主要完成单位：武汉科技大学，宝山钢铁股份有限公司，武汉钢铁股份有限公司，濮阳濮耐高温材料（集团）股份有限公司，北京利尔高温材料股份有限公司，浙江自立股份有限公司，上海彭浦特种耐火材料厂

主要完成人：李楠，顾华志，柯昌明，汪宁，邹继新，牟济宁，赵继增，刘百宽，王周福，杭文明

获奖情况：2011年国家科技进步二等奖

一、         立项背景

所谓洁净钢，简单说就是杂质含量较少的钢。钢材的纯净度越高，其性能越高，使用寿命也越长。洁净钢广泛应用于汽车、家电、管线、食品工业以及海洋、轮胎用钢帘线、钢轨等多个领域，特别是飞机、火箭、航母等高精尖产品，也是洁净钢的高端用户。因此，洁净钢成为衡量一个国家的钢铁制造水平的一个重要标准之一。

“国家中长期科技发展规划”将“高效率、低成本洁净钢生产技术”列为优先发展主题。而耐火材料就是钢水冶炼过程中的炉衬材料，直接与钢水接触，冶炼过程中会与钢水发生反应，对钢水质量产生影响。若耐火材料选择或使用不当，将明显导致钢水增碳、增氧等不良后果。而若采用合适的耐火材料，不仅可以防止耐火材料对钢水的二次污染，而且还可以吸收钢水中的硫、磷等杂质，起到净化钢水的作用。从某种程度上讲，耐火材料产品质量的优劣，决定了洁净钢生产的成败。

在对钢材质量要求不高的情况下，人们追求的目标是耐火材料的长寿化与低消耗，对钢水与耐火材料的相互作用没有足够重视。八十年代以后，由于世界各国在国防、交通、石油及汽车等行业的发展与技术进步，对钢材性能的要求日益苛刻，我国也逐渐将洁净钢的研发、生产提上日程，解决耐火材料对钢水的污染成为洁净钢生产亟待攻克的难关。

二、项目简介:

传统含碳耐火材料会引起钢水增碳，成为高品质洁净钢的生产瓶颈。刚玉-方镁石-尖晶石复相材料成功问世，抗热震性好，抗渣侵蚀性强，从而解决了钢包内衬引起钢水增碳的难题。

解决了钢包钢水增碳的问题，由氧化物构成的中间包炉衬材料又面临着重新被污染的困境。CaO材料可以防止钢水污染，但其易水化一直是广泛推广应用的障碍。于是创造性地直接引入含钙矿物原料，经过烘烤、烧结，使中间包涂层材料中CaO的含量提高到50%以上，并很好地解决了水化问题。

2004年，世界耐火材料大集团维苏威公司出口的气幕挡墙耐火材料在武钢试用不理想。项目组采用数理模拟方法对不同配置的功能耐火材料元器件与钢水流场及其夹杂物运行轨迹的关系进行了大量研究。优化设计的气幕挡墙等功能耐火材料元器件在武钢60吨中间包二流条件下使用，与中间包炉衬材料寿命同步，并使钢中总氧含量降低14.8%，同等条件下比维苏威公司同类产品的性能提高了一倍，为武钢汽车板钢的生产提供了有力条件。

项目组先后承担了国家自然科学基金“耐火材料与熔钢之间的反应及其对钢质量的影响”等项目2项、国家科技攻关计划“中间包耐火材料冶金综合技术”等项目3项，获得11项国家发明专利和3项实用新型专利，培养了博士、硕士29人，发表了103篇学术论文，出版了一部专著，研究成果及学术水平居国内领先地位，部分研究成果在国际上亦独树一帜。

项目成果13年来先后在宝钢、武钢等30余家大中型钢铁企业和濮阳濮耐、北京利尔等20余家耐火材料企业实施，产品市场占有率在80%左右，并出口到俄罗斯、乌克兰等国家，为我国耐火材料工业的技术进步和洁净钢的生产及钢材质量的提高做出了重大贡献。据近3年统计，仅8家耐火材料生产企业累计新增产值达14.73亿元，新增利税为4.2亿元。

三、项目负责人简介：

李楠，武汉科技大学教授，博士生导师，长期从事冶炼新技术用耐火材料、高技术陶瓷与耐火材料、新型耐火材料原料合成、材料结构与性能、水泥窑用耐火材料等方面的研究。目前承担国家自然科学基金项目“无间隙原子钢和耐火材料的相互作用及其与氧化物夹杂的关系”，以及湖北省教育厅、科技厅项目多项。横向项目多项。

 鉴定成果14项。其中获国家科技进步二，三等奖各一项。省，部级科技进步二等奖三项，三等奖三项。国际烧结科学学会特别奖一项。发表论文150余篇，三大索引摘录约50余篇。出版专著两本。

已培养硕士研究生30余人，博士研究生6人。目前在读硕士研究生10余人,在读博士生7人。