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       通過(guò)在鋼鐵廠實(shí)地調(diào)研，對(duì)多個(gè)樣本進(jìn)行分析，研究冶金鋼鐵高溫、高壓工藝管道，特別是煉鐵高爐送風(fēng)管系中的隔熱材料普遍存有在高溫區(qū)域易焚化、脫落、使用壽命短、工藝管道外壁溫度高、漏風(fēng)等嚴(yán)重缺陷，這些缺陷制約著煉鐵裝備系統(tǒng)連續(xù)作業(yè)，致使煉鐵高爐休風(fēng)率不穩(wěn)定。究其原因，主要是由于隔熱材料在原料配比和施工工藝步驟方面均存在諸多不足與陳舊之處，導(dǎo)致目前所用隔熱材料的性能滿足不了現(xiàn)代日益發(fā)展的煉鐵高爐工藝技術(shù)要求。
       由于在高爐煉鐵生產(chǎn)上采取了精料及噴吹煤粉等措施，加上工藝水平的提高，保證了高爐的穩(wěn)定運(yùn)行，為高爐接受高風(fēng)溫奠定了基礎(chǔ)。
       冶金煉鐵裝備中，送風(fēng)支管在煉鐵工藝管道中，是將熱風(fēng)爐加熱的1250～1350℃的熱空氣送入高爐的主體裝置。根據(jù)我國(guó)對(duì)傳統(tǒng)送風(fēng)支管用耐火材料破壞機(jī)理的調(diào)查和研究結(jié)果分析可知，送風(fēng)支管耐火材料破壞主要集中在高風(fēng)溫區(qū)。因此，對(duì)高風(fēng)溫區(qū)用耐火材料除必須控制其化學(xué)指標(biāo)外，還要求耐火材料具有較高的荷重軟化點(diǎn)，優(yōu)越的高風(fēng)溫體積穩(wěn)定性，較強(qiáng)的耐化學(xué)侵蝕和耐氣流沖刷的能力。對(duì)采用高溫特性較好的優(yōu)質(zhì)高鋁、低蠕變的耐火材料，由于其具有容量大、價(jià)格低，對(duì)生產(chǎn)廠家而言其經(jīng)濟(jì)效益顯著，所以低蠕變高鋁質(zhì)耐火材料一時(shí)成為送風(fēng)支管耐火材料的首選產(chǎn)品和研發(fā)目標(biāo)。從理論上講，通過(guò)調(diào)整膨脹劑的配比、粒度等可以生產(chǎn)任何蠕變要求的耐火材料。然而，當(dāng)耐火材料生成莫來(lái)石的反應(yīng)結(jié)束時(shí)，其抵縮作用就隨之失效，抗蠕變能力大大降低。

       本項(xiàng)目在送風(fēng)系統(tǒng)用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)材料基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)科學(xué)配置對(duì)其進(jìn)行高抗裂低熱導(dǎo)節(jié)能陶瓷基復(fù)合材料制備和相關(guān)深加工產(chǎn)品的實(shí)施技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)高爐送風(fēng)系統(tǒng)工藝管道配置共性基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)化，使我國(guó)冶金煉鐵高溫工藝管道配管技術(shù)裝備達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，推進(jìn)高性能復(fù)合耐火材料的應(yīng)用和技術(shù)進(jìn)步，快速形成最具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的高性能隔熱新材料產(chǎn)業(yè)化。本項(xiàng)目研發(fā)的高抗裂低熱節(jié)能導(dǎo)陶瓷基復(fù)合材料如應(yīng)用于上千座高爐的工藝管道特別是送風(fēng)裝置系統(tǒng)中，所形成的需求量可達(dá)萬(wàn)噸以上，有望使高爐煉鐵行業(yè)節(jié)省的成本可以達(dá)到數(shù)百億元/年，同時(shí)可大幅度減少碳排放量和熱能損失。以實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)增效節(jié)支、資源再生以及“碳達(dá)峰、碳中和”的控制目標(biāo)。
       項(xiàng)目主要針對(duì)目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)普遍采用的冶金煉鐵裝置系統(tǒng)用隔熱陶瓷內(nèi)襯材料存在的易開裂、阻熱性差以及不耐熱風(fēng)沖刷等缺點(diǎn)，基于材料復(fù)合設(shè)計(jì)理念，系統(tǒng)開展了新型高抗裂低熱導(dǎo)節(jié)能陶瓷基復(fù)合材料的研發(fā)工作，項(xiàng)目以氧化鋁空心球、硅微粉等低導(dǎo)熱材料為主體，以耐火纖維為增強(qiáng)相，輔以高性能無(wú)機(jī)粘結(jié)劑及其他改性助劑，設(shè)計(jì)高抗裂低熱導(dǎo)復(fù)合陶瓷材料配方，并建立數(shù)字程控制備與48h內(nèi)高溫固化的工藝，獲得能夠耐1300℃與高溫?zé)犸L(fēng)沖刷且抗熱震性能優(yōu)良的復(fù)合陶瓷內(nèi)襯材料，導(dǎo)熱系數(shù)降低20%，12個(gè)月使用期限內(nèi)無(wú)徑向貫穿裂紋。

