毕业设计（论文）模板(1)

洛阳理工学院毕业设计（论文）

废旧耐火材料的循环再生利用

摘 要

大部分废旧耐火材料未被进一步应用 ,只有一小部分用于制造新的耐火制品的原料。废旧耐火材料被抛弃，这不仅仅是自然资源的浪费，而且也给环境造成危害。废旧耐火材料给环境造成的危害包括：粉尘 、结晶石英粉尘引起的炭疽硅的致癌性；耐火纤维和石棉的致癌性；沥青和焦油热分解的挥发物的污染。众所周知，废旧耐火材料可以通过再加工制成昂贵的原料,就是说作为工业性二次资源加以利用。不仅要考虑到矿物资源 、能源的节约以及如何减少环境污染。而且还要考虑耐火材料及钢铁生产消耗的降低，并且随着人类环保意识的增强，以及对高温行业用后的废旧耐火材料资源浪费的重视，废旧耐火材料的再生利用已成为高温工业一项迫切需要解决的问题。

世界各国都已经充分认识到了用后耐火材料是廉价的再生资源，能显著提高企业的经济效益和社会效益，而且用后耐火材料的再生利用也是对环保的贡献 。因此，在不久的将来，以用后耐火材料为原料生产的高附加值的优质再生产品会迅速发展，用后耐火材料的再利用率会迅速提高，并有向零排放发展的趋势。

笔者对不同来源的废旧耐火材料进行分析，并通过国内外大量文献的对比，结合我国实际情况对废弃耐火材料的循环再生利用方向进行了探讨。

关键词：废旧耐火材料 ，循环再生利用 ，环境保护与节约 ，发展与趋势。

I

洛阳理工学院毕业设计（论文）

The recycling waste refractory materials

ABSTRACT

Most waste refractory materials are not further applications, only a small part of refractory products used in the manufacture of new materials. Waste refractory abandoned, this is not a waste of natural resources, but also to cause harm to the environment. Refractory to waste pollution caused by the dust, including: the dust of quartz crystal silicon carcinogenicity anthrax, Refractory fiber and the carcinogenicity of asbestos, The tar pitch and thermal pollution of volatile. As is known to all, waste refractory materials can be made by reprocessing that as raw materials, expensive secondary resources use in industrial. Not only should consider mineral resources, energy saving and how to reduce the pollution of the environment, but also consider refractory material and steel production, reduce the consumption of shaw and with the human consciousness of environmental protection, and the enhancement of the waste heat industry after use refractory resources waste, the recycling of waste refractory heat industry has become an urgent problem to be solved.

All countries in the world has been fully realized after use refractory is cheap renewable resources, can significantly improve the economic benefit and social benefit, and after using recycled refractory materials for environmental protection. Therefore, in the near future, with refractory raw materials for production after the high value-added products of high quality and rapid development will regenerate after use of refractory material utilization ratio, and there will be increased rapidly to the development trend of zero emission.

The author to different sources of waste refractory materials at home and abroad are analyzed, and through a comparison of literature, combining the actual situation in our country of refractory recycling utilization direction were discussed

KEY WORDS: waste refractory materials, recycling utilization, environmental protection and saving, development and trends

II

洛阳理工学院毕业设计（论文）

目 录

前 言——废旧耐火材料对社会生活的危害

第1章——废旧耐火材料在钢铁工业中的循环利用和发展趋势

1.1——国外废旧耐火材料在钢铁工业中的状况与前景 1.2——国内废旧耐火材料在钢铁工业中的状况与前景

第2章——废旧耐火材料在玻璃工业中的再生利用与发展趋势 第3章——废旧耐火材料在水泥工业中的再生利用与发展趋势 第4章——电解铝工业中的废旧耐火材料的再生利用与发展趋势 结 论——废旧耐火材料的循环再生利用的重要意义 谢 词 参考文献 附 录

