氢基竖炉直接还原工艺使用富氢或全氢还原气体作为还原剂，在铁矿石达到软化温度前将铁矿石直接还原成固态海绵铁，工艺能耗低、减碳能力强，在氢冶 金主要技术路线中发展前景广阔。随着氢基竖炉直接还原工艺的发展，炉内气氛 中氢气含量逐渐增多，最终将走向纯氢。相对于一氧化碳而言，氢气的还原性更高，渗透性更强，热传导更大，因此对于氢基竖炉用耐火材料的性能也提出了新的要求。
炉衬耐火材料应具备更高的化学稳定性和体积温度性，此外，对于耐火材料的热导率、强度、以及抗热震性能等方面也有一定的要求。 铝硅系耐火材料的性能特点基本符合氢基竖炉的实际工作环境需求，因而具备作为氢基竖炉炉衬用耐火材料的潜力。但是，对于其在还原气氛下的服役性能、化学及结构稳定性影响因素和侵蚀机理等方面的研究尚未完善。因此，本文以铝硅系耐火浇注料为研究对象，首先，对其典型组分进行还原气氛下的热力学模拟； 其次，通过还原气氛模拟试验研究其服役性能的变化；最后，改变还原条件，探 究不同因素对于耐火材料服役性能的影响。主要得到以下结论：
（1）在 H2/CO 还原气氛下，铝硅系耐火材料的各主要成分抗还原性能及热稳定性强弱的排序为：MgO>CaO>Al2O3≈CA6>A3S2≈SiO2>TiO2>Fe2O3。而在 H2/CO混合气氛条件下，Al2O3、MgO、CaO 和 CA6等组分几乎不会被还原，而 A3S2、SiO2、TiO2、Fe2O3等组分则较为容易被还原。
（2）经过 900℃纯氢常压还原 100h 后，四种试样的性能下降程度从大到小依 次为矾土、莫来石、刚玉莫来石和刚玉。刚玉试样的质量损失在 0.05%以内，强度 衰减率不足 5%，三种含莫来石成分的试样常温强度下降明显，均达到 10%以上， 铝硅系浇注料中的 Al2O3与 SiO2含量的比值越高、Fe2O3的含量越低，抗还原气体 侵蚀的性能越好。
（3）由于碳沉积的影响，相比于纯氢气氛，H2/CO 混合气氛对于铝硅系浇注 料的还原侵蚀更为严重，含莫来石成分试样的常温强度衰减率由纯氢气氛下的不 足 10%提高到了 20%以上。
（4）随着还原压力的升高，含莫来石成分试样的常温强度衰减率由常压下还 原后的 10%左右提高到了高压还原后的 25%以上；且随着保温时间的延长，保温150h 后试样的强度衰减率可达到保温 50h 后的两倍甚至三倍以上，分材料来看， 时间延长对于矾土试样的影响明显更大。