直接还原用耐火材料的特点与应用
碳化硅匣钵在还原窑中的应用
碳化硅匣钵在还原窑中的应用王平鸽（郑州开阳窑具制品有限公司董事长）各位与会专家、代表：大家好！我来自郑州开阳窑具制品有限公司，首先，我代表我们郑州开阳窑具制品有限公司对各位与会专家、代表来到我们新密，表示热烈的欢迎。
下面我从四个方面汇报还原窑中碳化硅匣钵的应用情况，不足之处，请指教。
第一方面碳化硅匣钵在还原窑中使用的可行性分析碳化硅又称金钢砂，具有化学性能稳定，导热系数高，热膨胀系数小，耐磨性能好等特性，用以制成高级耐火材料。
具有耐热震、强度高、节能效果好、导热性能好等特点。
目前碳化硅制品已广泛应用于多种行业：在钢铁冶炼方面，它可用于出铁槽、无水冷滑轨等方面；在有色金属冶炼中，大量应用于生产直接还原铁所使用的碳化硅匣钵、蒸馏器、电解槽等；硅酸盐工业中它大量用作各种窑炉的棚板和隔焰材料等等。
“十一五”期间我国废钢铁行业要加快产业整合，加强技术研究，促进我国直接还原铁的生产与应用。
我国作为海绵铁的主要生产国，长期以来主要的生产方式是采用煤基隧道窑法还原海绵铁工艺，以前还原窑一直采用粘土罐还原生产工艺，每只粘土罐只能使用3—5次，且罐子直径小，装入量少，耗费劳动力多，车间粉尘污染多，设备自动化、机械化程度低，产业规模小，在国内外市场竞争力低下。
由于碳化硅制品具有其它耐火材料无可比拟的优点，所以自2002年起，我国逐渐开始生产使用碳化硅匣钵，用以替代粘土罐。
第二方面碳化硅匣钵在还原窑中的使用情况自2002年起，我国还原窑中开始逐渐普及使用碳化硅匣钵，我公司陆续供货于泰钢、莱钢、昆钢、永钢、邯钢等国内知名钢铁集团，对碳化硅匣钵在还原窑中实际运行情况的性能、技术参数进行了跟踪考察与分析。
以莱芜新甫粉末公司为例：公司原使用粘土罐，平均每个罐使用4次，车间用人数达到70人次，日出产品30吨，日消耗燃料6000立方，2003年5月，我公司为新甫粉末公司生产了一批碳化硅匣钵替代粘土罐，经过一系列的改进，日出产品提高至45吨，日消耗燃料降至5000立方，车间工人数减到55人次，碳化硅匣钵在使用至2004年3月，才逐渐出现破损。
耐火材料产品
耐火材料产品耐火材料是一种能够在高温下保持结构稳定和不易受损的材料，具有良好的耐火性能和耐高温性能。
在工业生产和建筑领域中，耐火材料产品扮演着重要的角色，能够满足各种高温环境下的需求。
本文将介绍几种常见的耐火材料产品及其特点。
首先，常见的耐火材料产品之一是耐火砖。
耐火砖是一种用于砌筑高温工业炉窑的材料，具有优异的耐火性能和耐高温性能。
耐火砖主要由氧化铝、硅酸盐等材料制成，具有良好的抗压强度和耐磨损性能。
在冶金、玻璃、陶瓷等行业中广泛应用，能够有效保护工业设备不受高温侵蚀。
其次，耐火浇注料也是一种常见的耐火材料产品。
耐火浇注料是一种用于浇注高温工业炉窑内部结构的材料，具有良好的耐火性能和耐热震性能。
耐火浇注料主要由耐火粉料、粘结剂等材料组成，具有良好的耐热膨胀性能和耐热震稳定性，能够有效延长工业炉窑的使用寿命。
另外，耐火陶瓷制品也是耐火材料产品的重要组成部分。
耐火陶瓷制品具有优异的耐火性能和耐高温性能，能够在高温环境下保持稳定的结构和性能。
耐火陶瓷制品主要包括耐火陶瓷管、耐火陶瓷板等，广泛应用于钢铁、化工、电力等行业，能够有效抵抗高温腐蚀和氧化。
最后，耐火纤维制品也是耐火材料产品的重要类型之一。
耐火纤维制品具有优异的耐火性能和隔热性能，能够在高温环境下有效隔热保温。
耐火纤维制品主要包括耐火陶瓷纤维、耐火玻璃纤维等，广泛应用于炉窑隔热、管道保温等领域，能够有效提高工业设备的能效和安全性。
综上所述，耐火材料产品在工业生产和建筑领域中具有重要的应用价值，能够有效保护工业设备不受高温侵蚀，延长设备的使用寿命，提高生产效率和安全性。
随着科技的不断进步，耐火材料产品的性能和品种将会不断提升，为各行业的发展提供更加可靠的保障。
直接还原铁回转窑耐火材料的选配、设计与施工
直 接 还 原 铁 （ Ｉ 回转 窑 是 使 用 固体 还 原 剂 ＤＲ ）
～
１ ０ Ｍ Ｐａ。 １
（ 炭 ） 行铁 矿 石直 接还 原 的主 要 设 备 ， 内衬 与 煤 进 其
择 回转窑 耐火 材料 、 化 砌 筑 的设 计 和采 用 先 进 的 优
２ 回 转 窑 砌 筑 的 设 计
目前在 国际 上应 用较 多 的 回转 窑砌筑 有 两种 配
置： 两种 楔形砖 进 行 配砌 和 只 用一 种 楔 形 砖 。本 项
目的回转 窑 直筒 段 要 求分 段 采 用 两种 配置 ： 没 有 在
ｔｏ ｒ ｎ（ ｉ ｎ ｉｏ ＤＲＩ ｉ ｓ ）ｋ ｌ ，ｗｈ ｃ ｒ ｖ ｄ ｔ ｅ ｐ ｓ ｉ ｉ ｔ ｆｄ ｙ ｌ ｉ ａ ｔｎ ｈ ａ ｉ ｄ ｏ ｉ ｓ ｎ ｉｈ ｐ ｏ ｅ ｈ ｏ ｓ ｂ ｌ ｙ ｏ ｒ ～ａ ｄ ｃ ｓ ｉ ｇ ｉ ｔ ｅ ｓ ｍｅ ｋ ｎ ｆｋ ｌ ． ｉ ｎ ｎ
根据 直接还 原铁 回转 窑 的 特 点 ， 内衬 耐 火 材 料 按 将 如下 配 置 ： 窑体 直 筒段 为 高 铝砖 ， 尾 锥 段 为抗 Ｃ 窑 Ｏ
准） ］ 口 。不 同管 段 间设 有 焊 接于 窑壳 体 内的挡 砖 环 ，
砖 环 高度 低于 砖厚 ， 隙处 填充 浇 注料 。 缝 窑头 、 窑尾 锥 段浇 注 料 厚 度 为 ２ ０ ｍｍ， ５ 由锚 固 件 与 窑壳体 连 接 。锚 固件 材 料 为 ３ ０ ， 形 ， 寸 １Ｓ Ｙ 尺 见图 ｌ 。锚 固件横 纵 间 隔均布 焊 接于锥 段 壳体 内。
煤基直接还原铁生产技术的发展
一、工艺流程
Ｆａｓｔｍｅｌｔ 工艺是 Ｆａｓｔｍｅｔ 工艺和炼铁电炉的综合。来自回 转窑的直接还原铁在炼铁电炉中熔化生产铁水。
ＩＴｍｋ３ 工艺是在回转窑中生产粒状铁。团块在回转炉中 加热到 １４５０℃， 在还原和熔化之后， 炉渣在回转窑中分离。铁 水和炉渣被冷却并从回转窑中排出。
０．００ ＧＪ
２．４７ ＧＪ
４．１０ ＧＪ
燃气
（ ０ ｋｇ－ ＣＯ２ ） （ １４１ ｋｇ－ ＣＯ２ ） （ ２３４ ｋｇ－ ＣＯ２ ）
１．５４ ＧＪ
２．９５ ＧＪ
０．００ ＧＪ
电能
（ １０３ ｋｇ－ ＣＯ２ ） （ １９８ ｋｇ－ ＣＯ２ ） （ ０ ｋｇ－ ＣＯ２ ）
０．００ ＧＪ
０．０７ ＧＪ
表 ８ 研究 Ａ 研究结果概括
高炉（ ５０ 万吨 ／ Ｆａｓｔｍｅｌｔ 工艺（ ５０ ＩＴｍｋ３ 工艺（ ５０
年铁水） 万吨 ／ 年铁水） 万吨 ／ 年粒状铁）
消耗
３１．４７ＧＪ
１４．２６ ＧＪ
１４．０９ ＧＪ
煤
（ ２９３６ｋｇ－ ＣＯ２ ） （ １３３０ｋｇ－ ＣＯ２） （ １３１４ｋｇ－ ＣＯ２）
