氫基豎爐直接還原工藝使用富氫或全氫還原氣體作為還原劑，在鐵礦石達到軟化溫度前將鐵礦石直接還原成固態海綿鐵，工藝能耗低、減碳能力強，在氫冶 金主要技術路線中發展前景廣闊。隨著氫基豎爐直接還原工藝的發展，爐內氣氛 中氫氣含量逐漸增多，最終將走向純氫。相對于一氧化碳而言，氫氣的還原性更高，滲透性更強，熱傳導更大，因此對于氫基豎爐用耐火材料的性能也提出了新的要求。

爐襯耐火材料應具備更高的化學穩定性和體積溫度性，此外，對于耐火材料的熱導率、強度、以及抗熱震性能等方面也有一定的要求。 鋁硅系耐火材料的性能特點基本符合氫基豎爐的實際工作環境需求，因而具備作為氫基豎爐爐襯用耐火材料的潛力。但是，對于其在還原氣氛下的服役性能、化學及結構穩定性影響因素和侵蝕機理等方面的研究尚未完善。因此，本文以鋁硅系耐火澆注料為研究對象，首先，對其典型組分進行還原氣氛下的熱力學模擬； 其次，通過還原氣氛模擬試驗研究其服役性能的變化；最后，改變還原條件，探 究不同因素對于耐火材料服役性能的影響。主要得到以下結論：

（1）在 H2/CO 還原氣氛下，鋁硅系耐火材料的各主要成分抗還原性能及熱穩定性強弱的排序為：MgO>CaO>Al2O3≈CA6>A3S2≈SiO2>TiO2>Fe2O3。而在 H2/CO混合氣氛條件下，Al2O3、MgO、CaO 和 CA6等組分幾乎不會被還原，而 A3S2、SiO2、TiO2、Fe2O3等組分則較為容易被還原。

（2）經過 900℃純氫常壓還原 100h 后，四種試樣的性能下降程度從大到小依 次為礬土、莫來石、剛玉莫來石和剛玉。剛玉試樣的質量損失在 0.05%以內，強度 衰減率不足 5%，三種含莫來石成分的試樣常溫強度下降明顯，均達到 10%以上， 鋁硅系澆注料中的 Al2O3與 SiO2含量的比值越高、Fe2O3的含量越低，抗還原氣體 侵蝕的性能越好。

（3）由于碳沉積的影響，相比于純氫氣氛，H2/CO 混合氣氛對于鋁硅系澆注 料的還原侵蝕更為嚴重，含莫來石成分試樣的常溫強度衰減率由純氫氣氛下的不 足 10%提高到了 20%以上。

（4）隨著還原壓力的升高，含莫來石成分試樣的常溫強度衰減率由常壓下還 原后的 10%左右提高到了高壓還原后的 25%以上；且隨著保溫時間的延長，保溫150h 后試樣的強度衰減率可達到保溫 50h 后的兩倍甚至三倍以上，分材料來看， 時間延長對于礬土試樣的影響明顯更大。