III

洛阳理工学院毕业设计（论文）

前 言

钢铁、玻璃、水泥等高温产业及各类冶金和非冶金工业窑炉都毫不例外地要消耗大量的耐火材料，这势必会产生大量废弃耐火材料；另外，耐火材料生产企业在生产耐火材料制品的过程中也会产生大量废品和耐火材料废料。据统计，仅我国年废弃耐火材料就在30万吨以上。这些被作为垃圾的废弃耐火材料不但数量巨大，而且极难处理，除了极少数可以返回生产线再利用外，大部分废弃耐火材料的典型处理方式就是掩埋或降级使用。这样，不但企业需要买地堆积或掩埋这些日益增多的废料，增加了生产成本，也造成了可用资源的极大浪费和环境的严重污染。具体来讲，废弃耐火材料的危害主要表现在以下几个方面:

(1)占用大量土地。面对数量巨大的废弃耐火材料，目前尚无很好的解决方法，废弃耐火材料大多堆积于厂区内外、城市郊区公路、河流附近，占用了大量的空地存放，浪费耕地，成为城市的一大公害。

(2)污染生态环境。大量的废弃耐火材料如果不能得到回收利用，将成为新的垃圾源，对城郊造成二次污染。废弃耐火材料中的一些物质在空气中暴露后会产生一些有害的物质并污染生态环境；这些废弃耐火材料有的填塘填湖，造成蓄水排涝能力下降，引发新的环境公害。

(3)危害人类健康。有些废弃耐火材料中存在着有损人类健康的元素，例如Cr(致癌物)和耐火陶瓷纤维(可导致肺癌、皮肤病)等；有些在处理过程中会产生SiO(会导致矽肺病)；拆卸使用过的含碳制品可能产生较大的

2

灰尘，这都不利于人的健康。

(4)造成资源浪费。除了处理这些废弃耐火材料需要耗费巨大的人力物力外，废弃耐火材料如果得不到回收利用，许多可回收利用成分将白白丢弃，造成了大量宝贵原材料的浪费。

随着高温工业的发展，废弃耐火材料的危害愈来愈严重，因此，每两年召开一次的联合国际耐火材料学术会议自1989年首次召开以来，每次都把“耐火材料的回收利用及新进展”作为会议的主要议题之一。在2005年耐火材料行业可持续发展战略研讨会上，李楠教授亦指出：要确立我国

1

洛阳理工学院毕业设计（论文）

耐火材料强国的地位以及技术上的领先水平，必须在今后的耐火材料科研工作中实现可持续发展的战略目标，即实现资源与能源的最有效利用，抓好耐火材料的回收利用，减少与防止对环境的污染。可见，对废弃耐火材料进行再生利用是一项迫切需要解决的课题。这里通过国内外大量文献的对比分析，结合我国实际对废弃耐火材料再生利用的方向等进行了探讨。

2

洛阳理工学院毕业设计（论文）

第1章废旧耐火材料在钢铁工业中的循环利用和发展趋势

1.1 国外废旧耐火材料在钢铁工业中的状况与前景

国外许多国家，尤其是发达国家，对废弃耐火材料的再生利用非常重视并且发展很快，耐火材料的再利用率一般都比较高，有的公司与大学以及研究机构合作对废弃耐火材料的再利用进行了深入研究。有的地方还建立了专门回收和再加工用后耐火材料的公司，用后耐火材料正在向全部被利用的方向发展，有的企业也在向耐火材料零排放的方向发展。

如美国政府和公司联合制定了发展计划，来延长耐火材料的使用寿命和回收利用废弃耐火材料。政府的支持，生产企业、用户和研究机构之间的合作，加强了对用后耐火材料再利用的研究。

美国的钢厂每年产生约100万吨废弃耐火材料，以前几乎全部被填埋，仅少量回收。随着1998年美国能源部、工业技术部和钢铁生产者延长耐火材料的使用寿命和回收利用废弃耐火材料计划的制定，用后耐火材料的利用率显著升高，回收耐火材料的应用范围是脱硫剂、炉渣改质剂(造渣剂)、溅渣护炉添加剂、铝酸钙水泥的原料、耐火混凝土骨料、铺路料、陶瓷原料、玻璃工业用原料、屋顶建筑用粒状材料、磨料和土壤改质剂，或制造成原材质耐火产品等。美国密西里州还开发了将二次使用过的白云石耐火材料作为土壤调节剂，废高铝料用作耐火浇注料骨料等新技术，并通过采用这些技术，大幅度减少了掩埋废弃耐火材料的数量。