技术与装备纵横
煤基直接还原铁生产
技术的发展
□袁 文
目前， 世界炼铁生产的主流是高炉工艺， 但该工艺需要 一些原料准备设备， 如焦炉、烧结设备等， 而其会给环境带来 很大影响。气基直接还原铁如 ＭＩＤＲＥＸ 工艺是高炉炼铁工艺 的替代方法之一， 然而， 该工艺受到以经济方式获得天然气 的限制。在这一背景下， 对可以使用更广泛的原料和燃料， 且 对环境更加友好的新炼铁工艺的需求日益增加。为了满足这 种 需 求 ， 人 们 开 发 出 ３ 种 煤 基 直 接 还 原 铁 生 产 工 艺— —— Ｆａｓｔｍｅｔ 工艺、Ｆａｓｔｍｅｌｔ 工艺和 ＩＴｍｋ３ 工艺。采用这些工艺可以 通过粉矿和煤生产出高质量的铁， 如直接还 原 铁 、铁 水 和 粒 状铁。而且， 这 ３ 种工艺在能耗和环保方面可以与高炉竞争。
工业常用耐火材料砖分类成分及用途
刚玉莫来石项目名称单位莫来石砖再烧结电熔莫来石砖莫来石-刚玉砖 刚玉-莫来石砖Al 2O 3 % ≥70 ≥75 ≥80 ≥90 SiO 2 % ≤25 ≤23 ≤18 ≤8 Fe 2O 3 % ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.3 显气孔率 % ≤17 ≤14 ≤19 ≤18 体积密度 g/cm 3 ≥2.55 ≥2.65 ≥2.70 ≥2.90 常温耐压强度 MPa ≥90 ≥100 ≥80 ≥100 荷软开始点 （0.2MPa,0.6%）℃≥1630 ≥1700≥1650≥1700 用途 --玻璃熔窑上部结构砖、料道砖、盖板、冶金极其它工业中温窑炉内衬，炭黑反应炉急冷段、停留段内衬。
玻璃熔窑上部碹顶、碹脚砖、其它工业热工设备内衬。
玻璃熔窑上部结构砖、盖板，成型部件，中温炭黑反应炉和其它热工装置衬里。
高温用莫来石-刚玉匣钵。
玻璃熔窑上部结构砖、料道砖、盖板、成型部件，中温炭黑反应炉内衬和其它热工装置衬里。
高温用刚玉-莫来石匣钵。
耐火材料种类和特性耐火材料生产工艺流程1.黏土砖组成：化学组成：变化很大，主要成分Al2O3和SiO2，大致范围如下：Al2O3：30~46%，SiO2：50%~70%、Fe2O3：1.0~3.0%、TiO2：1.0~2.5%、(R2O+RO)：1.0~4.0% 原料与工艺：以黏土熟料为骨料，以软质黏土作结合剂，半干法或可塑法成型，1300~1400℃烧成性质：耐酸性渣侵蚀，对碱性渣的抵抗力稍差；热膨胀系数不大，抗热震性较好；荷重软化温度远小于耐火度，这是一大缺点，软化开始与终了温度的间隔很大，不会很快坍陷2.硅砖组成：化学成分：SiO2：94%~98%、Al2O3：0.2~2%、CaO：1.5~3.5%、Fe2O3：0.3~3%、R2O：0~0.5%原料与工艺：石英石、废砖、石灰、矿化剂和有机结合剂。
SiO2含量不低于96%的石英石少量矿化剂（如铁鳞、石灰乳）和结合剂（如糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液）混练→成型→干燥→烧成等工序玻璃窑用硅砖高温体积稳定，不会因温度波动而引起炉体变化。
直接还原铁热装热送新装备技术开发
直接还原铁热装热送新装备技术开发①潘宏涛② 李少英 王少臣 李佳辉（中冶京诚工程技术有限公司 北京１００１７６）摘 要 直接还原铁（Ｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎｉｒｏｎ，ＤＲＩ）热装热送是降低电弧炉电能消耗的重要措施。
本文研究了不同ＤＲＩ、废钢比例条件下，电弧炉电能消耗与ＤＲＩ热送温度的关系，结果表明，当ＤＲＩ取代废钢进行电弧炉冶炼时，ＤＲＩ入炉温度每增高１００℃，每吨钢可节省电能约２５ｋＷ·ｈ。
此外以“输送能耗最低、输送装置简单”为原则，提出了新型直接还原铁热装热送设备的设计思路，该设备具有转运过程中所需的密闭、保温和计量的功能，同时也实现了造渣料与ＤＲＩ分层协同加料的功能，设备结构简单可靠，输送能耗低、效率高，解决了当前热装热送设备动能消耗大、设备磨损快、物料流速难以控制、易卡料等问题，为实现直接还原铁高效热装热送创造了重要条件。
关键词 直接还原铁 热装热送 氢基竖炉 电弧炉中图法分类号 ＴＦ３２１ ＴＦ７０２ ＴＦ８０３．２１ 文献标识码 ＡＤｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１－１２６９ ２０２３ ０４ ００４ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＮｅｗＥｑｕｉｐｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＨｏｔＤｉｒｅｃｔＲｅｄｕｃｔｉｏｎＩｒｏｎＣｈａｒｇｉｎｇａｎｄＤｅｌｉｖｅｒｙＰａｎＨｏｎｇｔａｏ ＬｉＳｈａｏｙｉｎｇ ＷａｎｇＳｈａｏｃｈｅｎ ＬｉＪｉａｈｕｉ（ＭＣＣＣａｐｉｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆ａｍｐＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＬｉｍｉｔｅｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１７６）ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｅｄｉｒｏｎ（ＤＲＩ）ｈｏｔｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｈｏｔｄｅｌｉｖｅｒｙｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅａｓｕｒｅｔｏｒｅｄｕｃｅｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｎｅｌｅｃｔｒｉｃａｒｃｆｕｒｎａｃｅｓ．Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｈｏｔｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｈｏｔｃｏｎｖｅｙｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｓｕｃｈａｓｈｉｇｈｋｉｎｅｔｉｃｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｆａｓｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｗｅａｒ，ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｃｏｎｔｒｏｌｏｆｍａｔｅｒｉａｌｆｌｏｗｒａｔｅ，ａｎｄｅｘｔｒｅｍｅｌｙｓｕｓｃｅｐｔｉｂｌｅｔｏｊａｍｍｉｎｇ，ａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｈｏｔｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｈｏｔｃｏｎｖｅｙｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｆｏｒｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｅｄｉｒｏｎｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｈａｓｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｓｅａｌｉｎｇ，ｈｅａｔｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄｍｅｔｅｒｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｄｉｎｔｈｅｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄａｌｓｏｒｅａｌｉｚｅｓｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｌａｙｅｒｅｄｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｆｅｅｄｉｎｇｏｆｓｌａｇｆｏｒｍｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＤＲＩ．Ｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｓｓｉｍｐｌｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｌｏｗｉｎｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｉｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｗｈｉｃｈｈａｓｃｒｅａｔｅｄｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒａｃｈｉｅｖｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｔｈｏｔｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｈｏｔｄｅｌｉｖｅｒｙｏｆｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｅｄｉｒｏｎ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ Ｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｅｄｉｒｏｎ Ｈｏｔｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｈｏｔｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｈｙｄｒｏｇｅｎｂａｓｅｄｖｅｒｔｉｃａｌｆｕｒｎａｃｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｒｃｆｕｒｎａｃｅ１ 前言在“碳达峰、碳中和”的战略背景下，钢铁产业高端化、绿色化、低碳化发展是时代的必然要求。
炼铁用耐火材料
国产陶瓷杯砖如刚玉－莫来石砖，刚玉－碳化硅砖等在大、 中型高炉上广泛应用。由于陶瓷杯砖的导热系数较小，对炉缸 的铁水有保温作用，因而能提高铁水温度，降低能源消耗，炉 缸热量充足又利于高炉操作，提高铁水质量，因而陶瓷杯炉底 炉缸结构得到迅速发展。
小型高炉现在多使用炭素料捣固或炭块砖砌筑。这部分砖 衬同炉缸的砖衬砌成整体，为防止风口周围氧化的侵蚀,需 要用高铝砖、粘土砖或耐火混凝土的砌筑保护层以便防止烘 炉和开炉过程中炭素材料的氧化。
14
炼铁用耐火材料
1.4.5 铁口部位用耐火材料
铁口部位用耐火材料要承受铁水和炉渣的侵蚀和冲刷，以及在 开、堵铁口时受开口机和泥炮的外力影响。因此铁口部位用耐火 材料要求抗炉渣、铁水侵蚀性好、抗机械应力的能力好.同时砌筑 结构上要稳定.采用大块异型组合砖，砌筑时砖缝上下错开，每个 单体相互咬合，使来自炉内外的压力向四周传递，从而使整个砌 体受力保持平衡，达到砌体密封性和稳定性的目的。
2.2 热风炉耐火材料的性能要求
荷重软化点高 耐冲击性好 气孔率低 体积密度大 抗蠕变性能好 主要用耐火材料有：粘土砖、高铝砖、低蠕变高铝砖、硅砖等。
22
炼铁用耐火材料
23
3. 高炉出铁场用耐火材料
炼铁用耐火材料
24
炼铁用耐火材料
渣铁分离
25
炼铁用耐火材料
3.1 高炉出铁口炮泥
炮泥是用来封堵出铁口的耐火材料，目前多采用Al2O3－SiC －C质材料，可分为有水炮泥和无水炮泥两大类。其中有水炮 泥一般用于顶压较低、强化冶炼程度不高的中小型高炉；无水 炮泥则应用于顶压较高、强化冶炼程度较高的大中型高炉。
第8章 耐火材料在钢铁工业中的应用
浇注件，以形成“陶瓷杯”。
上一内容
下一内容
回主目录
返回
11:00
在陶瓷杯的背面（或下面）再垫以碳砖或微孔碳砖，两者厚度比为1:
(2~2.5)。风口一般用氮化硅结合或自结合碳化硅砖，出铁口和除渣口等部 位用硅线石砖。 新开发的微孔碳砖、半石墨砖及石墨砖与传统的加入氧化物的碳砖相比， 抗渗透性、抗铁、碱及炉渣侵蚀性以及导热性能等均有明显的改进，高炉
上一内容 下一内容
美 国
Sialon >77 Si3N4 75 25 2.60 16 198 38 42 0.41 17.5 返回 Sialon 75
Si3N4 71 21～23 2.72 15 204 52 57 0.45 23
>20
2.70 15 220 53 50 0.51 16
>20
