随着连铸和炉外精炼技术的发展，炉外钢水精炼处理主要在钢包中进行。这要求钢包内衬用耐火材料具有易于施工的特点,可达到优良的冶金效果。镁钙系耐火材料能满足这些要求，对洁净钢的冶炼非常有利，但由于镁钙系耐火材料易水化的特点限制了其应用。本课题通过实验，研究开发出性能优质的镁钙系耐火材料，尤其是填补了1 900℃以上超高温阶段国内外对镁钙质耐火材料研究的空白。

介绍了双D窑用耐火材料情况及其在使用中发现的主要问题，并提出了改进措施。对连接通道耐火材料的品种进行更换，将特种镁砖更换成品质更好的高铝砖。改进后近4年半时间未发现耐火材料剥落现象，提高了双D窑的整体寿命。

玻璃纤维生产用生石灰质量及性能要求与冶金石灰等有较大差异，介绍了玻璃纤维用生石灰的原料成分、粒径及运输、存储等方面的要求及管控措施。

分析了目前国内石灰生产现状，阐述了粉石灰悬浮煅烧工艺的技术思路与技术优势。指出在悬浮状态下预热、分解、冷却，热交换效率高；碳酸钙粉状下分解反应速度快，分解程度高；悬浮煅烧炉温度均匀且可控，进一步提高了产品质量的稳定性。采用此工艺，各种粒径的石灰石均可磨制成粉作为原料，提高了优质资源的利用率。

采用了钢厂石灰筛下粉、破碎粉、除尘粉和悬浮粉等石灰生产线产生的副产物，通过理化性质分析，采用复配方式，制备出了合适LJS烧结烟气干法脱硫的吸收剂，并进行了TGA、BET和XRF等表征。结果表明：当采用钢厂403-104三期筛下粉复配10%悬浮粉，制备出的吸收剂Ca(OH)2≥60%、比表面积≥19m2·g-1、中位粒径D50≤45μm，而且通过XRF分析吸收剂中Fe2O3≤0.2%、Cl≤0.007%，不存在对设备腐蚀或结垢的风险，可取代普通消石灰应用于LJS烧结烟气干法脱硫，对石灰窑的清洁生产和降低脱硫运行成本具有重要意义。

从煤种技术性能、煤磨工艺、四通道燃烧器的原理、富氧燃烧的应用等几个方面，结合国内当前先进的技术，详细地论述了煤粉燃烧的工艺及影响因素，指出了煤粉燃烧在回转窑生产中的重要作用。

通过实验，提出一种收尘灰及碎石的化学处理方法，即酸解收尘灰或碎石，过滤掉不溶物，用沉淀法去除铁、铝、重金属等杂质元素，用碳化法得到高纯度、高白度的轻质碳酸钙。通过焙烧、消化还可以得到高纯度氧化钙、氢氧化钙，可应用于精细化工、环保、医药、电子行业等多行业所需的高纯系列产品。

由于施工方便和快速干燥的特性，无水泥浇注料在工程应用中得到越来越多的重视。硅溶胶作为一种非水泥结合剂广泛应用于铝质和铝硅质浇注料中。然而，由于镁砂的存在造成硅溶胶胶凝，限制了硅溶胶结合剂在含有镁砂原料的浇注料中的应用。镁砂一般作为硅溶胶结合浇注料的促凝剂加入，加入量为0.05%~0.3%。本文通过引入Z&S公司的添加剂，可以使浇注料中镁砂含量提高到1%、5%甚至更高，并不会造成硅溶胶的快速胶凝。本文还提出了一种干粉状磷酸盐添加剂作为无水泥尖晶石质浇注料的结合剂。重点研究了无水泥浇注料的力学性能和快速干燥能力。