同时日本、法国、意大利、伊朗等国家在耐火材料的再生利用方面都有不错的进展。

日本废弃耐火材料再生利用率也比较高，已达91.4%。鹿岛钢铁厂每月约产生900吨废旧耐火材料，其中60%被成功回收利用。回收的耐火材料可用作钢包和电炉的助炉剂、滑板的修补料、浇注料和捣打料，其中使用浇注料复原法和圆环镶嵌法可使修复后的滑板的使用寿命和新滑板一样；出铁沟浇注料已有50%得到回收，主要用作出铁沟不定形耐火材料的骨料；用后镁铬砖可作偏心底出钢口的填料，其开浇率大于98%。另一家钢厂在MgO-C砖中加入超过30%的废MgO-C砖，在A1O-尖晶石浇注料

2

3

中添加超过20%的回收A1O-尖晶石骨料，其抗侵蚀性和原产品非常接近；

2

3

3

洛阳理工学院毕业设计（论文）

连铸水口也可回收，利用一种特殊的水泥结合剂将2个废水口重新制造一个新水口，它的强度甚至比原来的产品更高。意大利某公司开发出一种回收利用各式炉子、中间包、铸锭模以及钢包内衬耐火材料的方法，将所回收的耐火材料直接喷吹入炉膛以保护炉壁。德国成功地将转炉用后MgO-C砖内衬用于生产钢包和转炉永久衬。韩国浦项钢铁公司统一把用后耐火材料进行回收，经挑选和破碎后用作耐火材料原料、溅渣护炉料等冶金辅料和铺路料等，虽然没有提升附加值，但是绝大部分得到了回收利用。伊朗利用废弃镁铬砖作骨料，制备了用作浇铸轮生产和出钢槽用耐火材料，减少了环境污染且获得一定的经济效益。

文献[7-8]对滑动水口废弃A1O-C质耐火材料进行了再利用研究，将

2

3

其粉碎后(<5mm)添加到A1O-SiC质浇注料中，在预处理铁水包上进行了

2

3

试验，虽然蚀损速度比原浇注料稍有增大，但耐用性与原来渣线用耐火材料相同，且不会增加耐火材料成本。文献[9]对AOD炉用后镁铬砖进行处理，制得了再循环利用原料，用其生产的镁铬砖性能与没使用再循环原料的原镁铬砖接近。

1.2 国内废旧耐火材料在钢铁工业中的状况与前景

近几年，随着环保政策的贯彻实施，耐火材料市场竞争的加剧，用后耐火材料的再利用逐步受到重视。有些企业已在不同程度上利用用后耐火材料。据了解，有的钢厂把用后镁碳砖再贴补到转炉和电炉衬上，以降低耐火材料的消耗；有的将用后镁碳砖加工成颗粒作为电炉填充料；特别是有的耐火厂生产镁碳砖和铝碳砖时，加少量用后的镁碳砖和连铸铝碳材料以降低成本。这种粗糙的利用，不但降低了产品的性能和使用效果，没有发挥那部分用后耐火材料应有的作用，并且仍有更大部分的用后耐火材料被废弃。但是，玻璃窑用AZS砖多数被耐火厂回收，有的做成各种散装耐火材料，有的作为滑板的原料，经济效益和社会效益都比较显著。总之，国内对用后耐火材料的再利用率很低，即使利用的部分，也是以降低产品质量为代价的。因此，社会效益也很低。

国内对废弃耐火材料的再生利用大多都处于试验阶段，再生利用率较低。作为我国钢铁界的龙头上海宝钢在废弃耐火材料再生利用方面走在前

4

洛阳理工学院毕业设计（论文）

列，该公司每年约产生废弃耐火材料100万吨，其中相当一部分得到再生利用，如用后滑板作为中间包冲击板使用，有些炉衬砖在拆除后用作新炉子的永久衬砖使用，将用后硅质耐火材料用作玻璃生产的原料等。该公司的田守信[1，10]利用废弃耐火材料研制了再生镁碳砖、再生镁碳质浇注料、再生镁铬砖和再生ASC质耐火材料等再生耐火材料。经检测，这些产品的性能能够接近甚至超过原产品的水平。其中利用80%以上的用后镁碳砖料生产出来的再生镁碳砖，其性能接近于镁碳砖黑色冶金行业标准的A级水平(结果见表1-1)，显著优于日本再生镁碳砖的水平。表1-2给出了宝钢用后耐火材料再生利用分类表。