2.70 15 213 47 48 0.51 17 11:00
上世纪80年代以来大型高炉采用的铁沟料已从捣打料发展成浇注料其主要材质为电熔刚玉碳化硅少量金属硅与金属铝粉以及适量的外加剂等原料配制再辅以超细粉使其具有较高密度通铁量已达年代以来大型高炉采用的铁沟料已从捣打料发展成浇注料其主要材质为电熔刚玉碳化硅少量金属硅与金属铝粉以及适量的外加剂等原料配制再辅以超细粉使其具有较高密度通铁量已达50100万t
炉身下部承受炉料下降时的摩擦与炉气上升时粉尘的冲刷作用，该部位
温度较高并有大量炉渣形成，碱金属蒸汽的侵蚀作用较重，因此炉衬损毁速 度较快。 炉腰处温度高，炉渣大量形成，渣蚀严重，碱侵蚀及高温含尘烟气的冲 刷均较炉身严重。
炉腹部位的温度较炉腰高，其下部炉料温度约为1600～1650℃，气流的
温度更高，低粘度的熔渣大量形成，不但渣蚀严重，同时仍然承受焦炭的摩 擦以及由上而下的熔体及炙热气流的冲刷，该部位炉衬的损毁最为严重。
直接还原铁用碳化硅陶瓷还原罐
直接 还 原 铁 （ 绵 铁 ） 要 用 作 电 炉 炼 优 质 海 主 钢、 转炉 炼钢 和粉 末冶 金 。 电炉 冶炼 时 ， 炉料 搭 配
烧结 中用于 盛装 铁粉 的耐 火 还原 罐 的寿命 是窑 炉 获 得长 寿 的重要 条 件 ， 火还 原 罐 的寿 命 决定 着 耐 生 产 的效 率 和效 益 。 碳 化硅 陶瓷 耐 火 还 原 罐具 有 高温 强 度 大 、 热 传 导率 高 、 良好 的抗 热震 性和 抗碱 侵蚀 性 、 以及 低
可 分为 两大 类 ； 用 气体 还原 剂 的气 基 直 接 还 原 使 法 和使 用 固体还 原 剂 的煤 基 直接还 原 法 。我 国因 天 然气 原 因 ， 能 采 用 气 基 直 接 还 原 。 目前 使 用 不 的工艺 有 隧道 窑 工艺 、 回转 窑工 艺 和倒 焰 窑 工 艺 ３种 ， 为煤基 还 原法 。 均
快、 成本低 、 产品品位高且稳 定 、 作简单 、 操 设备 运行 稳定 、 能耗低等优点 ， 是国内使用最多 的工艺 。
Ｓ（２％ ｉ ． ）
荷 重 软 化 温 度 ， （ ． ＭＰ ） ℃ ０ ２ ａ 抗 热 震 性 次 热膨 胀 率 ％ （０ ０ 一 水 冷 ） １０ ￣ （０ ０ ） １０ ￣
３ ～５ 海 绵 铁 ， 产 率 提 高 １ ～２ ， 业 率 Ｏ ０ 生 Ｏ ５ 作 提 高 ２ ～３ ， 均 节 约 电能 ２ ， 氧 量 降低 ５ ０／ 平 ９ ６ ７ 耗 ２ ， 材 物理性 能 明显 提高 。因 此 ， ２ 钢 在电炉 钢 炉
料 中搭 配一定 量 海绵 铁不 仅可 以提 高 电炉 的生产
耐火材料是什么
耐火材料是什么耐火材料是指在高温下具有一定的抗热性能和耐火性能的材料。
它们通常用于建筑、冶金、化工、电力等行业，以保护设备和结构在高温环境下的安全运行。
耐火材料根据其化学成分和物理性能的不同，可以分为多种类型，包括耐火砖、耐火浇注料、耐火纤维、耐火涂料等。
耐火材料的主要特点是耐高温、耐热震、耐侵蚀和导热系数低。
首先，耐高温是指材料在高温环境下不发生软化、变形或熔化，能够长时间保持其力学性能和形状稳定性。
其次，耐热震是指材料在急剧温度变化下不会产生裂纹和破坏。
耐侵蚀是指材料在酸、碱、氧化物等腐蚀介质中具有一定的稳定性和耐久性。
导热系数低则意味着材料在高温下不会导热过快，从而保护设备和结构不受过高温度的影响。
耐火材料的种类繁多，其中最常见的是耐火砖。
耐火砖是一种用于砌筑各种高温工作窑炉和炉子的耐火材料，通常由高铝质、硅质、碳质和氧化镁等材料制成。
它具有抗高温、抗侵蚀、导热系数低等特点，被广泛应用于冶金、玻璃、化工等行业的高温设备中。
另外，耐火浇注料也是一种常见的耐火材料。
它是一种由耐火骨料、粘结剂和添加剂等组成的混合料，可以浇注成形，用于各种高温设备的衬里和保温层。
耐火浇注料具有施工方便、耐热震、耐侵蚀等特点，被广泛应用于钢铁、水泥、玻璃等行业的高温设备中。
此外，耐火纤维也是一种重要的耐火材料。
它是一种由无机纤维制成的绝热材料，具有低密度、导热系数低、抗热震、柔韧性好等特点，被广泛应用于炉膛衬里、隔热材料、防火窗帘等领域。
除了上述几种常见的耐火材料外，还有耐火涂料、耐火陶瓷、耐火玻璃等多种类型的耐火材料，它们在不同的领域发挥着重要的作用。
总的来说，耐火材料是在高温环境下具有抗热性能和耐火性能的材料，主要包括耐火砖、耐火浇注料、耐火纤维等多种类型。
这些材料在保护设备和结构在高温环境下的安全运行方面发挥着重要作用，对于各行业的发展和进步具有重要意义。
复杂难选铁矿石直接还原技术的应用
复杂难选铁矿石直接还原技术的应用张进（武汉科技大学资源与环境工程学院，湖北武汉，430081）摘要本文阐述了我国复杂难选铁矿开发利用现状,对近年来处理复杂难选铁矿的新工艺—直接还原技术进行了介绍和分析,指出了该工艺的特色和优点。
重点介绍了直接还原技术在我国复杂难选铁矿中的应用实践,同时指出煤基转底炉直接还原工艺较适合处理我国复杂难选铁矿,并针对目前存在的问题,提出了下一步的研究方向。
关键词难选铁矿现状直接还原应用世界铁矿资源丰富，据美国地质调查局报告，截止2005年底，世界铁矿石储量为1600亿t，储量基础为3700亿t，铁金属储量为800亿t，储量基础为1800亿t。
世界铁矿资源分布的特点是南半球国家富铁矿床多，如巴西、澳大利亚、南非等国；北半球国家贫铁矿床多，如前苏联地区、美国、加拿大、中国等国。
我国铁矿石富矿少、贫矿多，97%的铁矿石为30%以下的低品位铁矿，国内尚存大量未被开发利用的难选铁矿。
另外，铁矿石资源开发利用自进入21世纪以来，呈逐渐上升态势，2006年世界铁矿石价格比上一年上涨19%，使我国钢铁行业面临着巨大的压力[1]。
总结国内难选铁矿选矿技术进展、推进选矿技术进步，更好地利用这部分资源，对支持我国钢铁行业的发展，具有一定的现实意义。
1复杂难选铁矿石研发利用现状我国探明的铁矿资源量380～410亿t，主要特点是贫、细、杂，平均铁品位32%，比世界平均品位低11个百分点。
其中97％的铁矿石需要选矿处理，并且复杂难的红铁矿占的比例大(约占铁矿石储量的20.8％)[2]。
铁矿床成因类型多样，矿石类型复杂。
表1.1 我国铁矿石主要分布特点[2]Table 1.1 The main distribution characteristics of iron ore in our country进展，即先通过强磁一反浮选获得低杂质含量的铁精矿，然后通过普通焙烧或者与磁铁精矿混合生产球团矿可大幅度提高产品的铁品位，仍不失为优质炼铁原料。
直接还原铁技术.
