海南耐火材料——耐火材料廢舊材料合理利用

2020年全國生鐵、粗鋼產量分別為88752萬噸和105300萬噸，同比分別增長4.3%和5.2%。耐火材料的產量及用量也持續的增加。鋼鐵行業用耐火材料占到了整個耐火材料產量的60%左右。

這些用後廢棄耐火材料往往被就地掩埋或降檔使用，造成資源浪費和環境汙染，如：①粉塵汙染;②耐火原料氧化锆具有放射性;③水泥窯用後鎂鉻磚中的Cr6+可致癌，並汙染地下水：④耐火纖維和石棉的致癌性;⑤瀝青和樹脂揮發分的汙染等。

資源對所有的國家都是非常重要的，很多資源不可再生，因此，如何將用後耐火材料回收再利用，不斷得到人們越來越多的重視，研究工作不斷深入開展。由於用後耐火材料分布在全國各地範圍，如得到充分有效利用，可減少我國耐火材料礦物的開采，降低耐火材料原料制備過程的生產費用和能耗，節約耐火材料原料的運輸成本，利於節約資源、節能和環保。具有顯著的經濟效益和社會效益。

一、用後耐火材料再利用發展及現狀

1.國外情況

國外發達國家非常重視對用後耐火材料的再利用，從資源、環保的高度去認識，甚至制定法令法規，嚴格限制用後耐火材料的排放量。極大促進了對用後耐火材料再利用的研究，用後耐火材料再利用率已達到60%以上。還在不斷提高。

日本有的鋼廠以廢磚為主原料，開發出了鋼包底周邊搗打料、鋼包澆註料以及定形產品。例如：用85%再生料和15%的新料生產出的電爐熔池部位用不燒鎂磚，以90%的再生料和10%新料生產出的電爐渣線用鎂碳磚，以及全部用再生料生產出的RH底燒成鎂鉻磚等。黑崎公司利用廢舊的剛玉石墨制品作原料開發了浸入式水口磚;鹿島鋼鐵公司開發了滑板磚的二次利用工藝，采用表面打磨、澆註料澆註復原的方法、圓環鑲嵌法，使修復後的滑板達到了新滑板相同的使用效果;出鐵溝的廢舊耐火材料均被重復使用，它主要用作Al2O3-SiC-C質澆註料的骨料。大同特鋼公司知多廠針對大量用後耐火磚廢棄占地增大的問題，進行了廢磚循環使用技術的開發，通過將廢磚用作原料的方法和將廢磚分類、粉碎加工後，調整成分和粒度再作耐火材料，選擇含MgO-C、Al2O3-MgO-C鋼包廢磚替代輕燒白雲石作為LF(鋼包爐)造渣料，通過工業性試驗，在成渣性、脫S速度方面的精煉能力優良，且操作過程中鋼液不沸騰，達到了預期的試驗效果。選擇A0D爐的白雲石廢磚替代CaO作電爐不銹鋼冶煉造渣劑，不僅達到了取代的冶煉效果，同時，起到了抑制耐火磚中MgO熔損的作用。選擇MgO-C、MgO廢磚作為主要原材料制備再生耐火磚，以廢磚為主要原材料制備MgO質不定形耐火材料和Al2O3質搗打料，並成功地應用於鋼包熱負荷低的部位和非嚴重侵蝕的部位。新日鐵針對目前作為廢棄處理的用後耐火材料，正準備采取破碎篩分成粉料，在用熔化粉粒爐將其再生為氧化渣，實現用後耐火材料的100%循環使用。

法國在1987年成立的Valoref公司專門做全球廢棄耐火材料生意。該公司專門處理來源於法國和國外的玻璃窯用耐材。法國壓鑄玻璃窯用耐火材料回收利用率，1993年是24%，1997年是60%。Valoref公司發明了許多回收再利用的技術解決辦法，其原料都來自於玻璃工業、鋼鐵工業、化學工業、焚燒工業的廢棄耐火材料，還開發了一種最佳回收利用拆爐法。