表1-1宝钢再生镁碳砖的性能

再生砖种类 废砖 MgO C 耐压强度 /MPa 显气孔率 性 能 /% 体积密度/ ( g·cm) 高温抗折强度 /MPa

表1-2 宝钢用后耐火材料再生利用分类表

5

宝钢研制砖 1# > 80 78.31 11.1 45 宝钢研制砖 2# > 90 77 13 41 日本研制砖 90 81 13.1 50 配比 (w) /% 3 4 5.1 2.93 3.00 2.83 12 14 — 洛阳理工学院毕业设计（论文）

类别 主成分 年总量 /万t 1.2 1.5 0.5 处理计划再生目标 转炉喷补再生原料 再生原料建材回填 再生原料 用后耐火材料来源 炼钢 各类窑炉 炼钢、石灰窑 TPC、铁沟、炼钢 炼钢、石灰 炼钢 各类窑炉 镁碳质 硅酸铝质 镁铝质 铝碳化 硅碳质 镁铬质 含锆质 其他 合 计

MgO-C A12O3-SiO2 MgO-A12O3 A12O3-SiC-C 1.2 MgO-Cr2O3 0.3 Al2O3-C-ZrO2 0.1 0.7 5.5 直接再用再生原料 电炉喷补再生原料 修补材、再生原料、加环修复 济钢将废弃耐火材料破碎后用于铁沟捣打料来部分代替其中的高铝矾土，取得了较为理想的效果，提高了铁沟料的使用性能，增加了通铁量，降低了铁沟料的成本，实现了炼钢用含碳耐火材料的回收利用，每年回收铝碳质耐火材料约734t。安钢将钢包用后铝镁浇注料(每年3000t)加工成颗粒料，按20%的比例添入制成新浇注料进行实际使用，全年平均使用寿命为97.3炉，比原来的还高出3炉。

台湾某钢厂的废弃耐火材料(每年约4万t)经拣选、分类、加工或其他特别处理后可以成为有价值的耐火材料原料，部分可成为冶金辅料如造渣剂、助熔剂等，回收利用率已达40%。郑海忠等[13]对废弃耐火材料再生利用的工艺流程进行了探讨，了文献[14]给出的废弃耐火材料处理的一般流程图1-1以及文献[15]给出的Valoref公司的废弃耐火材料回收加工处理流程图1-2，如下所示：

使用过的耐火材料 选料 粗破碎

6

洛阳理工学院毕业设计（论文）

选料 筛分 二次破碎

水处理、浮选处理

储存

图1-1 （2）

可回收料 破碎与处理

第一种与第二种料（工业）

再用的旧砖与制品（玻璃厂）非回收物（技术性堆放中心）干燥

废弃耐火材料处理的一般流程图收料分级 料堆第一次分级

分级

工厂应用 控制称重 控制称重 非回收料 二次使用过的砖 稳定化处理

颗粒料 （市政工程） 控制称重 控制称重

7

筛分

洛阳理工学院毕业设计（论文）

图1-2 Valoref公司的废弃耐火材料回收加工处理流程图 可见，图1-1所列是对某一种耐火材料的回收处理的一般流程图，而图1-2所列则可大规模地处理废弃耐火材料。在实际生产中还需视具体情况采取相应的方案，如处理流程中不同工序的取舍，取决于原料条件及对成品料纯度和粒度的要求。如果废料中存在有害废料，处理过程中必须将其富集，以减少所处理材料的数量，降低处理费用。此外，处理前必须始终保持废弃耐火材料在拆卸及运输过程中的干净。

8

洛阳理工学院毕业设计（论文）

第2章废旧耐火材料在玻璃工业中的再生利用与发展趋势

玻璃工业是废弃耐火材料产生较多的产业之一。为更好地回收利用玻璃产业的废弃耐火材料，近年来开始了广泛的研究与开发。如玻璃窑中电熔AZS砖一般使用一窑期后即被废弃，而实际上池壁上部的砖侵蚀较严重，但下部仍有可利用价值，如四川玻璃公司将熔化部池壁进行整体切割，再次利用在池壁有效部位，取得了成功；也可将废弃的AZS砖表面附着的玻璃除去，用淬冷的方法使砖产生裂纹，经破碎、粉磨、筛选后得到不同粒级的骨料和细粉，用以生产廉价的高性能浇注料。