直接还原铁技术直接还原铁是铁矿在固态条件下宜接还原为铁,可以用来作为冶炼优质钢、特殊钢的纯净原料，也可作为铸造、铁合金、粉末冶金等工艺的含铁原料。
这种工艺是不用焦碳炼铁, 原料也是使用冷压球团不用烧结矿，所以是一种优质、低耗、低污染的炼铁新工艺，也是全世界钢铁冶金的前沿技术之一。
直接还原炼铁工艺有气基法和煤基法两种，按主体设备可分为竖炉法、回转窑法、转底炉法、反应罐法、罐式炉法和流化床法等。
目前，世界上90%以上的直接还原铁产量是用气基法生产出来的。
但是天然气资源有限、价高，使生产量增长不快。
用煤作还原剂在技术上也已过关，可以用块矿，球团矿或粉矿作铁原料（如竖炉、流化床、转底炉和回转窑等）。
但是, 因为要求原燃料条件高（矿石品位要大于66%,含SQ2+AI2O3杂质要小于3%,煤中灰分要低等），规模小，设备寿命低，生产成本髙和某些技术问题等原因，致使直接还原铁生产在全世界没有得到迅速发展。
因此，髙炉炼铁生产工艺将在较长时间内仍将占有主导地位。
1. 直接还原铁的质量要求直接还原铁是电炉冶炼优质钢种的好原料,所以要求的质量要高（包括化学成份和物理性能），且希望英产品质量要均匀、稳泄。
1. 1 化学成份直接还原铁的含铁量应大于90%,金属化率要〉90%。
含SiO2每升髙1%,要多加2%的石灰，渣量增加30Kg/t,电炉多耗电18.5kwho所以，要求直接还原铁所用原料含铁品位要高：赤铁矿应〉66.5%,磁铁矿>67.5%,脉石（SiO2+Al2O3）量<3%〜5%.直接还原铁的金属化率每提高1 %，可以节约能耗8-10度电/仁直接还原铁含C<0.3%, P<0. 03%, S<0.03%, Pb、Sn、As、Sb、Bi 等有害元素是微呈:。
1. 2 物理性能回转窑、竖炉、旋转床等工艺生产的直接还原铁是以球团矿为原料,要求粒度在5〜30mm。
隧道窑工艺生产的还原铁大多数是瓦片状或棒状，长度为250〜380mm,堆密度在1.7〜2. 0t/m3o生产过程中产生的3-5mm磁性粉料，必须进行压块，才能用于炼钢。
回转窑耐热钢的使用范围
回转窑耐热钢的使用范围
回转窑是一种常用的工业设备，用于石灰石、水泥等物料的烧结过程。
在回转窑的工作环境中，温度非常高，常人难以忍受。
为了应对这种极端环境，人们研发出了耐热钢材料，用于制造回转窑的内衬。
回转窑耐热钢具有出色的耐高温性能，能够在高温下长时间工作而不受损。
它的使用范围非常广泛，涵盖了许多行业和领域。
回转窑耐热钢被广泛应用于水泥工业。
在水泥生产过程中，需要将石灰石和粘土等原料烧结成水泥熟料。
回转窑作为烧结设备的核心部件，需要承受高温和化学腐蚀的双重作用。
耐热钢的使用可以有效延长回转窑的使用寿命，提高生产效率。
回转窑耐热钢也被广泛应用于冶金行业。
在冶金过程中，需要对金属矿石进行烧结和还原。
回转窑作为冶金炉的重要组成部分，需要承受高温和化学腐蚀的极端条件。
耐热钢的使用可以有效防止回转窑内壁受损，保证冶炼过程的稳定进行。
回转窑耐热钢还被广泛应用于化工、环保等领域。
在化工生产中，回转窑被用于热解、固化等工艺过程。
耐热钢的使用可以保证设备在高温和腐蚀性介质的作用下仍然能够正常运行。
在环保领域，回转窑常被用于处理固体废物和污泥。
耐热钢的使用可以提高设备的耐腐蚀性，减少废物处理过程中的环境污染。
回转窑耐热钢的使用范围非常广泛，涵盖了水泥、冶金、化工、环保等多个行业和领域。
它的出色耐高温性能，使得回转窑能够在极端条件下长时间稳定运行，提高生产效率，降低设备维护成本。
回转窑耐热钢的发展和应用，为工业生产带来了巨大的便利和效益。
浅谈国内废旧耐火材料的再利用
浅谈国内废旧耐火材料的再利用王安杰近年来，随着我国钢铁产量的迅猛增长，国内耐火材料的消耗量也大大增加。
据统计，目前我国耐火材料的总消耗量超过900万吨，用后的废旧耐火材料达到400万吨，废旧耐火材料的比例达到耐火材料总消耗量的45%。
而当前这些废旧耐火材料的处理方式仍是大多数被当作工业垃圾填埋，仅有少量被粗糙利用，这不仅浪费了资源，也污染了环境。
如果将废旧耐火材料进行处理可以得到较高品位的再生原料，运用这些再生原料以及优化其结合剂和添加剂不但能够生产优质的不定形耐火材料也能生产出优质的定型耐火材料，不仅节约了国家的矿物资源和能源，而且减少了环境污染。
对废旧耐火材料的再利用，国外起步较早，其回收利用率增加较快，像欧洲、日本、台湾等有的钢厂的耐火材料再利用率达80%以上，并有向耐火材料零排放方向发展的趋势。
而我国耐火材料的再利用工作起步较晚，只有宝钢对其进行了较为深入的研究，但再利用率仍然很低。
1 耐火原料的综合利用从耐火材料资源来看，我国耐火原料矿藏储量非常丰富，尤其是铝矾土原料、镁质原料和石墨方面具有得天独厚的优势。
但近20年变化很大，铝矾土矿储量达 1.2亿吨的山西阳泉经过近百年的开采，品位较好的铝矾土矿藏濒临枯竭。
当年闻名于世的山东省焦宝石由于开采量大及年代久远，已有如博山铝土矿、洪山铝土矿相继于上世纪 90 年代闭坑转产或破产重组。
还有如镁质耐火原料矿藏经过长期的开采，主矿区域和精矿均逐步减少，有的现已从露天开采转入地下开采。
另外每年因不规范开采所浪费的小矿、边角矿在大量增加，使资源严重浪费。
面对矿藏资源逐年减少，资源严重浪费的现象，节约资源，综合利用资源已是当务之急。
耐火原料的综合利用，是社会发展的需要，是一种必然。
必须引导原料矿山组织科学开采，对资源进行优化综合利用，特别是不同品位矿藏的均化处理，杜绝乱采乱挖，逐步促进资源的更合理利用，使有限的资源发挥最大限度的作用，实现可持续发展。
同时，耐火材料行业技术工作者也要进一步提高思想认识，重视对一些低品位、边角矿的利用力度。
