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为解决钢渣利用附加值低的问题,本文基于在橡胶填料中的应用,考察不同钢渣的基本性质,选择铁水脱硫尾渣为研究对象,开展用铁水脱硫尾渣作功能填料制备橡胶的工艺及性能研究:考察了铁水脱硫尾渣作填料对橡胶性能的影响,研究了铁水脱硫尾渣对丁苯橡胶的补强作用机理、铁水脱硫尾渣的改性及用改性后铁水脱硫尾渣制备丁苯橡胶的性能。开发出铁水脱硫尾渣作不同填料制备阻燃输送带覆盖胶的新工艺。按照橡胶填料的制备要求系统研究了宝钢不同产出环节和处理工艺所排出钢渣的基本性质（化学组成、密度、易磨性、游离钙含量、矿物组成、活性指数）以及这些钢渣作橡胶填料的可行性,得出以下结论:（1）宝钢不同产出环节和处理工艺所排放钢渣（铁水脱硫尾渣、铸余渣、转炉热泼渣、转炉滚筒渣、电炉热泼渣、电炉滚筒渣）的化学组成与传统橡胶填充剂硅酸钙的组分类似,其中铁水脱硫尾渣较其他钢渣具有密度最小、易磨性最好、游离氧化钙含量最高、补强矿物组分较多以及活性较高的特性,最适合作为制备橡胶填料的原料。（2）铁水脱硫尾渣的45μm水洗筛余物含量、吸油值、水溶物的质量分数、105℃挥发物质量分数均符合作为橡胶填料的标准要求,其水悬浮液pH值为碱性,对橡胶硫化具有促进作用。研究铁水脱硫尾渣作填料对橡胶性能的影响,测试分析了铁水脱硫尾渣与炭黑配比、铁水脱硫尾渣细度、硫化时间、硫化促进剂配比等因素对天然橡胶和丁苯橡胶性能的影响,发现:（1）铁水脱硫尾渣作填料的丁苯橡胶的性能整体优于天然橡胶,当铁水脱硫尾渣/炭黑的配比为20:30（重量份）,铁水脱硫尾渣细度为1000目（比表面积为1165.10 m2/kg）,硫化时间为25min,硫化促进剂NS:硫磺=1:1.75（重量份）时,掺入铁水脱硫尾渣的丁苯橡胶的抗拉强度达到20MPa以上,综合性能最佳。（2）铁水脱硫尾渣细度过大或过小均会造成铁水脱硫尾渣在天然橡胶和丁苯橡胶中的分散性与相容性变差,导致力学性能降低。运用模糊群子论原理建立了铁水脱硫尾渣粒度分布评价模型,研究了铁水脱硫尾渣对丁苯橡胶的补强作用机理,发现:（1）铁水脱硫尾渣粒度分布评价模型y/（1-y）（28）K1（（10）r1x/（1-x））/（1（10）r21（-x）/x）及其非线性拟合结果r1/r2的变化规律与掺加不同细度铁水脱硫尾渣的丁苯橡胶材料的拉伸强度变化一致。（2）掺加铁水脱硫尾渣的丁苯橡胶材料的硫化过程分为焦烧期、热硫化期和平坦期。在焦烧期,铁水脱硫尾渣可提供碱环境改善丁苯橡胶的流动性,其多孔结构有利于物理吸附橡胶分子链;在焦烧期与热硫化期,铁水脱硫尾渣中的Ca2SiO4持续水化生成C-S-H凝胶,增加丁苯橡胶的粘度,达到对丁苯橡胶补强的效果。设计5因素（硬脂酸用量、无水乙醇用量、硅烷K550用量、搅拌速度、反应温度）的均匀试验方案,采用半干法工艺对铁水脱硫尾渣进行初步改性,测试掺加改性铁水脱硫尾渣后丁苯橡胶的力学性能。在此基础上,对比研究用非线性回归和BP神经网络两种理论优化方法,进一步提升丁苯橡胶力学性能优化的有效性和指导准确性。结果证明:（1）基于非线性回归确定的最优改性工艺参数（硬脂酸用量为4.4%、无水乙醇用量为21.7%、硅烷K550用量为3.5%、搅拌速度为638 r/min、反应温度为72°C）与基于BP神经网络模型预测的最优改性工艺参数（硬脂酸用量为4.5%、无水乙醇用量为22.1%、硅烷K550用量为3.4%、搅拌速度为606 r/min、反应温度为70°C）极为接近,用两种方法预测的丁苯橡胶综合力学性能与采用这两种方法确定的改性工艺所制备的丁苯橡胶的实际综合力学性能相当。（2）采用非线性回归和BP神经网络模型指导铁水脱硫尾渣的改性和丁苯橡胶的力学性能提升均具有较高的有效性和指导准确性。为揭示铁水脱硫尾渣的改性作用机理,对比分析了改性前后铁水脱硫尾渣的结构组成和休止角变化,以及改性铁水脱硫尾渣、不掺填料的丁苯橡胶、掺加最优改性铁水脱硫尾渣的丁苯橡胶材料的矿物组成变化,观测了未改性铁水脱硫尾渣、改性铁水脱硫尾渣、掺未改性铁水脱硫尾渣的丁苯橡胶材料、掺最优改性铁水脱硫尾渣的丁苯橡胶材料的微观形貌,发现:（1）改性后硅烷K550与硬脂酸吸附在铁水脱硫尾渣表面,通过化学作用使铁水脱硫尾渣的表面结构发生改变,降低了铁水脱硫尾渣的休止角,改善其在丁苯橡胶内的流动性能。（2）丁苯橡胶对改性铁水脱硫尾渣进行了有效包裹,KH550和硬脂酸提高了铁水脱硫尾渣的分散性,较好地改善了铁水脱硫尾渣与丁苯橡胶的界面融合。将细度为600目1000目的未改性和改性铁水脱硫尾渣分别替代炭黑、硅铝炭黑和氢氧化铝等填料以及作为低卤阻燃协调剂,开展用铁水脱硫尾渣作填料制备阻燃输送带覆盖胶工业化应用试验,测试了不同硫化条件下阻燃输送带覆盖胶的性能,发现:（1）在密炼工艺下,当硫化温度为145℃,硫化时间为10min时,添加30份铁水脱硫尾渣的阻燃输送带覆盖胶力学性能、磨耗、阻燃性能均满足标准要求。该工艺配方可少使用10份炭黑、15份氢氧化铝和4份硫化促进剂。（2）当硫化温度为145℃,硫化时间为45min时,用15份铁水脱硫尾渣作阻燃协调剂的低卤阻燃输送带覆盖胶的力学性能、阻燃性能和磨耗均符合标准要求。