欧洲玻璃工业在砌筑使用寿命为5～8年的窑炉上每年要使用10多万吨耐火材料，这些窑炉在拆除后会产生数千吨的废弃耐火材料，其中大部分送到技术性堆放中心或专有堆放场上。维苏威玻璃集团(VGG)公司为减少环境污染，多年来一直在窑役结束就对没有被污染的硅砖进行回收。硅砖是从玻璃窑的熔化池顶部或蓄热室拆下来的，碳酸钠、硫和其他废气组分会侵入硅砖内而改变其物理性能，因此，在开始加工之前，必须先去掉污染最严重的部分(与烟气的接触面部分)。另外，为帮助用户降低送至垃圾填埋场的废弃耐火材料数量，VGG公司正与玻璃公司及窑炉拆除公司开展合作，确定了废弃物中污染物的接收标准，研制了用回收料制造的新产品。目前，该公司窑役结束后拆下的硅砖，有30%～35%可重新利用，制成另外两种硅砖，即工作池或蓄热室顶使用的硅砖和轻质隔热硅砖。此外，该公司正在对玻璃工业中其他一些可对硅砖进行二次应用的部位进行研究。法国Valoref公司专门从事耐火材料的回收利用已超过12年，尤其善于回收利用玻璃工业的废弃耐火材料，于1998年7月在法国的博莱讷投产了第一家废弃耐火材料综合回收利用工厂，能够处理来自于玻璃工业、钢铁工业、焚烧炉与化学工业的废弃耐火材料，回收率达90%，目前每年回收废弃的耐火材料3.6万吨。经研究，废硅砖还可作为高质量的熔窑保温隔热材料使用，但是需要指出的是，主晶相是磷石英的硅砖作为保温材料较理想。

9

洛阳理工学院毕业设计（论文）

第3章

废旧耐火材料在水泥工业中 的再生利用与发展趋势

水泥工业废弃耐火材料的量相对于水泥生产过程产生的其他废弃物的量而言是微量的，几乎可被完全回收。根据水泥工业自身的特点，采用相应的技术对废物进行处理不仅不会造成新的污染，还能用废弃物替代部分原材料，降低生产成本，起到变废为宝的功效。如对于水泥回转窑在生产中大量产生的废弃镁铬砖，可在还原气氛下将其中的六价铬还原成三价铬，再将还原后的镁铬砖经拣选除杂加工成再生原料，加入适当添加剂后用于生产适合回转窑低温部位使用的镁铬砖。表2-1和表2-2是几种砖的热导率和水泥生产耗费比较表。

表2-1砖的热导率

项 目 1000℃时的热导率 /(W·m·K) 窑壳表面温度 /℃ 散热损失 / ( kJ·m·h) 再循环利用镁铬砖 2.4 镁铬砖 镁尖晶石砖 2.6 2.9 336 348 365 29689 31920 35182 注：数据是在回转窑直径5m，内衬厚度250mm，窑内气氛温度1200℃的条件下计算所得。

表2-2水泥熟料的生产费用(指数)

10

洛阳理工学院毕业设计（论文）

项 目 再循环利用镁铬砖 砖的寿命 回转窑的热损失 砖的价格 一个窑役的费用 注：数值越小，表明费用越低。

试验证明，再循环利用镁铬砖具有优良的抗碱性和热导率低等特性。需要注意的是，用过的镁铬砖粘附有铁和浸透成分，如果不把它们处理掉，就不能用以生产再循环利用镁铬砖。可采取3个工序进行处理:

（1）用初选法除去或减少附着物； （2）用磁选法除去铁和氧化铁浸透部分；

（3）在用过的镁铬砖粉碎物中添加添加剂，通过烧成来减少六价铬。

80 90 90 95 100 100 100 90 100 95 100 100 镁铬砖 镁尖晶石砖

11

洛阳理工学院毕业设计（论文）

第4章电解铝工业中的废旧耐火材料的再生利用与发展趋势

在铝电解过程中，阴极炭素内衬及其他筑炉材料不可避免地会受到钠、电解质和铝的侵蚀，吸收大量氟盐，同时侵蚀过程中产生的应力作用会使槽变形和内衬破损。铝电解槽大修时，要全部清除电解槽内炭素内衬及其他筑炉材料，即形成大修废渣。据统计，平均每生产1kg铝就会产生0.01～0.04kg废渣。这些大修废渣受雨雪冲刷和浸泡，其中的可溶性氟会浸出进入水中，渗入地下，有可能污染土壤和地下水。

