为31），从谁配制了三种耐火捣打料，在10座高炉主铁沟上使用，年平均寿命分别为4.20、8.15和10.37昼夜，即后一种耐火捣打料衬里的使用寿命高，另外拆除较方便。

西德中小型高炉出铁沟衬里一般采用掺有碳化硅的材料建造，其寿命比未掺碳化硅的提高1~2倍。据报导，高炉出铁沟采用快硬泥料作衬里时，使用效果较好。该泥料配合比为：高岭土质砂78%，煤粉5%，焦油14%，酚醛树脂3%，外加硬化剂六亚甲基四胺12~40%。硬化剂能促使焦油中所含的酚和胺参与反应，从而提高泥料的凝固性。大型出铁沟衬里，一般采用化学结合的 SiC-C-刚玉-莫来石质耐火捣打料，有掺加氮化硅，以增强抗氧化性和耐磨性。该料的一般化学成分为：Al2O3 62.6%，SiOz 6.06%，Fe203 55%，SigN 55%，SiC 13.22%，C 8.08%，烧失2.66%。1450℃加热并保温2小时后的耐压和抗折强度分别为142.8公斤/厘米和20.4公斤/厘米，开口气孔率为25.4%。

法国高炉出铁沟衬里用的耐火捣打料配合比为：0~8毫米的叶蜡石20~60%，0~1毫米的碳化硅5~30%，小于0.5毫米的塑性粘土6~20%，3~5毫米的石英5~25%，小于0.5毫米的固体沥青5~15%，水7%。该料在高温下由于叶蜡石的膨胀，可抵消捣打料的部分收缩，以保持衬里体积的稳定性。

日本大型高炉较多，高温高压操作，出铁量大、温度高、流速快、次数频繁、时间长，同时渣量也大。所以，出铁沟衬里工作条件恶劣，使用寿命较知。为此，日本对沟料及其施工方法进行了广泛的研究，并获得显著效果。出铁沟沟料一般选用焦油或树脂与烧结氧化铝、电熔氧化铝、碳化硅、碳质料和粘土等材料，配制成耐火捣打料，基本满足了生产的要求。下表为日本高炉出铁沟用耐火捣打料的材质和性能。该料用塑料袋包装，单重25公斤，现场约加7%的水调制，使用方便。

日本中小型高炉出铁沟一般选用牌号R-SNBF-N和BF-F等捣打料作衬里，以粘土或沥青作结合剂，也有采用化学结合剂的。大中型高炉出铁沟则用R-AK3R-A2BF-ASI、BF-K改、A-5和AT，等牌号的沟料。出铁沟沟底和与铁水接触的部位，也可以分别采用牌号R-SN和R-S等耐火捣打料制作衬里。 R-AK的配合比如下：小于8毫米的电熔氧化铝30%，优质石墨7~10%，碳化硅15~20%，粘土5~10%，外加适量的化学结合剂（一般为磷酸等）。

日本坩埚公司提出的高炉出铁沟沟料配合比为：氧化铝55~75%，碳化硅10~30%，碳5~20%，化学结合剂5~12%。该料对铁水和熔渣均有较好的抗蚀能力。

高炉出铁沟用耐火材料的选择和配制时，应注意下述问题：烧结或电熔氧化铝的粒径，大于1.5毫米的应占其用量的75%以上，以增强高温耐磨性；碳化硅起填充作用，并形成沟料的基质体，因此粒径应小于3.4毫米，其中小于0.5毫米的应占60%以上；含碳材料可选用天然石墨或无定形碳，粒径也要小于0.3毫米。下表为新日铁高炉出铁沟主沟衬里使用情况。

从表中看出，大于4000米的高炉出铁沟采用更换式的，其衬里不经修补能通过铁水量为2.5~4.5万吨，经修补或喷涂2~6次，总通过铁水量约为10万吨；小于2000米3的高炉出铁沟一般用固定式的，其衬里不经修补能通过铁水量为3~4万随，若修补3~4次后，亦可达9万吨左右。

根据日本对高炉主铁沟衬里损毁的调查研究表明，由于主铁沟直接受铁水的冲刷，损毁较严重，靠近出铁口处的沟衬蚀损速度般为（60~85）*10-6毫米/秒。近年来，日本新日铁公司、黑崎窑业公司和品川耐火材料公司等单位，为了提高高炉出铁沟衬里的使用寿命，改善施工操作条件，开发了浇注施工法（N-Cast法） 芯模振动成型法（VF法）和芯模干式振动成型法（SVP法），并代替了捣打施工法在铁沟上得到了应用。这三种方法的共同点是不拆除铁沟残衬，并可

充分利用，能降低耐火材料的消耗。N-Cast法系用振动器插入沟料中直接振动的，沟料水分较多；芯模振动成型法的振动器是安装在芯模内的，利用低水分的沟料触变性，振动时料流动且逐渐致密化，停止振动后，沟料便成形和凝固。VE法与SVP法的区别是芯模构造不同，另外前者用的沟料水量为4~6%，而后者可不用水，成型后即时使。下图万浇注饰工法和技模式抓动成型法的示意图。

