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。
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炼铁用耐火材料
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3. 高炉出铁场用耐火材料
炼铁用耐火材料
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炼铁用耐火材料
渣铁分离
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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”。
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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
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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。
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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。