根据《危险废物鉴别标准———浸出毒性鉴别》(GB5085.3-1996)中规定，浸出液中氟化物的质量浓度超过50mg·L即为危险废物。按此标准，电解槽大修废渣中氟化物一般均超过标准，属于危险废弃物。另外，废渣长期露天堆放，渣表面风化，形成粉尘，可产生二次扬尘而污染大气。因此，国外亦开始了处理和再生利用电解铝废渣的研究工作，目前再循环利用率约40%左右。西欧铝工业废弃耐火材料每年约3万吨，其中50%可以作为正常的耐火材料原料，可直接用于耐火材料产业。其中，从污染的材料中分离出清洁部分的报废拆除耐火材料可以在耐火材料行业和其他产业中作为一部分原料用于生产低档次耐火材料，但一次和二次炼铝业的用后耐火材料污染得相当严重，不能直接用于耐火材料产业。关于这些污染材料的应用方法的研究开发工作正在进行之中，特别是在二次精炼领域，为了减少耐火材料单耗和增大铝的生产能力以及减少铝熔解工序的热能单耗，各国都加大了研究开发力度。

我国铝厂对耐火材料回收利用率不高，除部分大修槽废渣耐火材料得到回收利用外，其余的处理途径基本为填沟倾倒，或露天堆放，还没有妥善的处置措施。对耐材废弃物的再利用迫切需要改善和提高。

12

洛阳理工学院毕业设计（论文）

结 论

（1）废弃耐火材料的再生利用势在必行数量巨大的废弃耐火材料造成了可用资源的极大浪费和环境的严重污染，也会对人类的健康造成很大的危害。因此，要高度重视废弃耐火材料的再生利用工作，积极限制废弃耐火材料的大量产生，努力推动废弃耐火材料回收利用技术的开发研究。同时，各级政府还要加大对废弃耐火材料再生利用的政策法规及财政上的扶持力度；有关部门及相关人员应增强环保意识，限制废弃耐火材料的排放场所，防止企业为降低成本而就近随意填埋废弃耐火材料，以推进废弃耐火材料的综合利用工作。

(2)废弃耐火材料期待集中处理。以美国、日本为代表的发达国家在废弃耐火材料的再生利用方面走在世界的前列，而我国对废弃耐火材料再生利用的研究尚处于试验阶段，小规模的应用才刚刚开始，且仅仅局限于钢铁工业，而对水泥、玻璃、电解铝等行业废弃耐火材料再生利用的研究几乎还是空白，急需开展这些方面的研究和开发。同时，废弃耐火材料的来源太多，成分太复杂，再生利用工艺太繁琐，导致处理成本过高。因此，要加大在降低成本等方面的技术研究，建议采取法国Valoref公司的形式，建一家专门从事废弃耐火材料回收利用的公司，或企业成立专门的研发部门，对各行业产生的废弃耐火材料进行回收后集中处理，以减少废弃耐火材料的处理成本。

(3)分类是废弃耐火材料再生利用的关键。耐火材料的品种太多，废弃耐火材料的种类也就太多，而不同种类的废弃耐火材料又需要用不同的处理工艺，所以，分类挑拣、分类堆放、分类处理是废弃耐火材料再生利用的关键。上海宝钢在对废弃耐火材料再生利用的分类处理方面做得非常好，走在全国同行业的前列，可为全国钢铁企业甚至其他行业废弃耐火材料的再生利用提供指导和借鉴。

13

洛阳理工学院毕业设计（论文）

谢 辞

本文在完成期间，一直受到洛阳理工学院材料科学与工程系材料工程技术专业岳卫东等老师的亲切关心和悉心教导。老师渊博的知识、深厚的理论基础、丰富的实践经验使我受益匪浅。老师实事求是、科学严谨的治学态度，谦和、宽容的待人之道，孜孜不倦、锲而不舍追求科学真理的精神必将对我今后的学习、工作和生活产生深远影响，在此对我的导师表示最诚挚的敬意和最衷心的感谢!

