随着耐火材料行业的快速发展，由于耐火原料的无序滥采、不合理的消耗以及对环境的严格保护，耐火原料资源的短缺逐渐成为了耐火行业发展的瓶颈，耐火原料资源的综合开采和利用势在必行［1－2］。对用后耐火材料进行再生利用不仅节约资源，减少环境污染，而且可以大大降低耐火材料的生产成本和炼钢成本［3－6］。而钢铁企业是耐火材料消耗的大户，我国每年产生数百万吨用后耐火材料，其中重新回收利用的比例仅占30%，其余的作为工业垃圾被废弃或掩埋处理［7－8］。镁碳砖是目前炼钢设备使用量最大的耐火材料。其中，转炉与钢包使用的镁碳砖约占总镁碳质耐火材料消耗量的30%～40%，如何处理和利用大量废弃镁碳质耐火材料，已成为亟需解决的问题［9－10］。

在废旧镁碳砖利用方面，回收废砖过程中不可避免地带入少量钢渣，这样就有可能影响再生镁碳砖的局部品质，往往会严重降低其使用寿命，甚至造成穿包事故［11］。转炉大面修补料通常是镁碳质耐火材料，应具有以下特性：受热具有良好的流动性，能快速烧结，有较强的黏结强度和耐侵蚀性。在本工作中，利用废旧镁碳砖生产转炉修补大面用的修补料，这样既发挥了废镁碳砖料耐火度高、抗渣性和抗热震性好的优点，而且回收废砖中带入的少量钢渣也不会对补炉效果带来明显的影响。

高波：2014年，水利国际合作与科技工作要根据党的十八届三中全会全面深化改革的指导方针，面向现代水利发展需要，认真研究国外水资源管理方面的成功经验和模式，为我国水利改革发展提供借鉴。同时按照十八届三中全会深化科技体制改革建设创新型国家的总体要求，全面推进水利科技体制改革和水利技术监督工作，服务于水利事业又好又快发展。

1 试验

1.1 原料

试验采用的主要原料有废旧镁碳砖颗粒（5～3、3～1和≤1mm）、MS95烧结镁砂细粉（≤0.074 mm），以改性沥青（≤0.15 mm，软化点 112.5℃，结焦值58.2%）为结合剂，Ⅰ蒽油（密度 1.04～1.15 g·cm－3，结焦值0.56%）为助熔剂，添加剂为B4 C粉（≤0.045 mm）和 w（Al）≥97.5%的金属 Al粉（≤0.074 mm）。其中，废旧镁碳砖颗粒和MS95烧结镁砂细粉的主要化学组成见表1。

 

表1 原料的化学组成

  

CaO废旧镁碳砖颗粒原 料 w/%MgO C SiO2 Al2O3 Fe2 O3 1.43 MS95烧结镁砂细粉 96.50 1.02 0.65 1.30 5～3 mm 84.34 10.32 0.96 1.32 0.93 0.98 3～1 mm 82.61 13.19 1.39 1.50 1.04 1.33≤1 mm 74.10 14.30 3.03 4.90 0.71 0.82

1.2 试样制备及性能检测

试验中设计了A、B和C三组试样，其中5～3、3～1和≤1 mm的废旧镁碳砖颗粒的加入量（w）分别为30%、20%和20%，基质和外加剂的配比见表2。先加入废旧镁碳砖颗粒料，混练3～5min，再按照表2加入镁砂细粉和外加剂。A组原料混合均匀后，自然堆积在托盘里，放入烘箱升温到200℃保温40 min，观察不同改性沥青加入量对修补料铺展情况的影响；分别称取各组配料，用液压试验机在30 MPa的压力下压制成约φ50 mm×50 mm的圆柱试样后，将成型好的圆柱试样在埋炭（石墨）气氛下于1 200℃保温3 h，然后分别检测各组试样的常温耐压强度；在空气中将B和C组圆柱试样加热到1 000℃保温2 h进行氧化试验，沿圆柱体试样轴线方向将试样切成两半，其抗氧化性用氧化率（试样截面上被氧化的面积占截面面积的百分数）来评价。

 

表2 试样中基质和外加剂的配比

  

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 C4 MS95烧结镁砂细粉原料w/%30 30 30 30 30 30 30 30 30 29 28 27 30 29 28 27改性沥青（外加） 7 9 11 13 15 17 19 21 19 19 19 19 19 19 19 19Ⅰ蒽油（外加） 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 Al粉 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 0 1 2 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.5 0.5 0.5 0.5 B4 C（外加）

2 结果与讨论

2.1 改性沥青加入量的影响

图1给出了试样A5—A8经200℃保温40 min后的外观照片。可以发现，当改性沥青外加量达到15%（w）后，修补料受热开始发生铺展现象，改性沥青对颗粒料的浸润性变好。这是因为改性沥青在150～250℃会逐渐由玻璃态转变为液态，黏度急剧减小，大幅度降低了渗透过程中结合剂－颗粒料界面的表面能和摩擦力［14］。当改性沥青加入量足够多时，可以有效提高改性沥青对废旧镁碳颗粒料的浸润效果。但当改性沥青加入量超过21%（w）后，虽然试样的铺展性更好，但由于改性沥青受热时会有大量挥发气体逸出，从而生成孔洞，进而使其气孔率增大。

  