       項(xiàng)目主要完成單位為秦皇島北方管業(yè)有限公司，負(fù)責(zé)項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)及組織實(shí)施，主要針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)普遍采用的隔熱材料存在易開裂、阻熱性差以及不耐熱風(fēng)沖刷等缺點(diǎn)，基于材料復(fù)合設(shè)計(jì)理念，經(jīng)過(guò)科學(xué)配置對(duì)其進(jìn)行高抗裂低導(dǎo)熱陶瓷基復(fù)合材料制備和相關(guān)深加工產(chǎn)品的實(shí)施技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。主要貢獻(xiàn)：
       1、項(xiàng)目成果“高抗裂低熱導(dǎo)陶瓷基復(fù)合材料”不僅可以解決高溫管道系統(tǒng)柔性管件的熱防護(hù)問(wèn)題，還可以進(jìn)一步推廣應(yīng)用于其他需要熱防護(hù)的裝置上，顯著減少能源損失。
        2、實(shí)現(xiàn)高溫管道柔性管件系統(tǒng)用高性能陶瓷基復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化，為我國(guó)冶煉領(lǐng)域高溫工藝管道裝備和工藝管道配管技術(shù)高質(zhì)量發(fā)展的增效節(jié)支、節(jié)能環(huán)保以及綜合技術(shù)水平提升做出重要貢獻(xiàn)。

        項(xiàng)目在充分考慮當(dāng)前煉鐵高爐耐火材料技術(shù)的基礎(chǔ)上，成果在大型鋼鐵冶金企業(yè)高爐中進(jìn)行了推廣應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。項(xiàng)目為首鋼京唐、張家港華盛等各大冶金鋼鐵企業(yè)提供配套運(yùn)用，至今產(chǎn)品運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，效果明顯，深受車間檢修和操作人員好評(píng)。

       發(fā)明專利《一種冶金隔熱耐火材料及制備方法》、發(fā)明專利《一種熱風(fēng)主管彎頭通用焊接工裝》、發(fā)明專利《一種高爐送風(fēng)系統(tǒng)管道部件壓力檢測(cè)機(jī)》、發(fā)明專利《一種高抗裂低導(dǎo)熱陶瓷基復(fù)合材料內(nèi)襯及制備方法》、實(shí)用新型專利《一種熱風(fēng)主管彎頭焊接的通用工裝》、實(shí)用新型專利《一種用于高爐送風(fēng)口設(shè)備噴煤系統(tǒng)的彈子閥》、實(shí)用新型專利《用于高爐煤氣管網(wǎng)眼鏡閥的波紋膨脹節(jié)安裝結(jié)構(gòu)》、實(shí)用新型專利《一種安全節(jié)能的高爐送風(fēng)裝置直吹管》。
       馬才政. 試論高爐送風(fēng)裝置的焊接工藝.中外企業(yè)家，2020，1000-8772.

2020年教育部技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)；

2021年上海產(chǎn)學(xué)研合作優(yōu)秀項(xiàng)目特等獎(jiǎng)。