冶金生产离不开耐火材料的支撑|65mn钢带

氢冶金与耐火材料相关进展
　　氢冶金的温度不高，氢气与氧化铁反应，一般是600℃左右，实验室购得的氧化铁在700℃以上才被还原。还原反应过程：水分解出氢，然后氧化铁被还原成铁。
　　与氢接触的耐火材料需要被重视。有报道介绍：当Al2O3/SiO2比例不同的耐火材料，在纯氢气气氛中于1500℃下加热192h，耐火材料质量损失的特点是随着温度升高和在气氛中暴露时间的延长而损失增加，高温下腐蚀过高，Al2O3含量高的材料比SiO2含量高的材料质量损失量少。
　　在硅酸铝耐火材料中，氢能还原Na2O、TiO2、MgO、SiO2等氧化物，氢能使莫来石分解，形成刚玉和SiO。在氢介质中，含Al2O3≥85%的高铝制品和刚玉制品具有稳定性质。硅质制品在氢介质中和在1200℃下时，由于SiO2很快被反应，在耐火材料中存在SiO2时，SiO2与氢气反应产生气态SiO和水蒸气，从耐火材料中溢出，SiO2同样可与水蒸气反应生成气态氧化物，脱离原耐火材料。这两个反应在高温下很容易发生，从而影响耐火材料使用寿命。因此，在富含氢气和水蒸气的条件下，严格控制和减少内衬耐火材料的SiO2含量是至关重要的。而FeO、TiO2含量高的耐火材料也不宜在还原气氛条件下使用。如在氢气保护炉内用氧化铝空心球砖较好；在氢气含量为100%的气氛中，耐火纤维热导率比在空气中大2倍等。
　　高炉富氢冶炼用耐火材料
　　因高炉喷入的氢有限，不能失去焦炭的骨架作用。因此，原来关键部位使用的炭砖及碳化硅砖，使用效果仍然很好。近年来，非高炉炼铁工艺获得大力发展，非高炉炼的海绵铁是废钢的良好替代品，而且非高炉炼铁省去炼焦设备，投资少、污染小。
　　直接还原炼铁用耐火材料
　　还原介质有煤、天然气和煤气等，反应温度一般为800℃～1300℃。目前世界以天然气为还原介质的竖炉海绵铁产量约占80%，因为反应温度不高，一般硅酸铝耐火材料就能满足要求，但含有的Fe2O3在CO气氛下生成金属铁和Fe3C。Fe3C存在会促进炭沉积，导致耐火材料脆化裂解。为了延长使用寿命，应该降低Fe2O3含量，使组织结构致密，气孔微细化。
　　熔融还原炼铁用耐火材料
　　熔融还原炼铁工艺是在高温熔融状态下进行铁氧化物的还原，并进行渣铁分离，得到类似高炉生产出的含碳铁水。现在已经有30多种熔融还原工艺问世，但COREX法是目前唯一实现工业化生产的工艺，其优点是吨铁能耗下降20%以上、炼铁厂污染减少70%等。对于COREX法熔融炼铁用耐火材料问题，有人采用COREX熔融还原炉炉渣（33.5%CaO、32.0%SiO2、20.0%MgO、14.0%Al2O3、0.5%FeO）和Sialon（22.08%）结合SiC（72.34%）质耐火材料做抗渣试验，认为Sialon结合SiC耐火材料在COREX炉渣中的熔解蚀损反应属于化学反应控制机理，因而预示Sialon结合SiC质耐火材料对COREX炉渣的侵蚀具有良好的抵抗能力。研究人员还发现用MgO和Al2O3为主要原料，通过添加适量MgAlON系粉和石墨以及抗氧化剂，制取的Al2O3—MgO—MgAlON—C质耐火材料w（C）＜10%具有较好的抗渣性和抗热震性，用在熔融还原炉内衬耐火材料，能够获得长的寿命。

http://www.65mn-p91.com