图1 试样A5—A8经200℃保温40 min后的外观照片

图3示出了不同Al粉和Al＋B4 C粉添加量对试样经1 200℃保温3 h（埋炭）后常温耐压强度的影响。由图可知，单一增加Al粉加入量对修补料的强度增加不明显，但是添加3%（w）Al粉和0.5%（w）B4 C添加剂后试样的耐压强度显著提高。这是由于修补料中的Al粉与试样中的碳可以在高温下生成纤维状的Al4 C3，如图4所示，从而提高了试样的强度。由于同时添加B4 C时，可以起到防止Al粉氧化的作用，使其生成较多的Al4 C3，从而明显提高了修补料的强度。而单一加入Al粉时，可能是由于有部分Al粉被氧化，造成生成的Al4 C3数量较少，因此耐压强度增加并不明显。

  

图2 改性沥青加入量对试样常温耐压强度的影响

2.2 不同Al粉和Al＋B4 C粉添加量的影响

综合实验室研究结果，确定了再生镁碳修补料的配比并进行工业性试验。试验配比（w）为：5～3、3～1和≤1 mm的废旧镁碳砖颗粒料分别为30%、20%、20%，≤0.074 mm的MS95烧结镁砂细粉为27%，Al粉的加入量为3%，≤0.15 mm的改性沥青外加量为19%，Ⅰ蒽油外加量为3.5%，添加剂B4 C的外加量为0.5%。首批生产了30 t试验料，其化学组成（w）为：MgO 79%，CaO 1.1%，Al2O3 2.9%，SiO2 3.1%，Fe2O3 1.9%，C 10.2%；体积密度为2.15 g·cm－3，常温耐压强度为5.6 MPa。

 

表3 不同Al粉和Al＋B4 C复合添加剂加入量对试样抗氧化性能的影响

  

B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 C4氧化率试样编号/%95.2 86.6 87.8 82.5 34.9 12.7 11.2 10.9

图2示出了改性沥青加入量对试样常温耐压强度的影响。由图2可知，在一定范围内试样的强度随沥青量增加呈增大的趋势，但加入21%（w）改性沥青的试样A8的强度下降。这是由于当改性沥青结合剂量太少时，修补料烧结后内部不能形成碳网络结合，强度较低；随着改性沥青量的增加，烧结后碳网络逐渐完整，结合强度增大；但是，当改性沥青量过多时，受热时大量挥发气体逸出，会破坏修补料的组织结构，从而强度降低。综合铺展试验和强度结果来看，将改性沥青结合剂的加入量控制在19%（w）较好。

再生镁碳热态修补料在马钢60 t转炉上进行了应用，在试用期间转炉炉龄已达到16 000多炉，处于炉役后期，因此炉况较差。现场使用的修补料补炉一次使用寿命一般为20炉左右。而使用研制的转炉热态修补料易铺展，烧结时有白光，补炉附着性好，中途没有出现过脱落问题。补1次炉使用试验料1 t，烧结时间在30min内，可以使用40炉以上，取得较好的使用效果。

  

图3 不同Al粉和Al＋B4 C粉加入量对试样耐压强度的影响

  

图4 试样中Al4 C3的显微形貌

3 工业试验

表3示出了不同Al粉和Al＋B4 C粉添加量对试样抗氧化性能的影响。可以看出，不添加防氧化剂的试样B1脱碳现象严重，而相比于添加金属Al粉的试样 B2—B4，含0.5%（w）B4 C粉的试样 C1—C4抗氧化能力更佳。这可能是由于B4 C在高温下生成液态Mg3（BO3）2能够起到填充气孔，防止氧化的作用。

针对现有的药品转运箱无法分层摆放药品、摄像系统无法清晰地识别每个药品、分零注射剂无固定存放容器等问题，本项目组充分运用PDCA循环法中“大环套小环”模式，开展头脑风暴，不断总结与改进，自主创新设计了药品转运车：该药品转运车的第一层为口服药品、冷链药品和分零注射剂药品（该区域内壁均使用泡沫海绵进行包裹）；第二层和第三层均用于放置瓶装药品。该药品转运车设计方案能够有效解决药品查对准确性低和药品转运过程中易破损的问题。此项持续性改进工作的开展，兼具创新性和实用性，具有较好的临床推广价值。

由表7可知，内隐他人反应时指标D2在性别、民族、是否担任学生干部、是否独生子、生源地以及家庭结构这些人口学变量上有统计学意义(P<0.05)，D1、d1’在这些人口学变量上以及d2’除在生源地上之外，差异均无统计学意义(P>0.05).

4 结论

（1）当引入19%（w）改性沥青时，试样的铺展性和强度较好，可制备出性能较好的转炉热态修补料。

（2）同时加入 3%（w）的 Al粉和 0.5%（w）B4 C粉作为添加剂时，与单一加入Al粉相比，可以明显改善修补料的耐压强度和抗氧化性。

经由上述分析可以得知，实施高质量的改种果树造林作业设计十分具有必要性，不仅有助于为广大农民提供更多的就业机会，促使其可以经由劳务投入的方式获取收入，也有利于带动农村经济发展，推进社会主义新农村的建设进程，同时，在林地成林以后，相应区域土地的保肥保水能力也会大幅度提升，对后期各种作物更好的生长和发育具有积极意义，有助于获取到更多的经济效益。

（3）制备的转炉热态修补料具有铺展性好，补炉附着性强，烧结速度快，使用寿命长的优点，能满足转炉生产要求。同时，由于生产成本低，减少了转炉修补次数，将产生可观的经济效益和显著的社会效益。

参考文献

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