同时在我实习阶段也得到北京利尔高温材料有限公司领导和同事的大力支持，在此表示真诚的感谢！

感谢我的家人，他们的关心、支持和鼓励是我一生的幸福和动力! 感谢母校洛阳理工学院!

14

洛阳理工学院毕业设计（论文）

参考文献

[1] 田守信，用后耐火材料的再生利用，耐火材料，2002 [2] 王成，废弃耐火材料的再生利用，江苏冶金，2003

[3] 李光辉，编译，日本耐火材料的回收利用，耐火材料，2001 [4] 兰若，废旧耐火材料的回收及再生利用，钢铁，1999

[5] 姜华，宝钢用后耐火材料的技术研究与综合利用，宝钢技术，2005 [6] 张丽译，用回收废弃镁铬砖生产耐火浇注料的新途径，国外耐火材料，2006

[7] 廖建国译.用过的滑动水口再循环用于生产AlO-SiC砖，国外耐

2

3

火材料，2003

[8] 金利萍译，已用过滑板的再利用技术，国外耐火材料，2004 [9] 廖建国译，使用高级原料的砖再循环利用方法，国外耐火材料，2003

[10] 田守信，用后耐火材料的再生利用，2005年国际耐火材料技术、市场研讨会论文集，北京，2005

[11] 马明锴，炼钢用铝碳质耐火材料的回收利用，耐火材料，2006 [12] 邢守渭，耐火材料要适应高温产业的技术进步，2005年国际耐火材料技术、市场研讨会论文集，北京，2005

[13] 郑海忠，梁永和，吴芸芸等。含碳耐火制品的再生利用，武汉科技大学学报(自然科学版)，2001

[14] 李庆广，镁碳的侵蚀机理及改进质量的途径，耐火材料，1982 [15] 刘新星，海热提，陈帆，我国与世界电解铝工业清洁生产水平的差距，环境保护，2005

[16] 廖建国译，水泥回转窑用再循环利用镁铬砖，国外耐火材料，2003

[17] 戴宝刚，刘世权，张昭忠，废电熔AZS砖的再利用，耐火材料，1999

[18] 王集，译，用后耐火材料的处理，国外耐火材料，2003

15

洛阳理工学院毕业设计（论文）

[19] Gerd kley .Thermo chemical Treatment-Technologies recovery and utilizations of materials. The Chinese Journal of Process Engineer2ing， 2006

[20] 肖建华，译，欧洲耐火材料的环境管理.国外耐火材料，2004 [21] 李树恩，李向红，滕萍，等，甘肃电解铝厂大修槽废渣排放现状的调查研究，甘肃冶金，2001

16

洛阳理工学院毕业设计（论文）

附 录

中国宝山钢铁公司废旧耐火材料现状

宝钢公司非常重视废旧耐火材料的二次利用与修复。结合降低消耗、增加利润、环境保护及企业的现代化等方面来探讨这一问题。下面列出所实施研究工作的成果。选用氧气转炉及钢包内衬用后的废MgO—C砖时，必须清理掉其外来夹杂物、炉渣和残留金属，因为这些东西严重地影响所修复耐火材料的质量。在进行粉碎、干燥及筛分为各种颗粒之前。对各种废旧的MgO—C砖必须进行拣选和分别地再加工 。经过这样的处理之后，废旧的 MgO—C砖方可应用于作为修复 MgO—C砖的原料 。根据致密理论原理，MgO—C砖采用半干法成型 ，向其中加入3％复合结合剂及3％～ 4％用可熔酚醛树脂 制成的结合剂 。直径及高度皆为 3 6 r a m 的试样在 260MPa压力下进行成型，然后于200焙烘5 h制成的试样的性能见表1。

表 1 在宝钢公司研究试验设计部修复的Mg O- C砖的性能

MgO/% C/% 耐压强度/MPa 体积密度/ g·cm-3 开口气孔率/% 热态抗折强度/Mpa(1400°C，0.5h) 废旧MgO—C砖比例/% 97

按照此种工艺修复的MgO—C砖用于砌筑300t钢包内衬的渣线，使用寿命达到82次，其中包括2 O次用作钢包炉的炉外精炼作业。内衬渣线的损。

毁率为 1．2 8 mm· 次一1，而初次使用的MgO—C砖的损毁率则为1．40mm·次一1 。这说明修复的MgO—C砖的使用性能已经达到原始

17

80 12 60 3.04 3 13 76 14 52 3.01 2 12 80 11 60 3.08 3 13 77 14 52 3.04 2 12 97 80 80

