铝锆碳质耐火材料广泛应用于钢铁冶炼行业,目前国内外使用氧化锆原料都存在制备能耗大、生产成本、高环境污染的突出问题。本论文研究锆英石在添加剂作用下的碳热还原物相行为,利用碳热还原产物作为氧化锆系原料制备铝锆碳质耐火材料。论文取得如下研究成果。论文研究了锆英石在不同温度、不同添加剂、不同添加剂添加量下碳热还原物相行为和显微形貌。研究发现,CaCO₃、Y₂O₃、MgO都有促进锆英石碳热还原、降低反应温度的作用,CaCO₃的作用大于Y₂O₃和MgO。CaCO₃、Y₂O₃、MgO都有稳定ZrO₂的作用,Y₂O₃稳定ZrO₂的能力最强。优化了三种添加剂条件下的工艺参数,制备了CaSZ和YSZ粉体。分别以0wt%、5wt%、10wt%、15wt%、20wt%的CaSZ和YSZ粉体添加量制备Al₂O₃-CaSZ-C和Al₂O₃-YSZ-C质耐火材料。研究发现,随着CaSZ粉体添加量的增加,Al₂O₃-CaSZ-C质耐火材料的抗折强度、抗热震性能、抗钢渣侵蚀性能都有提高,选择添加10wt%为CaSZ粉体最优添加量,制得试样抗折强度为10.90Mpa,强度保持率为82.51%;随着YSZ粉体添加量的增加,Al₂O₃-YSZ-C质耐火材料抗折强度没有明显的变化趋势,抗热震性能和抗钢渣侵蚀性能都有提高,选择添加10wt%为YSZ粉体最优添加量,制得试样的抗折强度为8.70Mpa,强度保持率为81.70%。Al₂O₃-CaSZ-C质耐火材料的抗折性能要优于Al₂O₃-YSZ-C质耐火材料,抗热震性能和抗钢渣侵蚀性能两者相当。分别以5wt%、10wt%、15wt%、20wt%的MgO-ZrSiO₄-C粉体添加量一步热处理法制备了Al₂O₃-MgSZ-C质耐火材料。MgO-ZrSiO₄-C粉体按之前优化的工艺参数配比。研究发现,随着MgO-ZrSiO₄-C粉体添加量的增加,Al₂O₃-MgSZ-C质耐火材料抗折强度没有明显的变化趋势,抗热震性能和抗钢渣侵蚀性能都有提高,其抗折性能和抗钢渣侵蚀性能优于Al₂O₃-CaSZ-C和Al₂O₃-YSZ-C质耐火材料,但抗热震性较差。选择添加20wt%为MgO-ZrSiO₄-C粉体最优添加量,制得试样的抗折强度为38.96Mpa,强度保持率为14.97%。