用铝生产渣、铝回收渣和铝刻蚀沉渣制备铝-磷酸盐结合剂，再用铝-磷酸盐结合剂制备耐热多孔混凝土。将耐火黏土、刚玉产品废料和使用过的铝铬催化剂IM-2201作为骨料。这些是分散氧化铝和高铝工业废料，并不需要研磨的额外成本。检测了原料的基本性能。研制了以耐火黏土和刚玉产品废料为基础的耐热磷酸盐多孔混凝土，其工作温度为1 400~1 600℃。由于铝细粉与磷酸盐结合剂之间的放热反应而使多孔混凝土硬化。金属-磷酸盐结合剂的反应产生气孔。研究了硬化和热处理后磷酸盐结合剂的相组成。研究了多孔混凝土的主要耐热性能。发现制得的材料与纯铝-磷酸盐结合剂制备的多孔混凝土材料类似。

研究了一种含0~8%纳米二氧化钛（η-TiO2）的烧结氧化镁基质的力学性能。采用X射线衍射（XRD）和配备能谱仪（EDS）的扫描电子显微镜（SEM）分别对在1 500℃电炉中烧结4h的耐火材料试样的结晶相和微观结构特征进行表征。物理性能由密度和孔隙率来描述。通过常温耐压强度（CCS）试验评估其力学性能。结果发现，氧化镁基质中存在纳米二氧化钛可以诱导钛酸盐（Mg2TiO4 和CaTiO3）的形成，从而改善烧结过程。纳米二氧化钛也产生了晶间二次相结构的细晶粒子，这种粒子保留在边界处并发挥定位作用。添加5%纳米二氧化钛有助于达到物理和力学性能的最大增量。

对工业规模的并流蓄热式竖窑（PFR窑）内发生的瞬态过程进行固相（DEM）-流体相（CFD）模拟。通过DEM实现对窑炉中石灰岩床的移动、反应过程的数值模拟，并与描述间隙气相的三维CFD模拟相耦合。PFR窑由两个竖式窑膛和一个连接通道组成，两个窑膛大约每隔15min周期转换其功能。当其中一个窑膛在900°C以上煅烧石灰石时，另一个窑膛则以逆流的方式预热石灰石。该模型已用于模拟一个18m高的工业PFR窑，石灰石的实际颗粒尺寸范围为50~90mm，煅烧所需热量由甲烷燃烧提供，并采用两步机制进行模拟。模拟结果表明，在煅烧区域内温度分布基本均匀，但颗粒内温度梯度明显。煅烧程度取决于窑内的颗粒位置，并且朝向外部窑壁减小。比较测量和模拟的温度，发现可以通过模拟再现最大温度值以及由窑炉周期性操作中产生的温度波动，尤其是在工业实际生产的苛刻条件下难以用热电偶测量窑内温度时。

对多孔碳化硅的凝胶注模成型进行了初步研究。研究表明，采用碳化硅粉体悬浮液，以硅溶胶为分散剂，NH4Cl水溶液为引发剂，较为容易的制备出具有较高强度的微细多孔材料。

氧化铝和氧化硼在600～800℃之间形成硼酸铝（Al18B4O33和Al4B2O9）。这些材料具有耐火性能和耐腐蚀性能。本工作的目的是以氧化铝和硼酸为初始粉末，从Al2O3-B2O3体系中开发材料，研究关键的工艺变量，分析其微观结构和性能。研究了3种配方（B2O3分别为13%、19.5%和26%）。为了确定硼酸盐的形成，进行了差热分析和热重分析。然后，在高于形成温度的4种温度下，对单轴压制的圆盘状试样进行烧成。用浸入法对陶瓷的结构性能进行评价，并对烧结工艺进行分析。用X射线衍射法确定了硼酸盐的形成程度。最后，用扫描电镜对所开发的显微组织进行了表征，并对其径向压缩行为进行了评价。从Al2O3-B2O3体系中制备了一系列多孔（气孔率约50%）耐火材料。该工艺以Al18B4O33为主要结晶相。针状颗粒直径在0.2～1μm之间，纵横比高于20:1。因此，根据研究资料可知，硼酸铝陶瓷材料可用于结构、绝缘或过滤应用领域，只使用氧化铝和硼酸作为硼氧化物来源。