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 "第十六届全国不定形耐火材料学术会议"于2021年9月27日上午在浙江长兴开元名都大酒店隆重开幕。来自全国耐火材料及上下游行业的科研院所、高校、生产企业等单位的400余名代表相约长兴，齐聚一堂，共同见证了这一盛会。

 耐火材料不定形化是耐火材料行业绿色发展的重要方向之一。9月27日下午，浙江自立新材料股份有限公司宋雅楠研发工程师、武汉科技大学鄢文教授、郑州玉发磨料集团有限公司雒利宾技术副总、西安建筑科技大学丁冬海副教授分别做了精彩的主题报告。报告由宝钢股份中央研究院甘菲芳首席担任主持。

01
氧化铝微粉对不定形耐火材料性能的影响研究

浙江自立新材料股份有限公司
宋雅楠研发工程师

 随着节能减排及冶炼洁净钢产品技术的发展，钢铁冶炼设备中使用的耐火材料向着高性能、长寿命方向发展，其中不定形耐火材料的占比也呈逐年增长趋势。不定形耐火材料研发及应用的迅速增长，与微粉及结合体系的快速发展有着密切关联。微粉作为基质中主要组分，会显著影响不定形耐火材料使用性能。微粉在浇注料中能够有效填充骨料和细粉间的空隙，进而降低加水量，减少材料排除水分后留下的气孔，有利于提高材料的体积密度和降低显气孔率及孔径尺寸，提高材料的力学性能。另一方面，微粉粒子表面能够吸附分散剂形成水膜层起到润滑作用，有助于改善材料的施工性能。

 氧化铝微粉根据活性高低可分为煅烧氧化铝及活性氧化铝，根据粒度分布可分为单峰、双峰、多峰。根据不定形耐火材料使用特点的需要，选择适合微粉可有效调控加水量、流变特性、烧结性等指标特性，进而获得所需的气孔率、孔结构、强度发展、热膨胀、抗渣及抗热震等高温性能。本报告介绍氧化铝微粉的指标特性，并探讨不同氧化铝微粉在不定形耐火材料中的使用特点，讨论不同使用环境下的定制化研发，为不定形耐火材料的高性能及稳定发展提供方案。

 

02
节能轻量化耐火浇注料的显微结构与性能研究

武汉科技大学 鄢文教授

 为实现碳达峰、碳中和目标，钢铁、建材和石化等高温工业低碳化发展势在必行。耐火材料作为高温工业窑炉的炉衬材料，是高温工业节能减排、低碳发展的重要保障。耐火浇注料具有不需烧成、易施工和整体气密性好等特点，是耐火材料的重要组成部分，但现有高温窑炉工作层用耐火浇注料所用骨料致密，导热系数高，导致窑炉热量损失大、能耗高。

 针对上述问题，鄢文教授提出了采用微孔多孔骨料替代致密骨料对耐火材料进行轻量化设计的技术思路，制备了轻量化莫来石-刚玉耐火浇注料和轻量化方镁石-镁铝尖晶石耐火浇注料，并探究了骨料气孔率对轻量化耐火浇注料显微结构和性能的影响，旨在降低加热炉、中间包等工作层用耐火浇注料导热系数，为高温工业窑炉节能降耗提供新的途径。总体而言，采用微孔多孔骨料替代致密骨料对耐火浇注料进行轻量化设计是可行的，骨料/基质界面形成更好的界面结合，避免了骨料多孔化后力学性能下降的缺陷，从而在降低导热系数的同时提高力学性能。

03
准原晶氧化铝微粉及其对刚玉浇注料性能的影响

郑州玉发磨料集团有限公司 雒利宾技术副总

 活性氧化铝微粉具有晶型稳定、纯度高、活性大和粒度细等特点，被广泛应用于耐火材料和陶瓷领域。氧化铝微粉作为耐火浇注料组成中不可缺少的部分，可以提高浇注料的高温结合强度和抗侵蚀性能。然而，生产原料和工艺的差异导致不同厂家生产的氧化铝微粉的杂质含量、粒度分布和晶粒尺寸等指标存在不稳定性，从而影响浇注料的结构和性能。

 雒利宾技术副总以郑州玉发精瓷科技有限公司开发的准原晶氧化铝微粉作为研究对象，同时选择两种商品氧化铝微粉作为对比样品，系统研究了准原晶氧化铝微粉的特性，以及准原晶氧化铝微粉对刚玉浇注料致密度、力学性能和显微结构的影响。结果发现：
1）与商品氧化铝微粉A1和A2相比，准原晶氧化铝微粉CA5G颗粒均为圆润的球状或椭球形，尺寸分布均匀，粒度较小（d90=2.91 μm），且颗粒几乎都是单晶氧化铝晶粒，比表面积和松装密度分别为4.34 m2·g-1和0.98 g·cm-3。
2）随着刚玉浇注料中准原晶氧化铝微粉CA5G含量的增加（1wt%~6wt%），刚玉浇注料的流动值、常温抗折强度和耐压强度（25、110和1600 ℃）均呈现增长趋势。

04
羧酸镁结合铝镁质耐火浇注料抗热震性能研究

西安建筑科技大学 丁冬海副教授

 Al2O3-MgO浇注料由于具有优异的抗侵蚀性和抗热震性而被广泛用于钢包内衬。水泥结合浇注料由于具有良好的常温性能在过去几十年得到广泛的应用，但水泥结合剂中CaO在高温下与基质中的Al2O3、SiO2反应生成低熔点相的使材料的高温强度降低及抗侵蚀性变差，造成其应用范围受到限制。为了开发可替代水泥的结合剂，探索了羧酸镁作为铝镁质浇注料结合剂的可能性，并研究了硼酸、亚微米氧化铝添加剂对羧酸镁结合浇注料（HMCC）力学性能与抗热震性能的影响。结果表明：

1）硼酸可改善HMCC结合浇注料的力学性能，添加2%（w）硼酸时，其常温力学性能由6 MPa提高至12 MPa，在400 ℃的高温抗折强度由0.8 MPa提高至7.8 MPa，高于传统铝酸钙水泥结合浇注料（CACC）的，原因是硼酸与羧酸镁反应生成羧酸镁硼酸酯，提高了羧酸镁的分解温度，羧酸镁硼酸酯原位分解生成的碳化硼，在较低温度下加速其致密化，从而提高中温力学性能。
2）亚微米氧化铝可增强HMCC的抗热震性能，加入亚微米氧化铝后，原位尖晶石颗粒尺寸由约2 μm降低到约0.8 μm，亚微米氧化铝含量增加到2.0%（w），热震后HMCC浇注料的残余强度保持率由37.5%提高到50.0%，第五抗热应力破坏因子由3.1 m提高到7.2 m，含亚微米氧化铝的浇注料在热震后的微裂纹数量比不含亚微米氧化铝的浇注料的多，但是裂纹长度变短。