关于红土镍矿回转窑直接还原生产镍铁工艺所用耐火材料简述
关于红土镍矿回转窑直接还原生产镍铁工艺所用耐火材料简述江苏江能新材料科技有限公司于08年就开始针对红土镍矿回转窑直接还原生产镍铁工艺中所需使用的耐材开始研发和实验，通过2年左右的时间，终于成功开发出了针对转窑直接还原所用的耐火材料，并不断再研发，现已有了系列产品，填补了此类产品国内的空白。
经过多家镍铁生产厂家的使用，得到了广泛的好评，并也已成功申报为专利产品。
1.在直接还原工艺中，高温段（烧成带）温度在1450-1500℃的情况下，首先需要解决的是耐材的抗侵蚀性。
红土镍矿在1350℃左右就已经是半熔或全熔状态，对一般耐材侵蚀较大。
一旦侵蚀，就会导致耐材剥落，使用寿命得不到保障，更谈不上质保期几个月的情况。
2.要考虑耐材的耐磨损，只有采用耐磨的基料、合理的配比才能保证耐材的耐磨损性。
提高耐材的致密度也是必不可少的。
但是一味的提高耐材的致密性和抗压强度，也不能够真正解决问题。
一味提高耐材致密性，虽密度提高，但导致耐材的导热系数也会提高。
导热系数过高，由于烧成带温度较高，这样导致窑体温度也会升高，一般外窑体温度不超过300℃。
若温度提高会导致窑体钢性下降，产生扭力较大，而窑体变形导致耐材断裂，掉砖，甚至垮圈。
虽可采取风冷降温，但几类问题并不能根本性解决，且综合能耗较大，生产运行成本较高。
3.根据不同规格尺寸的窑体，耐材的尺寸也要合理计算，不能追求一味放大、放量耐材的尺寸。
尺寸较大，导致导购成本的明显增加、运行的成本、能耗均上升。
但尺寸较小，虽采购成本有所控制，但导致耐材导热较快，且耐磨时间相对缩短。
故应合理配比计算耐材的尺寸。
4.烧成带耐材的量比控制。
一般在水泥行业，采取窑体直径的5-5.5倍为烧成带计算的标准。
但由于红土镍矿的特殊性，烧成带高温区基本不挂窑皮，易结窑圈等。
综合分析及我司长期实际经验得出：最好烧成带的长度基本采取窑体直径7-7.5倍计算。
5.关于过渡带砖的说明。
在窑体过渡带温度基本在900-1300℃左右，过渡带砖，首先要考虑其耐磨性。
耐火材料重点
第一章：1耐火材料的定义；耐火度不小于1580℃的无机非金属材料分类：按化学成份、矿物组成分类1）氧化硅质2）硅酸铝质3）氧化镁质4）刚玉质5）白云石质MgCa(CO3)2 6）尖晶石质Fe2MgO4 7）橄榄石质Mg2SiO4 8）碳质9）含锆质10）特殊耐火材料按化学性质分类；1）酸性耐火材料2）中性耐火材料3）碱性耐火材料3、按制造方法分类块状耐火材料;不定形耐火材料;烧制耐火材料;熔铸耐火材料。
4、按耐火度分类普通耐火材料（1580～1770℃）;高级耐火材料（1770～2000℃）;特级耐火材料（大于2000℃）。
按密度分：轻质(气孔率45%-85%)、重质生产过程中的基本知识，如一般生产工艺流程：原料加工→配料→混练→（成型）→干燥→烧成（熔制）→（成型）→检验→成品，配料（颗粒级配又称（粒度）级配，由不同粒度组成的物料中各级粒度所占的数量，用百分数表示。
）混料使两种以上不均匀物料的成分和颗粒均匀化，促进颗粒接触和塑化的操作过程称为混练。
等内容；耐火材料行业存在的问题1）钢铁行业竞争激烈，面临更大的成本压力2洁净钢的生产对耐火材料提出更高要求，除了要求长寿还要对钢水无污染3）研发有待加强，4）应注意可持续发展战略。
存在的差距：1、通常用耐火材料综合消耗指标来衡量一个国家的钢铁工业与耐火材料的发展水平，我国吨钢消耗水还较高。
（见下表）2、耐火材料生产装备落后，新技术推广慢3、原料不精，高纯原料的生产有困难。
，发展趋势：当今耐火材料的发展，一极是不定形化，而另一极则是定形耐火材料的高级化，概括起来就是朝着高纯化、精密化、致密化和大型化。
着重开发氧化物和非氧化物复合的耐火材料。
等。
问题：1合计可用作耐火原料总数为4000余种，其中常用于工业生产的耐火原料只有100种。
why?除了考虑熔点外，还要看它在自然界中存在的数量及分布情况，即作为耐火原料还应该具有来源广，成本低廉。
在地球岩石层中，硅酸盐+铝酸盐数量最大占%。
耐火材料基础知识
作修补材料 → 喷补料，涂抹料，热态自流修补 料，接缝料，压入料等
作保温材料 → 耐火纤维毡、毯等，轻质砖，轻 质浇注料、喷涂料等
18
鞍钢260吨铁水包 (工作衬整体浇铸)
酒钢150吨砖砌钢包
19
20
21
连铸用功能耐火材料
无机非金属材料
传统无机非金属材料 陶瓷 水泥 玻璃 耐火材料
陶瓷 搪瓷
Ceramics 磨料 碳材料 其他
新型无机非金属材料 压电材料 磁性材料 导体陶瓷 激光材料 光导纤维 超硬材料 高温结构陶瓷 生物陶瓷（人造骨等） 光电转换材料
1
烹饪熟食
……
取暖避寒
火
烧陶炼金
《正字通·火部》语：“灾，害火也。凡五 行沴水害物者皆曰灾，又祸也。”“灾” 已泛指人们遭受的自然祸害和苦难。
9
耐火泥土的发现
约公元前6000年，西亚地区（今伊拉克、伊朗、叙利 亚和土耳其周边地区）人类发现被火烧烤后的泥土变的致 密，水不易渗入。还发现像粘土这样有较高粘度的泥巴可 以做成任何大小的炉膛。然后该地域的人们学会用粘土成 型各种器皿。当时粘土做成的重要的器皿是经烧后定形的 水罐。
驱兽围猎
开荒造田
火，是人类驯 化的第一种自 然力，也是人 类掌握的最伟 大的自然力
2
火
甲骨文的“火”，酷似燃烧的火焰，是十 分典型的象形文字。
经由金文的过度，小篆字形的“火”仅保 留了火焰的抽象本意。
汉字中，凡用“火”构建的文字，大都与 火及火的使用有关。
3
光
“光”，会意字，甲骨文的“光”由上“火” 下“人”构成，就像人举火把以照明。
钢厂耐火材料
