钢铁冶金用后耐火材料梯级回收利用基础研究

发布时间：2021-04-27 20:47

　　我国是钢铁大国,每年钢铁冶金行业产生用后耐火材料近900万吨,但仅有约30%得到回收利用,因此开展用后耐火材料的回收利用研究意义重大。本文对典型钢铁企业用后耐火材料产生数量、化学成分、显微结构及物相变化进行了系统的统计、检测与分析,据此提出了“梯级回收利用”系统方案。在再生料直接回收利用方面:提出了“基质团聚体填充缺陷”模型,对再生料影响材料性能的机理进行了研究;并选取用后镁碳砖及滑板为研究对象,开展了“梯级回收利用”基础研究和应用研究。在合成新材料方面:开展了以滑板再生料合成氧化铝多孔陶瓷材料的基础研究。通过研究得到以下主要结论:（1）对典型钢铁企业2013年用后耐火材料数量作了全面调研,其中400万吨炼钢厂年可回收用后耐火材料23324吨,并对部分耐火材料使用前后的化学成分、微观结构及物相变化进行了对比分析;依据调研数据对用后耐火材料进行了分类、归档及和分级,并依此提出了“梯级回收利用”系统设计方案,为实现用后耐火材料100%高附加值利用提供了可行的途径。（2）针对再生料直接利用时对材料的影响机理进行了研究:提出了“基质团聚体填充缺陷”模型,依据此模型,分析和解释了导致材料的气孔率... 

【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省

【文章页数】：146 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
1 文献综述
    1.1 前言
    1.2 国内外用后耐火材料的回收利用概况
        1.2.1 国外用后耐火材料回收利用
        1.2.2 国内用后耐火材料回收利用
        1.2.3 研究涉及到的几个概念
    1.3 再生料直接利用研究进展
        1.3.1 减少再生料假颗粒研究
        1.3.2 再生料直接利用途径研究
        1.3.3 再生料直接利用研究
    1.4 新材料合成研究进展
        1.4.1 新材料合成工艺研究
        1.4.2 新材料合成基础研究
    1.5 课题的提出
        1.5.1 当前存在的问题
        1.5.2 研究的目的及意义
        1.5.3 研究内容
        1.5.4 研究方法及逻辑框架图
2 用后耐火材料调研及化学成分、物相分析
    2.1 试样检测方法与标准
    2.2 典型钢铁企业用后耐火材料产量调研
    2.3 部分用后耐火材料化学成分及物相分析
        2.3.1 镁碳砖
        2.3.2 滑板
        2.3.3 干式料
        2.3.4 铁水包砖
        2.3.5 浇注料
        2.3.6 透气砖
        2.3.7 长水口
    2.4 小结
3 用后耐火材料“梯级回收利用”系统设计
    3.1 用后耐火材料回收
        3.1.1 用后耐火材料分类原则
        3.1.2 用后耐火材料归档原则
        3.1.3 用后耐火材料分级原则
    3.2 “梯级回收利用”系统设计
    3.3 “梯级回收利用”系统设计应用
        3.3.1 用后耐火材料原砖层化学分析
        3.3.2 用后镁碳砖“梯级回收利用”应用
        3.3.3 用后滑板“梯级回收利用”应用
    3.4 用后耐火材料“梯级回收利用”问题说明
    3.5 小结
4 再生料的影响机理及整形工艺研究
    4.1 再生料的影响机理
        4.1.1 “基质团聚体填充缺陷”模型
        4.1.2 基于模型分析再生料对材料性能的影响
    4.2 再生料整形工艺研究
        4.2.1 试验原料及流程
        4.2.2 整形工艺对再生料物理化学性能的影响
        4.2.3 整形工艺对假颗粒影响的经典力学计算
        4.2.4 整形工艺对再生料分形维数的影响
    4.3 小结
5 再生料对镁碳质材料性能的影响基础研究
    5.1 一级再生料对镁碳质材料性能的影响
        5.1.1 试验原料与配比
        5.1.2 Al-Mg-O-C系统热力学计算与分析
        5.1.3 差热分析
        5.1.4 物相变化
        5.1.5 微观结构
        5.1.6 物理性能
        5.1.7 抗氧化性
        5.1.8 抗侵蚀性能
    5.2 二级再生料对镁碳质材料性能的影响
        5.2.1 试验原料及配比
        5.2.2 体积密度
        5.2.3 耐压强度
        5.2.4 抗侵蚀性
    5.3 再生料对镁碳质材料性能影响回归分析
    5.4 小结
6 再生料对铝碳质材料性能的影响基础研究
    6.1 碳源及一级再生料对铝碳质材料性能的影响
        6.1.1 碳源对铝碳质材料性能的影响
        6.1.2 一级再生料对铝碳质材料性能的影响
    6.2 热处理工艺及二级再生料对铝碳质材料性能的影响
        6.2.1 热处理工艺对铝碳质材料性能的影响
        6.2.2 二级再生料对铝碳质材料性能的影响
    6.3 小结
7 利用再生料合成多孔陶瓷材料基础研究
    7.1 原料与工艺流程
    7.2 结果与分析
        7.2.1 显微结构
        7.2.2 物相组成分析
        7.2.3 体积密度与气孔率的关系
        7.2.4 抗折强度与气孔率的关系
        7.2.5 导热系数与气孔率的关系
        7.2.6 孔径分布
    7.3 小结
8 再生料梯级回收利用结果分析及展望
    8.1 镁碳砖再生料梯级回收利用结果分析
    8.2 滑板再生料梯级回收利用结果分析
    8.3 用后耐火材料梯级回收利用展望
    8.4 小结
9 结论
致谢
参考文献
博士研究生在读期间研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]废弃含碳耐火材料再生富铝尖晶石的研究[J]. 尤君.  酒钢科技. 2016(02)
[2]废弃耐火材料回收利用[J]. 秦云泉,杨旭娜,江开阳.  化工管理. 2016(02)
[3]利用废旧镁碳砖制备包沿料的研究[J]. 巩秀民.  中国资源综合利用. 2015(08)
[4]废旧耐火材料的资源化利用进展[J]. 张彩丽,谢顺利,孙玉周.  硅酸盐通报. 2015(07)
[5]钢厂用后镁碳耐火材料的再生利用及前景分析[J]. 毛艳丽,景馨,李博.  上海金属. 2015(03)
[6]安钢用后耐火材料资源化利用途径探讨[J]. 贾红玉,刘敬东,窦连生.  河南冶金. 2014(06)
[7]转炉生产线含MgO固废的厂内循环利用工艺与实践[J]. 吴汉元.  甘肃冶金. 2014(05)
[8]用后耐火材料制备再生颗粒料的新工艺[J]. 刘金山,冯峰.  耐火材料. 2014(02)
[9]循环经济与环境审计互动研究[J]. 邢水英,胡国庆,周骞.  现代商业. 2014(03)
[10]以废弃耐火材料制备再生料研究的新进展[J]. 张巍.  能源环境保护. 2013(04)

硕士论文
[1]用后脱硫搅拌器耐火浇注料的再生利用研究[D]. 田志强.辽宁科技大学 2015
[2]滑板再生料制备铁水罐内衬用耐火材料[D]. 彭耐.武汉科技大学 2011
[3]再生铝镁碳砖及镁碳砖的研究和应用[D]. 孙枫.武汉科技大学 2009
[4]多孔氧化铝陶瓷的制备及性能研究[D]. 宋咸雷.西安理工大学 2008



本文编号：3164131