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升高、体积密度降低、强度降低,抗侵蚀性能下降,抗热震稳定性提高的原因。为了减少假颗粒的影响,研究了轮碾及高速逆流两种整形工艺对镁碳砖再生料化学成分及物理指标的影响,结果显示高速逆流整形后体积密度较大,5³mm再生料达到3.53g/cm³,并且MgO含量较高,达到93.21%;这与经典力学模型计算结果一致,与分形维数研究结果相符合。（3）镁碳质再生料直接回收利用的研究结果表明:Al-Mg-O-C系统中单质Al在658.1℃开始熔化,876.8℃结束;800℃开始出现Al₄C₃物相,随着反应的进行逐渐消失;1400℃时系统内的凝聚相为α-Al₂O₃以及MgAl₂O₄;随着温度从200℃升高到1400℃,系统内物相Al的熔化消失及新物相α-Al₂O₃以及MgAl₂O₄的生成解释了材料的气孔率先增加后降低,体积密度先降低后增加,抗折耐压强度先降低后增加的原因。依据“基质团聚体填充缺陷”模型,随着再生料加入量的增加,材料的气孔率增加,体积密度降低,抗折耐压强度降低,同时材料的抗氧化性及抗渣侵蚀性均有所降低。通过试验得到了不同粒度镁碳砖再生料对材料性能影响的回归关系式。（4）研究了添加膨胀石墨及热处理工艺对添加再生料的铝碳质材料的影响:随着膨胀石墨加入量增多,显气孔率显著提高,体积密度明显降低;常温及高温强度随着膨胀石墨加入量增多而大幅度降低;这是因为膨胀石墨微晶分散在基质之间,起到分散剂的作用,同时当只加入膨胀石墨时,试样内没有碳化硅晶须生成。随着热处理温度的提高,连铸用Al₂O₃-C材料的残余线变化先减小后增加,显气孔率逐渐升高,体积密度逐渐降低,常温及高温强度均呈现先升高后降低的趋势;热处理温度高于1100℃,试样内有碳化硅晶须生成,热处理温度越高,碳化硅晶须的生成量越多,晶须越粗大。（5）进行了以滑板再生料合成氧化铝多孔陶瓷的基础研究:添加滑板再生料的多孔陶瓷材料高温下形成了莫来石结合的显微结构,提高了多孔陶瓷材料的强度;随着滑板再生料加入量的增加,材料的气孔率先增加后减小,体积密度、抗折强度及导热系数先减小后增加,并与气孔率呈现良好的负相关性;气孔孔径范围在0.1μm²0μm之间呈现双峰分布,这与滑板再生料内碳作为造孔剂以及Al作为发泡剂复合作用有关。（6）按照“梯级回收利用”途径,实现了镁碳砖及滑板再生料的100%高附加值回收利用,年产生经济效益539.64万元;按照“梯级回收利用”途径,通过对其它用后耐火材料回收利用研究,从而可实现更多用后耐火材料的100%高附加值回收利用。