钢厂耐火材料钢厂是一个重要的工业生产基地，而耐火材料在钢厂中扮演着至关重要的角色。
耐火材料是指能够在高温环境下保持一定强度和稳定性的材料，它们在钢铁冶炼过程中起着关键的作用。
本文将介绍钢厂耐火材料的种类、特点以及应用情况。
首先，钢厂耐火材料可以分为不同的种类，包括砖料、浇注料、耐火纤维和耐火涂料等。
砖料是最常见的一种耐火材料，它主要由氧化铝和硅酸盐等材料制成，具有较好的耐高温性能。
浇注料则是一种可浇注的耐火材料，通常由耐火骨料、粘结剂和添加剂等组成，适用于各种形状和尺寸的设备。
耐火纤维是一种新型的耐火材料，具有轻质、隔热、耐腐蚀等特点，适用于高温设备的保温和隔热。
耐火涂料主要用于表面涂覆，能够提高设备的耐火性能和抗氧化性能。
其次，钢厂耐火材料具有一些共同的特点。
首先，它们都具有良好的耐高温性能，能够在高温下保持稳定的物理和化学性能。
其次，耐火材料具有较好的抗热震性能，能够在温度急剧变化的环境下保持稳定。
此外，耐火材料还具有一定的抗侵蚀性能，能够抵抗金属氧化物和化学腐蚀物的侵蚀。
最后，耐火材料还具有较好的耐磨性能，能够在高温高压下保持一定的机械强度。
再次，钢厂耐火材料在钢铁冶炼过程中有着广泛的应用。
砖料常用于炼铁炉、转炉、电炉和炼钢炉等设备的内衬和砌筑。
浇注料则常用于钢包、转炉、电炉和坩埚等设备的维修和更新。
耐火纤维主要用于高温设备的保温和隔热，如炉墙、管道和隔热罩等。
耐火涂料则常用于设备表面的防腐和耐火涂装，能够提高设备的使用寿命和安全性能。
综上所述，钢厂耐火材料在钢铁冶炼过程中扮演着不可或缺的角色。
它们的种类繁多，具有良好的耐高温性能、抗热震性能、抗侵蚀性能和耐磨性能，广泛应用于钢铁冶炼设备的砌筑、维修和更新中。
随着钢铁工业的发展，钢厂耐火材料的需求将会不断增加，其技术和性能也将得到进一步提升。
希望通过本文的介绍，能够更好地了解钢厂耐火材料的重要性和应用情况。
ITmk3工艺的技术特点及应用前景
综 述ITmk3工艺的技术特点及应用前景张伟,王再义,张宁,王相力(鞍钢股份有限公司技术中心,辽宁鞍山114009)摘要:介绍了I Tm k3工艺的开发过程及工艺原理,通过与高炉炼铁工艺对比及自身技术特点的分析,论述了I Tm k3工艺在原料选择、反应时间、成本投资及节能环保等方面具有的优势,并对其应用前景进行了分析和展望。
关键词:炼铁;I T m k3工艺;粒铁中图分类号:TF55 文献标识码:A 文章编号:1006-4613(2010)05-0010-05Technical Characteristics and Application Prospect of I Tmk3ProcessZhang W e,i W ang Za i y,i Zhang N i n g,W ang X iang li(Technology Center of Angang S teel Co.,Ltd.,Anshan114009,Liaoning,China)Abst ract:This paper introduces the developm ent and princ i p le o f I Tm k3process,and a lso dis cusses advantages of I Tm k3process i n regar d to the selecti o n o f ra w m ater i a,l reaction ti m e,cost in vest m ent,energy saving and env ironm ental protection based on co m pari n g I T mk3processw it h the i ron-m ak i n g process by blast furnace and analyzi n g its o w n techn ical characteristics.And fina ll y the paper ana l y zes and f o recasts the prospect of app lication o f I Tm k3process.K ey w ords:iron-m ak i n g;I T m k3process;g ranulated iron非高炉炼铁作为21世纪全世界钢铁行业的前沿技术,是未来技术发展的主要方向。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
直接还原用耐火材料的特点与应用
曹仁锋赵继增张广智徐延庆
（北京利尔高温材料股份有限公司北京， 102211）
1.前言
直接还原铁技术是以气体燃料、液体燃料或非焦煤为能源，在铁矿石(或含铁团块)软化温度以下进行还原得到金属铁的方法。
直接还原铁既是废钢的代用品，更重要的是冶炼高级钢种的必须品。
在冶炼高级钢种时直接还原铁优于废钢。
我国的直接还原铁的生产还处于起步阶段。
2007年全球直接还原铁产量达到6722万吨，而我国的年产量约为60万吨，2008年我国全年的直接还原铁进口量在50万吨左右。
钢铁工业的发展离不开耐火材料的进步，由于我国的直接还原铁的生产还处于起步阶段，直接还原铁用耐火材料的生产企业更是稀少。
目前的现状是绝大多数直接还原铁生产企业对耐火材料重视程度不够，不了解直接还原铁用耐火材料的特殊要求，一般采用普通耐火材料，寿命普遍不高。
2.直接还原铁用耐火材料的特点及使用要求
直接还原铁用耐火材料与普通耐火材料相比对大的特点就在于工作气氛的不同，一般耐火材料工作气氛为氧化气氛或弱还原气氛，而直接还原铁用耐火材料在强还原气氛下工作。
