對廢舊耐火材料的利用不僅可以減少其對環(huán)境的污染，而且可以節(jié)約生產(chǎn)原料成本。為此使用再生料替代澆注料原有配方中的原材料進行試驗，探討再生料替代比例對澆注料性能的影響。制得的澆注料產(chǎn)品，在鐵鉤中后段和前端使用后，耐侵蝕及耐沖刷性能與現(xiàn)用鐵溝料相近。
替代試驗
再生料的制備
試驗所用主要原料：88級礬土均化料顆粒，棕剛玉，97#碳化硅，活性氧化鋁微粉，純鋁酸鈣水泥、硅微粉、金屬硅粉，球狀瀝青。主要替代原料的主要化學組成如表1所示，其中ASC磚及滑板殘磚再生料均為碾壓處理后。
表1 3種替代原料(再生料)的化學組成
試驗方案
原生產(chǎn)配比X為基礎試驗方案，其中88礬土15~8mm 10%、8~5mm 18%，1~0mm 97碳化硅 7%，CA70 純鋁酸鈣水泥 3%，添加劑5.03%，硅微粉、α-氧化鋁微粉適量，保持不變。分別以ASC磚、滑板磚、剛玉澆注料替代主要原料，試驗方案見表2。
表2 再生料替代主要原料試驗方案
將按配方配料的各原料混勻、攪拌后，按照GB/T5302.1—2003標準要求測定澆注料的流動值。經(jīng)振動澆注成型為160mm×40mm×40mm的試樣，并按照YB2209標準要求進行養(yǎng)護，110℃干燥，再分別按工藝(1250℃×3h)、工藝2(1350℃×3h)、工藝3(1450℃×3h)進行熱處理，按照GB/T2997—2000標準要求檢測試樣烘干和熱處理后的顯氣孔率、體積密度和線變化率;按照GB/T3001—2000標準要求檢測試樣的冷態(tài)抗折、耐壓強度、按照GB/T3002—2004標準要求檢測試樣的高溫抗折強度;按照GB/T8931—2007標準要求檢測試樣的抗熔渣滲透能力。
試驗結果與討論
澆注料試樣經(jīng)熱處理后的常溫物理性能見表3、高溫物理性能見表4。
表3 澆注料試樣經(jīng)熱處理后的常溫物理性能
表4 澆注料試樣的高溫物理性能
1)對施工性能的影響。原料中有一定比例的鱗片石墨，為保證施工性能，加水量相應增加，加水量增加后仍在控制范圍內(nèi)，施工正常。
2)對常溫耐壓強度、高溫抗折強度的影響。對比表3中試驗數(shù)據(jù)可以看出，1#、2#試樣中加入較多的石墨，在較低溫度(1250℃)下進行處理，試塊不容易進行充分的反應，耐壓強度值低于3#試樣。當進行了1450℃×3h的熱處理后，由于二氧化硅微粉、球狀瀝青、黏土等物料在鱗片石墨抗氧化保護氣氛下進行反應，避免了氧化，促進了各物料間的相互反應和生成，促使2#試塊的耐壓強度較快提升，耐壓強度接近原配方試樣值。由表4可知，1#、2#試樣的高溫抗折強度均高于原配方試樣，高溫抗折強度指標高于標準值，3#試樣的抗折強度同原配方強度值相近。
3)對澆注料變化率、顯氣孔率和體積密度的影響。對比表3中試驗數(shù)據(jù)可以看出，隨著熱處理溫度的提高，試樣內(nèi)部開始產(chǎn)生反應，燒后線變化率增大，2#試樣1450℃(工藝3)時出現(xiàn)了微量的彈性收縮，是受滑板再生料中含有微量未反應的樹脂和高溫下石墨氧化燒蝕的影響，但各試樣的線變化率仍在控制范圍內(nèi);各試塊的體積密度在1450℃熱處理后均得到了微量的提高：1#、2#試塊所用的再生料中所含的細粉、微粉較多、縫隙填充密實，顯氣孔率隨溫度的提高反而升高。1#、2#試驗方案配方首次生產(chǎn)時，采用高鋁礬土骨料為骨料，該材料在1400~1500℃時會伴隨二次莫來石的產(chǎn)生，產(chǎn)生較大的體積膨脹(約6%)，致使氣孔率增大，是由于試樣制備時加水量增多所致，但所增加的0.5%的加水量對澆注料的各項性能影響不大，反而有利于在高溫條件下進行施工。
4)對抗渣性能的影響。為評估各配方的抗折性能，采用靜態(tài)坩堝試驗法，圖1為經(jīng)過1400℃×3h熱處理后試樣的剖面圖。各試塊在坩堝內(nèi)的反應和侵蝕只在渣液面與試樣內(nèi)壁處進行，只發(fā)生了侵蝕，沒有滲透，渣液面處侵蝕深度為0.12~0.14mm，靜態(tài)抗渣侵蝕性能近似。
結論
再生料替代原料，加水量有一定比例的增加，但不影響澆注料的性能，滿足施工要求。
再生料不同比例替代原料，常溫強度下降，但各配比的常溫強度指標仍遠遠超出標準要求。
再生料替代原料對澆注料的顯氣孔率、體積密度有一定影響，但不影響澆注料的抗渣侵蝕性能。
綜合各項性能，再生原料的替代量在17%~27%，對澆注料各項指標性能的影響可以接受，澆注料的各項性能仍滿足使用要求。
