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7月13日上午第十八屆全國耐火材料青年學術報告會的主題報告分別由中鋼洛耐科技股份有限公司耿可明副總和武漢科技大學員文杰教授主持。
貴州華鑫新材料有限公司單峙霖總經理、中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司陳盧高工、Imerys-凱諾斯（中國)鋁酸鹽技術有限公司郜劍英技術總監、武漢科技大學王景然副教授、蘇州盛曼特新材料有限公司/寶武裝備智能科技有限公司張舉博士、武漢科技大學黃仲副教授、武漢科技大學劉正龍博士、江蘇晶鑫新材料股份有限公司呂戌生高工、中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司聞彪高工、北京金隅通達耐火技術有限公司池朋工程師和中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司顧強分別做了精彩的主題報告。
耿可明副總主持報告
員文杰教授主持報告
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高致密莫來石的性能及其在鋰電池匣缽中的應用
單峙霖
貴州華鑫新材料有限公司
莫來石作為一種在高溫服役條件下具備較高的強度、較低熱膨脹系數以及較低的導熱率的耐火原料而可被廣泛地運用于建材、鋼鐵、有色、新能源電池等領域。在新能源電池領域中，由于在服役過程中溫度會發生急劇變化、陽極材料的高侵蝕性等因素，使得對匣缽的品質提出了更高的要求，因此對耐火原料的質量的要求也進一步提高。
本報告中生產的高致密度莫來石具有體積密度高、氣孔率低、莫來石相高、柱狀晶體發育較好的特點，使得其高溫性能得到進一步改善。高致密度莫來石在匣缽中的引入能夠有效提高匣缽的使用壽命，有效緩解服役過程中匣缽內部的應力集中現象，同時高致密度的莫來石也能夠進一步加強抗陽極材料侵蝕性，減緩侵蝕反應的發生。對比不同品質的莫來石制成匣缽的使用壽命，常規莫來石制得的匣缽在二元鈷酸鋰的燒成過程中的使用壽命為15次，高致密莫來石制得的匣缽在鈷酸鋰的服役條件下使用壽命為18次。
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不同類型復合結構透氣磚在300噸鋼包的應用研究
陳盧
中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司
本報告介紹了復合結構透氣磚的性能特點，對比了芯板型、彌散型兩種復合結構透氣磚在300噸鋼包的應用效果。中鋼洛耐院生產的芯板型、彌散型復合結構透氣磚，以及日本某知名廠家生產的彌散型復合結構透氣磚均能滿足鋼廠使用壽命和吹通率，芯板型透氣磚平均每爐燒氧時間，略長于彌散型透氣磚。通過剖析用后殘磚，研究了不同廠家彌散磚制備工藝、微觀結構與服役性能之間的相關性：洛耐院生產的彌散磚優選等粒徑非球形板狀剛玉和白剛玉顆粒（≥80%），添加少量Al2O3微粉和Cr2O3微粉等，高溫燒成后非球形板狀剛玉和白剛玉顆粒之間相互咬合，形成三維立體網絡骨架，高溫強度高，抗沖刷磨損性優異，兼具優良的熱震穩定性和抗鋼渣侵蝕性；日本某廠生產的彌散磚采用等粒徑球形板狀剛玉顆粒，可實現最大顆粒基質比，頸部厚度較薄，因基質量小，抗侵蝕性能佳，且氣孔孔徑分布范圍較窄，避免大氣孔滲鋼堵塞氣道。
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鎂盾的應用實踐、理論探索與研究方向
郜劍英
Imerys-凱諾斯（中國)鋁酸鹽技術有限公司
鎂盾是一種Al2O3-MgO-CaO系合成材料，主要由鎂鋁尖晶石（72%）和鋁酸鈣相（28%）組成，顯微結構特征表現為微孔多孔、微晶尖晶石和鋁酸鈣相彌散分布。自2018年在市場上推廣以來，已經在含碳材料和不定形耐火材料中得到了廣泛而成功的應用。