还原性气氛对耐火材料的使用有着决定性的影响，普通耐火浇注料在强还原气氛下易导致施工体开裂甚至崩塌现象(图1，图2)。
可以说耐火材料对还原性气氛的适应性即抗CO气体侵蚀性能的好坏直接决定了耐火材料的使用寿命。
图1普通耐火材料经过抗CO实验后开裂现象
图2普通耐火材料经过抗CO实验后崩塌现象
除了必须具备优良的抗CO气体侵蚀性能，直接还原铁用耐火材料在使用过程中还应具备以下性能：
1)高强度：以保证浇注料能经受炉壳的弯曲。
2)高耐磨性：以保证耐火材料能抵抗物料在上面移动时的磨蚀作用。
3)高的化学稳定性：以保证材料能抵抗由铁矿、脱硫剂和媒组成的炉料接触时形成的液体的作用。
4)高的耐热震稳定性：以保证耐火材料在温度发生冷热变化时不被破坏。
3.还原气氛下耐火材料的损毁机理
直接还原铁的基本原理是还原剂还原Fe203成金属Fe。
其用固体碳直接还原铁氧化物的反应通常以下式表示：
3Fe203+C＝2Fe304+CO
Fe304+C＝3FeO+CO
FeO+C＝Fe+CO
而实际上固体碳还原固体Fe203是固相与固相之间的反应，其接触面积很小，其反应速度是非常缓慢的。
用固体碳还原氧化铁的反应主要是通过CO的媒介作用进行还原的。
其反应由以下二个反应组合起来完成：
C+C02＝2C0……………(碳的气化反应)
FeO+CO＝Fe+C02……………(铁氧化物的还原反应)
早期研究结果表明：CO对耐火材料的侵蚀损坏是由于在耐火材料有碳沉积的结果。
碳是由2C0＝C+CO2反应生成的产物。
而且含铁化合物是这个反应的催化剂。
日本对经受CO气体侵蚀变质后的衬砖进行了电子显微镜观察，发现碳素呈丝状，在丝的端部有碳化铁触媒核。
这就是说碳素沉积的催化剂不是氧化铁或铁，而是由它们所生成的碳化铁。
图3抗CO侵蚀实验后碳素呈纤维状沉积
CO气体对耐火材料的侵蚀过程如下：
3Fe+2CO＝Fe3C+C02 (1)
2Fe3C+2CO＝2Fe2C+C02 (2)
3Fe2C＝2Fe3C+C(沉积) (3)
由(2)+(3)得出：2CO＝CO2+C(沉积)
据有关文献介绍，在500℃左右本反应有6cm3／mol的体积膨胀。
根据上述研究结果，可将耐火材料在CO气氛中损毁机理总结如下：首先是耐火材料中的Fe2O3在CO的作用下反应生成Fe，Fe与CO进一步反应生成Fe3C，在Fe3C的催化作用下发生2CO—CO2+C(沉积)的反应，纤维状的碳沉积在耐火材料的气孔，裂缝及缺陷中，由碳沉积带来的体积膨胀导致耐火材料的组织脆化，裂纹扩展，最终使得材料崩裂甚至粉化。
所以还原带用耐火浇注料必须具备一个重要特性是抗CO气体的侵蚀。
可以说浇注料抗CO气体侵蚀能力的优劣，直接决定了窑炉设备的使用寿命。
直接还原铁窑炉用的原材料必须选择高纯的刚玉莫来石等原料。
4.直接还原铁用耐火材料的制备
1)原材料的处理
首先选择人工合成刚玉莫来石原料，并对合格原料进行酸洗处理。
2)结合系统的选择
采用水硬性结合系统，并采用超微粉技术，采用水化结合与凝聚结合的符合结合方式，保证了材料在低温、中温和高温各个阶段的高强度。
3)外加剂的选用
选择合适的分散剂、减水剂、缓凝剂和膨胀剂保证材料的施工使用性能。
分别针对预热带与还原带研制了两个牌号的浇注料，指标见表1：
表1海绵铁回转窑用耐火材料指标
牌号
KRC-160
KPC-130 化学成分，% Al2O350-80 45-70
体积密度，g/cm3 2.4-2.8 2.2-2.6 耐压强度，MPa 110℃×24h≥30 ≥30
应用部位还原带预热带由下图可见，两个牌号的浇注料经过抗CO侵蚀试验后试样均没有变化，均具有优良的抗CO气体侵蚀能力。
4.应用
1）天津钢管公司二条年产15万吨直接还原铁回转窑
自1996年天津钢管公司直接还原铁回转窑建窑至今，其直接还原铁回转窑用耐火材料一直由北京利尔高温材料股份有限公司独家供货。
使用寿命是每2-3年小修一次，每5年左右大修一次（图6，图7）。
使用寿命远远超过英国Davy公司12-18个月的使用寿命要求，产品不仅得到了成功的应用，并获得了英国陶瓷研究协会的肯定。
图6天津钢管公司海绵铁回转窑图7经过三年多的使用材料磨损很少，可继续使用2）北京威克冶金有限公司年产6.2万吨一步法直接还原铁回转窑
图4 KPC-130浇注料抗CO侵蚀试验图5 KRC-160浇注料抗CO侵蚀试验
北京威克冶金材料有限公司直接还原铁回转窑衬用耐火材料原来使用河南巩义某厂的耐火材料，寿命只有3-4个月，采用北京利尔高温材料股份有限公司材料后，三年来使用情况良好，还可继续使用。
图8 北京威克冶金材料有限公司直接还原铁回转窑挡坝
3）深圳龙岗及惠州垃圾焚烧炉
以KPC-130和KRC-160两种浇注料为基础研制的FLC-120和FLC-130浇注料应用于深圳龙岗垃圾焚烧炉和惠州垃圾焚烧炉（图9），并且全部耐火材料由北京利尔高温材料股份有限公司独家供货，材料抗CO侵蚀性和抗酸性气氛侵蚀性良好，平均使用寿命达5年以上。
图9惠洲垃圾焚烧炉
4）荣程联合钢铁公司年产100万吨直接还原铁转底炉
通过与荣钢和北京神雾公司多次技术交流，凭借良好的业绩和使用经验，荣钢年产100万吨直接还原铁转底炉所用全部浇注料及锚固砖由北京利尔高温材料股份有限公司独家供货。
6.结论
1）直接还原铁用耐火材料必须具备优良的抗CO气体侵蚀性能，耐火材料抗CO气体侵蚀性能的好坏直接决定了窑炉的使用寿命；
2）直接还原铁用耐火材料的损毁机理主要是耐火材料中的铁与CO反应引起碳沉积在耐火材料的气孔，裂缝及缺陷中，由碳沉积带来的体积膨胀导致耐火材料的组织脆化，
裂纹扩展，最终使得材料崩裂甚至粉化。
3）研制的系列直接还原铁用耐火材料具有优良的抗CO气体侵蚀性能，经过多年应用证明是直接还原铁用优良耐火材料。