意大利OfficineMeccanichediPon-zanoVenettO公司開發出一種回收用後耐火材料的方法，主要用於回收各種窯爐、中間包、鑄錠模和鋼包內襯的耐火材料，並將所回收的耐火材料直接噴吹入爐，以保護爐壁。

美國以前將廢棄耐火材料少量回收，其余幾乎全被掩埋。1998年美國能源部、工業技術部和鋼鐵生產者聯合制定了3年計劃，以延長耐火材料的使用壽命和回收利用廢棄耐火材料。政府支持企業和研究機構合作，加強了對用後耐火材料的研究，可應用的範圍是脫硫劑、爐渣改質劑(造渣劑)、濺渣護爐添加劑、鋁酸鈣水泥的原料、耐火混凝土骨料、鋪路料、陶瓷原料、玻璃工業原料、屋頂建築用粒狀材料、磨料、土壤改質劑，耐火廠與用戶合作，使廢棄耐火材料量減至最少。美國還對用後白雲石磚作為土壤調節劑和造渣劑進行了研究，取得了良好的效果。

印度最早開展廢棄耐火材料的研究工作可以追溯到1978年，首先是在鋼管公司開展的，利用印度鋼管公司(現為TISC0鋼管分公司)加熱爐產生的廢棄高鋁磚(60%-62%氧化鋁)生產可澆註材料(56%氧化鋁)、灰泥(50%氧化鋁)和耐火可塑料。其中所開發的可澆註材料常用於生產燒嘴磚、阻尼器、瓦片等，並能滿足行業內部要求。

2.國內情況

我國對用後耐火材料再利用的研究起步較晚，對用後耐火材料的再利用率還是很低的，據有關報道，我國用後耐火材料的再利用率約20%。即使利用的部分，也是以降低產品質量為代價的。近年來，國內各大鋼廠和大部分耐火材料廠，都十分重視用後耐火材料的回收及再利用，不斷開展各方面研究及應用。

寶鋼用後耐火材料再利用工作進行的較好，高爐主溝澆註料已全部回收用作渣溝澆註料的原料，對用後鎂碳磚進行再生處理後制備的再生鎂碳磚具有抗氧化、抗渣性能強、使用壽命長的優勢。

武鋼將用後鋁鎂碳殘磚經分類、清除雜質後，人工將黏渣層和過渡層鏟除並進行磁選和水化處理，用颚式破碎機將物料破碎至25mm以下，最後用錘式破碎機加工成所需要的粒度，制備再生鋁鎂碳磚。

濟鋼用鋁碳質耐火材料(廢棄滑板磚、座磚、水口、塞棒)用於鐵溝搗打料來代替其中部分高鋁料。以用後鎂鉻磚為原料並按一定比例加入到RH噴補料裏，使用效果良好。同時，制備的再生鎂鉻磚性能較好，在水泥窯和RH的非關鍵部位有較好的應用前景。

重鋼新區鋼產量達650萬噸/年，用後耐火材料回收量約6萬噸。主要用於生產再生鎂碳磚(以轉爐和鋼包渣線用後鎂碳磚為原料，經過揀選、除去表面雜質、水化等處理後進行鎂碳磚再生)、再生鎂鉻磚(將用後鎂鉻磚按一定比例加入到RH的噴補料裏)、鋼包內襯廢鎂鋁尖晶石澆註料重新利用(將回收的鋼包內襯廢鎂鋁尖晶石澆註料，以一定比例加水玻璃結合鎂鋁尖晶石澆註料中，取代原澆註料中的部分新料，不影響原澆註料的使用性能)、鋁碳化矽質鐵溝料等(利用廢棄鐵溝料生產的鋁碳化矽碳質再生料，用於鋁碳化矽碳磚的生產)。

鞍鋼采用鋼包內襯用後鋁鎂澆註料作為原料，制備混鐵爐水套內襯與中間包永久層澆註料，得到應用，不僅滿足了使用性能的要求，同時，使中間包永久層使用壽命提高40爐次。

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