在用后產品的大量顯微結構研究、理論計算和實驗模擬研究的基礎上，研究人員提出了鎂盾分別在含碳材料和無碳體系中的工作機理。在含碳材料中，鎂盾的主要工作機理為：（1）在原磚層，鎂盾吸附SiO2形成尖晶石和高粘度液相復合結構，使得顆粒具備了一定程度的"塑性"，從而可以緩減鎂碳磚內部應力；（2）在脫碳層，液相粘度降低，在毛細管里作用下滲入基質，起到封閉氣孔、阻塞氧擴散通道、阻止深入氧化的作用；（3）在與熔渣接觸面，微晶尖晶石迅速溶解，提高了熔渣粘度，在熱面形成保護層。在無碳剛玉-尖晶石（或鎂砂）澆注料和預制塊中，鎂盾的主要工作機理為：（1）通過鎂盾顆粒本身向澆注料中引入尺度可控的微孔；（2）同在含碳材料中一樣，鎂盾顆粒吸附SiO2使得顆粒具備了一定的"塑性"；（3）與基質中的氧化鋁反應生成環繞鎂盾顆粒的六鋁酸鈣環帶，這些都會起到緩減應力集中、鈍化裂紋擴展的作用，從而改善了抗熱震性能和抗剝落能力。另外，微晶尖晶石的引入會起到改善抗渣滲透和侵蝕的能力。
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鎂鋁尖晶石微粉性能及其在澆注料中應用研究
王景然
武漢科技大學
隨著潔凈鋼和優質鋼的需求不斷增加，爐外精煉技術迅速發展，爐外精煉工藝得到更多關注。爐外精煉工藝能否可靠和安全地運行，具有優良性能的鋼包澆注料發揮著至關重要的作用。剛玉-尖晶石澆注料具有良好的抗侵蝕性能，廣泛應用于鋼包中。新型優質剛玉-尖晶石澆注料除了具有一般澆注料所具有的整體性好、抗剝落等優點外，還具有熱震穩定性好，抗侵蝕性強等特點。90MA缺陷尖晶石微粉具有優異的反應活性和良好的抗侵蝕性能。90MA微粉中的細晶粒富鋁尖晶石對FeO、MnO等有較大的固溶度并形成尖晶石固溶體，產生體積膨脹，在界面處形成致密層；與渣中的CaO形成高熔點物相CA6；引起界面處熔渣成分變化，熔渣中SiO2相對含量增加，黏度增加；有效延緩及阻止熔渣對澆注料的侵蝕及滲透。隨著90MA微粉用量的增加，澆注料的抗渣滲透能力增強，抗高堿度渣滲透的能力提高。
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氧化鋁微粉在澆注料體系中應用細分化探索研究
張舉
蘇州盛曼特新材料有限公司
寶武裝備智能科技有限公司
針對不同澆注料工業應用性能需求的不同，緊密結合其工業應用關鍵性能參數，報告研究了不同氧化鋁微粉與澆注料體積穩定性、抗熱震性、抗沖刷性能、抗熔損性能以及抗侵蝕性能的影響，結果表明：氧化鋁微粉的原晶尺寸、粒度分布、堆積設計等可明顯地影響澆注料的體積穩定性與燒結狀態，進而影響澆注料抗沖刷、抗侵蝕、抗熔損、抗熱震性能。因此，針對澆注料工業應用性能的不同需要，合理將氧化鋁微粉在不同澆注料體系中進行細分化應用至關重要。
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堿性耐火材料超疏水表/界面的構筑及其抗水化性能研究
黃仲
武漢科技大學
堿性耐火材料不但耐火度高、抗堿性渣和高鐵渣侵蝕性強，而且一定程度上具有凈化鋼液的能力，對高品質鋼冶煉有著重要的意義；但該材料易水化的特性極大地限制了其應用前景。鑒于此，在材料表界面學及表面配位化學的指導下，本報告提出"構筑超疏水表/界面來解決耐火材料易水化問題"的新思路。通過表面微納米結構調控和疏水基團修飾實現堿性耐火材料表/界面的超疏水改性，實現其抗水化性能和高溫服役性能的協同優化。改性前堿性耐火材料（如輕燒MgO、鎂鈣砂及鎂鈣磚等）均表現為超親水性，而改性后其水接觸角均大于150°，表現出超疏水性質。抗水化測試結果表明堿性耐火材料的超疏水表/界面可大幅度提高其抗水化性能。其原因可歸因于：1）超疏水層的疏水基團可抑制耐火材料的本征吸濕（或回潮）能力；2）超疏水表/界面可抑制空氣中水汽向耐火材料內部的擴散。
