氫(qing)基豎爐(lu)直接還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)工(gong)藝(yi)使(shi)用(yong)富氫(qing)或全氫(qing)還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)氣體作為還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)劑(ji)，在(zai)鐵礦石達(da)到軟化溫(wen)度前將鐵礦石直接還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)成固態海綿鐵，工(gong)藝(yi)能(neng)耗低、減碳能(neng)力強，在(zai)氫(qing)冶 金主要技術路(lu)線(xian)中(zhong)發(fa)展前景廣闊。隨著氫基豎(shu)爐(lu)直接(jie)還原工藝的(de)發(fa)展，爐(lu)內氣氛 中(zhong)氫(qing)(qing)氣含量逐(zhu)漸增多(duo)，最(zui)終將走向純(chun)氫(qing)(qing)。相對于一氧化碳而言(yan)，氫(qing)(qing)氣的還(huan)原性更(geng)高，滲透性更強，熱傳導(dao)更大，因(yin)此對于(yu)氫基(ji)豎爐用耐火(huo)材料的(de)性能也(ye)提出(chu)了新的(de)要求。
爐襯耐火(huo)材(cai)料應具(ju)備更高的(de)化學穩定性(xing)(xing)和體(ti)積(ji)溫度性(xing)(xing)，此(ci)外，對(dui)于耐火(huo)材(cai)料的(de)熱導率、強度、以及抗熱震性(xing)(xing)能等方(fang)面也有一定的(de)要(yao)求。 鋁(lv)硅系耐(nai)火(huo)材料的(de)(de)性能(neng)特點基(ji)本符合氫基(ji)豎爐(lu)的(de)(de)實際工作(zuo)環境需(xu)求(qiu)，因(yin)而具備作(zuo)為氫基(ji)豎爐(lu)爐(lu)襯用耐(nai)火(huo)材料的(de)(de)潛力。但(dan)是，對于其在(zai)還原氣氛下的(de)(de)服役性能(neng)、化(hua)學及結構(gou)穩(wen)定性影響因(yin)素和侵蝕機理等方面(mian)的(de)(de)研(yan)究尚(shang)未完善(shan)。因(yin)此(ci)，本文以鋁(lv)硅系耐火澆注料為(wei)研究(jiu)對(dui)象，首先，對(dui)其典(dian)型(xing)組(zu)分(fen)進行還原氣氛(fen)下(xia)的熱(re)力學模擬； 其次，通過還(huan)原(yuan)氣氛(fen)模(mo)擬試驗研(yan)究其服(fu)役性(xing)能的(de)變化；最后，改變還(huan)原(yuan)條(tiao)件，探 究不同因素對于耐火(huo)材料服役性能的影響。主要得到以下(xia)結(jie)論：
（1）在 H2/CO 還(huan)原氣(qi)氛下(xia)，鋁(lv)硅系耐火材料的(de)各主要成分抗還(huan)原性能及熱穩(wen)定性強弱的(de)排(pai)序為：MgO>CaO>Al2O3≈CA6>A3S2≈SiO2>TiO2>Fe2O3。而在(zai) H2/CO混合(he)氣氛條件下(xia)，Al2O3、MgO、CaO 和 CA6等組分幾乎不(bu)會被還原，而 A3S2、SiO2、TiO2、Fe2O3等組分則較為容易被還原。
（2）經過 900℃純氫(qing)常壓還原 100h 后(hou)，四(si)種試樣的性能下降程度從大到小依 次為礬(fan)土、莫來石、剛玉(yu)莫來石和(he)剛玉(yu)。剛玉(yu)試樣的質量損失在 0.05%以(yi)內，強度 衰減率不足 5%，三種含莫(mo)來石成分的試樣常溫強度(du)下(xia)降明顯，均達(da)到 10%以上， 鋁硅系澆(jiao)注料中的 Al2O3與 SiO2含量的比值越(yue)高、Fe2O3的含量越低，抗(kang)還原(yuan)氣(qi)體 侵蝕(shi)的性能越好。
（3）由于碳沉(chen)積的影響，相(xiang)比于純氫氣氛，H2/CO 混合氣氛對于鋁硅系澆注 料的(de)還原侵蝕更為嚴重，含莫來石成分試樣的(de)常溫強度衰減(jian)率由純氫氣(qi)氛(fen)下的(de)不 足 10%提高到了 20%以上。
（4）隨著還(huan)原(yuan)壓(ya)力的升高，含莫來石成分(fen)試樣(yang)的常溫強(qiang)度(du)衰減(jian)率(lv)由(you)常壓(ya)下還(huan) 原后的 10%左右提(ti)高到了高壓還原后的 25%以(yi)上；且隨著(zhu)保(bao)溫時間(jian)的延長(chang)，保(bao)溫150h 后試(shi)樣的(de)強度衰減率可達到(dao)保溫 50h 后的兩倍(bei)甚至三(san)倍(bei)以上，分材料來看， 時間延(yan)長對于礬土(tu)試樣的影響(xiang)明顯更大(da)。