洛阳理工学院毕业设计（论文）

Mg O—C砖性能的水平。修复的MgO—C砖也用于40t及120t钢包内衬的渣线上 。达到的使用寿命分别为5O次和120次，就是说用废旧砖料制造的砖与原始砖相比毫无逊色 。

表2 利用废旧Mg O- C砖作原料制造镁碳质浇注料的性能

指标 开发的 浇注料 国外 浇注料A 85 7 -- 2.72 国外 浇注料B 90 5 6 2.71 (1100°C，24h) MgO/% C/% 水/% 体积密度/ g·cm-3 开口气孔率/% 耐压强度/MPa (1100°C，3h) 体积密度/ g·cm-3 开口气孔率/% 耐压强度/MPa 90 5 5.3 2.77 18 21.6 8 108 15.3 28.3 2.75 2.71 2.65 19 11.1 18.2 29 54 25.4

此 外 ．利用废旧MgO—C砖作原料开发了MgO-C浇注料，其结果见表2。

从表2可见 。此种浇注料的混合水量相当低。该浇注料的性能优于由天然石墨和电熔镁砂制造的含石墨浇注料的性能，在完善钢包整体内衬和延长内衬使用寿命方面它起到重要的作用。在宝钢公司历时10年期间利用废旧镁铬砖作原料制造电炉用耐火材料。向电炉用喷涂料中加入2O％废旧镁铬砖．改善了其使用寿命。最近期间还研究了镁铬砖的修复问题。进行

18

洛阳理工学院毕业设计（论文）

实验的结果见表 3 。就性能而言。在水泥回转窑内衬的非活动部分及电炉中使用时，修复的产品应具有良好的使用寿命。

表 3 修复的镁铬砖的性能

MgO/% Cr2O3/% (180°C ，24h) 体积密度/ g·cm-3 开口气孔率/% 耐压强度/MPa (1750°C ，3h) 体积密度/ g·cm-3 开口气孔率/% 耐压强度/MPa 废镁铬砖加入量/%

17.7 48.7 ＞70 13 64.3 31.4 60 18 3.12 表 3 宝钢公司研究试验设计部修复AI203 - Mg O砖的性能

Al2O3/% MgO/% C/% 体积密度/ g·cm-3 开口气孔率/% 耐压强度/MPa 废旧砖的加入量/%

利用废旧Al2O3一MgO—C砖作原料开发了钢包用Al2O3一MgO—C砖及Al2O3一S iC—C浇注料，利用废旧Al2O3一SiC—C浇注料作原料开发了高炉铁水沟系统用浇注料。修复的制品的性能见表3。由表中可见，

19

69 14 8.5 3.01 8.7 44.5 ＞90 洛阳理工学院毕业设计（论文）

这些性能接近于原始制品的相应性能。当前在宝钢公司的企业中采用修 复的Al2O3一SiC－C砖作移动式混铁炉(车)内衬时，其使用寿命超过原始砖的寿命。废旧耐火材料再生的研究工作将继续进行。

废旧耐火材料的二次利用可以保证降低耐材料生产用原料及冶金辅助原料的消耗量。在宝钢公司的企业中废旧耐火材料的利用率还低。在这方面正在进行生产研究和试验设计开工作。研究结果表明。利用97％的废旧耐火材可以制造优质的MgO—C砖。修复制品的质量达原始砖质量的水平。

废旧耐火材料的二次利用及修复方法可以是多种多样的。由用户和耐火材料生产企业自行决定，或者建立专门的耐火材料的再加工企业。废旧耐火材料是廉价的二次资源。废旧耐火材料的二次利用可以显著地提高企业的经济利润。成功的钥匙是开发和研究废旧耐火材料二次利用和修复的工艺方法，同时这也是对环境保护的贡献。因此，废旧耐火材料的利用与修复得到迅速的发展。使废旧耐火材料的抛弃率为零是发展的总体方向。

20

洛阳理工学院毕业设计（论文）

21

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ifqx.html