镁钙系耐火材料具有高耐火度、高耐碱性腐蚀、耐磨性好、良好的热机械强度等独特性能,是钢铁、石灰、水泥等工业中最常用的碱性耐火材料之一。通常镁钙系耐火材料含有20-50%的CaO。尽管CaO的存在可以吸收钢液中的S、P等杂质,然而CaO极易与环境中的水分发生自发反应形成膨胀相Ca(OH)2,造成镁钙系耐火材料开裂和粉化,进而导致镁钙系耐火材料制品的损坏。不烧镁钙系耐火材料的机械强度取决于结合剂的结合能力,若结合能力较低,在搬运、运输时由于摩擦和碰撞会导致砖坯的损坏。为了提高不烧镁钙系耐火材料的早期强度、抗水化性能及使用过程中的高温烧结性能。本文以无水酚醛树脂为结合剂,二茂铁为催化剂,研究原位合成有机网架结构对试样的常温性能、高温性能和显微结构的影响。实验结果表明:(1)在200℃还原气氛中干燥处理后试样的性能随着二茂铁含量的增加呈现出规律性变化。其中体积密度、常温耐压强度、抗水化性、荷重软化温度、压蠕变性、抗渣性随二茂铁含量的增加呈先增加后降低的趋势,显气孔率随二茂铁含量的增加呈先降低后增加的趋势。原位生成有机网架结构的形貌与二茂铁含量(0%、0.5%、1%、1.5%)有直接关系,当二茂铁含量为1%时原位合成有机网架结构最为均匀完整,在常温性能检测和高温性能检测中1%二茂铁含量试样的性能均表现突出,其中体积密度为2.88 g/cm3,显气孔率为6.32%,常温耐压强度为121.59 MPa,抗水化时长高达450 h,1650℃荷重软化形变率1.23%,1500℃压蠕变50 h形变率0.22%以及抗渣性检测结果均表现最佳。(2)当二茂铁加入量为1%时,试样在600-1200℃温度热处理后常温性能表现为先降低后上升的趋势。通过SEM、EDS和XRD显微结构和物相分析600-1200℃温度内热处理后的各试样,发现600℃时原位合成的有机网架结构开始逐渐碳化形成具有规则状的晶体碳。(3)当二茂铁加入量为1%时,对比不同气氛下1650℃烧结后试样的物理性能,发现还原气氛下不烧镁钙系耐火材料的常温性能和高温性能相对于氧化气氛表现较好,而且二茂铁的引入可以提高不烧镁钙系耐火材料的烧结性能。通过XRD的分析可以证明二茂铁的引入在1650℃还原气氛下烧结时最终产物有CaFe2O5的生成以及有部分C的残留。