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熔鹽改性制備C@SiC及其對Al2O3-SiC-C澆注料性能的影響
劉正龍
武漢科技大學
Al2O3-SiC-C質澆注料因具有抗爐渣侵蝕滲透性好、抗熱震性優等性能被廣泛應用于高爐出鐵溝系統。但隨著大中型高爐煉鐵技術發展，出鐵溝系統面臨鐵水溫度提高、出鐵通量大、流速增加等更為惡劣的服役工況。目前Al2O3-SiC-C質澆注料主要采用的碳原料包括球狀瀝青及改質瀝青、炭黑、鱗片石墨以及納米碳等，其中球狀瀝青因高溫分解產生有害物質的同時在材料內部殘留孔隙造成服役性能惡化，炭黑不易分散、納米碳成本高無法滿足生產需求。針對以上問題，為確保碳原料在高溫服役環境下有效發揮其特性并改善材料的抗沖刷侵蝕性能，本報告以石墨為基體材料，通過構建熔鹽液相環境促進反應物溶解快速傳質的同時熔鹽介質貫穿于石墨表面促進了低維納米SiC晶須的原位生成，形成的均勻涂層有效提升石墨的水潤濕性、抗氧化性以及表面結合性。結合SiC改性石墨與Al2O3-SiC-C澆注料優異的相容性，獲得了具有優異力學性能、抗氧化性能及抗渣侵蝕性能的低碳鐵溝澆注料。通過表面改性等功能化技術，實現了鐵溝澆注料高溫性能與抗沖刷侵蝕性能最優化調控，有效解決了大型高爐高通量鐵水沖刷下澆注料沖刷氧化剝落及熱震損毀問題，推動含碳澆注料長壽化發展。
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分散劑對豎窯內襯性能的影響研究
呂戌生
江蘇晶鑫新材料股份有限公司
報告介紹了高溫豎窯作為燒結剛玉生產的主要熱工設備，其內襯材料的性能直接決定了豎窯的壽命、剛玉的品質和產量。報告從豎窯內襯材料各區域的特點出發，研究了減水劑對剛玉尖晶石澆注料性能的影響。
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氮化物結合碳化硅陶瓷升液管的研制
聞彪
中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司
報告以碳化硅、單質硅粉為主要原料，二氧化硅微粉、氧化鋁微粉為添加劑，采用等靜壓成型工藝，制備了氮化物結合碳化硅材質陶瓷升液管。研究了成型壓力、顆粒級配和添加劑對氮化物結合碳化硅材料使用性能的影響，并采用優化后的氮化物結合碳化硅材料與石英管復合為升液管產品，取得良好的測試效果。
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特種高耐磨磚工藝及性能研究
池朋
北京金隅通達耐火技術有限公司
報告介紹了一種特種高耐磨磚，以剛玉、碳化硅、金屬硅等作為主要原料制備而成。通過對特種高耐磨磚微觀結構、物相組成分析基礎上，與市場窯口磚在理化指標，抗堿侵蝕對比試驗，水泥窯使用效果等分析材料的綜合性能。結果表明：通過采用高純原料體系，強化基質，塑性相增韌等舉措改進后，使特種高耐磨磚具有低氣孔率，高荷重軟化溫度，高耐磨，高抗侵蝕等綜合優點。特種高耐磨磚可適用水泥窯窯口苛刻工藝環境，具有良好的使用性能和使用壽命。
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高品質鋼連鑄水口渣線侵蝕機理與調控分析
顧強
中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司
針對目前連鑄浸入式水口渣線部位耐材的侵蝕造成水口服役失效與連鑄生產效率無法提升的難題，詳細分析了水口渣線耐材侵蝕的原因與機理。同時，在目前常規的解決方法只能部分緩解水口渣線耐材侵蝕的背景下，提出了利用外加電場進行定向電化學反應調控的方法，期望其成為一種可從根本上解決水口渣線侵蝕的新手段。