高炉出铁沟采用上述三种方法施工时，其步骤如下：1）清除残铁和残渣，并吹扫干净；2）支设胎模并加荷重，或者安装振动成型机；3）加入沟料和振实。出铁沟采用耐火浇注料作衬里时，需要养护1~2小时，干燥7~8小时；如用耐火振动料施工衬里时，仅需5.5小时，成型后即可使用，但灰尘太大，需加微量液体油米物质。该方法与捣打施工法比较，施工时间缩知到1/10节省工时4/5，同时质量好，使用寿命可提高一倍左右，耐火材料消耗降低1/3。

下表为日本高炉出铁沟用浇注料和振动料的性能。耐火浇注料一般采用结合粘土作结合剂，也有用铝酸盐水泥或磷酸盐的。

日本福山厂5座高炉出铁沟均用浇注或干式振动方法制作衬里，使用效果较好。例如，3号高炉炉容3223米3，出铁沟社里用浇注法施工，浇注料配合比为：耐火骨料100%，外加树脂1~10%，粘土0.5~30%，磷酸盐0.2~1.0%，硬化剂0.2~1.0%。该衬里与捣打法相比，主铁沟流铁量由9万吨增加到30万吨，使用寿命由40天延长到120天，维修量小，沟料单耗由0.95公斤/吨铁降至0.65公斤/吨铁，但烘烤时间需延长3个小时；4号高炉炒容4288米，非贮铁固定式出铁沟衬里，采用SVP法施工，振动料配比为：覆有树脂的铝粉0.1~50%，粘土1~8%，金属硅或合金硅1~5%，余为耐火骨料。该衬坚使用过程中未经修补，流铁量达到3.7~3.9万吨，耐火材料单耗仅为0.58公斤/吨铁。应当指出，高炉出铁沟的主沟衬里沟料，一般采用电熔氧化铝一碳化硅系材料作骨料，其余部位衬里的沟料，则用叶蜡石一碳化硅系材料作骨料。

据资料介绍，日本新日铁公司在高炉出铁沟上，自1978年以来普追采用N-Cast法和SVP法施工衬里，使用寿命显著提高。耐火材料消耗降低到0.3公斤/吨铁左右。

下图为高炉主铁沟剖面图。众所周知，高炉出铁沟村里最易损毁的部位是主铁沟，特别是距出铁口1~2米处的湍流区和撤渣器底部衬里损毁更快。这是由于高溢下铁水和熔渣的机械冲别和侵蚀造成的。因此，这些部位要选用强度高、耐磨性好和抗氧化能力强的沟衬材料。

高炉出铁沟主沟可分为贮铁式、半贮铁式和非贮铁式三种型式（见下图）。另外，从使用方式上又分为出定式和更换式两种。从图中看出，贮铁式主沟因有300~500毫米的铁水层，沟底衬里几乎很少损坏；非贮铁式主沟，铁水直接冲点沟底衬里，损毁严重；半贮铁式主沟衬里的损毁，介于两者之间，即沟底和沟壁的衬里损毁程度儿乎一样。另外，出铁沟的深度、宽度和长度、以及坡度等因素，对沟衬寿命也有较大影响，应合理选用。

根据各国高炉生产的经验，当高炉有效容积大于2000米3时，最好选用可更换的贮铁式出铁沟，其优点是能按计划检修，提高沟衬质量，而且不影响炉前作业。

高炉出铁沟渣线及铁水线等部位的衬里，损毁也比较快，特别是渣铁比例高时，更为严重。为此，可采用热喷补方法修理沟衬，使之达到均衡损毁，以提高使用寿命。

高炉出铁沟用耐火喷涂料，一般应选用高铝-碳化硅质、Al2O3-SiC-C质和莫来石-碳化硅质等材料。下表为日本东京窑业公司铁沟喷涂料的品种性能和用途。表内性能指标为实际喷补体切取试样经1450℃加热后测定的。

高炉出铁沟的喷补，一般系在出铁后清除衬里上的残渣残铁当温度为400~900℃时即可开始喷补，也可在常温下进行。每次进行喷补时，其喷补层厚度为70~150毫米，消耗喷涂料为1.5~2.0吨，需要时间为2~3小时。例如，西德一座高炉，日产铁量为4000吨，出铁衬里采用碳化砖质喷涂料进行多次热喷补，能连续使用五个多星期，铁水通过量达15万吨左右。

最近，各国十分注意环境保护工作，在高炉出铁沟衬里长寿的基础上，安设有衬置盖，并配有吸尘装置。这样做，不但改善了高炉炉前的作业环境，而且铁沟衬里受到的热冲击减轻，寿命有所提高。