对废旧耐火材料的利用不仅可以减少其对环境的污染，而且可以节约生产原料成本。为此使用再生料替代浇注料原有配方中的原材料进行试验，探讨再生料替代比例对浇注料性能的影响。制得的浇注料产品，在铁钩中后段和前端使用后，耐侵蚀及耐冲刷性能与现用铁沟料相近。

替代试验

再生料的制备

试验所用主要原料：88级矾土均化料颗粒，棕刚玉，97#碳化硅，活性氧化铝微粉，纯铝酸钙水泥、硅微粉、金属硅粉，球状沥青。主要替代原料的主要化学组成如表1所示，其中ASC砖及滑板残砖再生料均为碾压处理后。

表1 3种替代原料(再生料)的化学组成

试验方案

原生产配比X为基础试验方案，其中88矾土15~8mm 10%、8~5mm 18%，1~0mm 97碳化硅 7%，CA70 纯铝酸钙水泥 3%，添加剂5.03%，硅微粉、α-氧化铝微粉适量，保持不变。分别以ASC砖、滑板砖、刚玉浇注料替代主要原料，试验方案见表2。

表2 再生料替代主要原料试验方案

将按配方配料的各原料混匀、搅拌后，按照GB/T5302.1—2003标准要求测定浇注料的流动值。经振动浇注成型为160mm×40mm×40mm的试样，并按照YB2209标准要求进行养护，110℃干燥，再分别按工艺(1250℃×3h)、工艺2(1350℃×3h)、工艺3(1450℃×3h)进行热处理，按照GB/T2997—2000标准要求检测试样烘干和热处理后的显气孔率、体积密度和线变化率;按照GB/T3001—2000标准要求检测试样的冷态抗折、耐压强度、按照GB/T3002—2004标准要求检测试样的高温抗折强度;按照GB/T8931—2007标准要求检测试样的抗熔渣渗透能力。

试验结果与讨论

浇注料试样经热处理后的常温物理性能见表3、高温物理性能见表4。

表3 浇注料试样经热处理后的常温物理性能

表4 浇注料试样的高温物理性能

1)对施工性能的影响。原料中有一定比例的鳞片石墨，为保证施工性能，加水量相应增加，加水量增加后仍在控制范围内，施工正常。

2)对常温耐压强度、高温抗折强度的影响。对比表3中试验数据可以看出，1#、2#试样中加入较多的石墨，在较低温度(1250℃)下进行处理，试块不容易进行充分的反应，耐压强度值低于3#试样。当进行了1450℃×3h的热处理后，由于二氧化硅微粉、球状沥青、黏土等物料在鳞片石墨抗氧化保护气氛下进行反应，避免了氧化，促进了各物料间的相互反应和生成，促使2#试块的耐压强度较快提升，耐压强度接近原配方试样值。由表4可知，1#、2#试样的高温抗折强度均高于原配方试样，高温抗折强度指标高于标准值，3#试样的抗折强度同原配方强度值相近。

3)对浇注料变化率、显气孔率和体积密度的影响。对比表3中试验数据可以看出，随着热处理温度的提高，试样内部开始产生反应，烧后线变化率增大，2#试样1450℃(工艺3)时出现了微量的弹性收缩，是受滑板再生料中含有微量未反应的树脂和高温下石墨氧化烧蚀的影响，但各试样的线变化率仍在控制范围内;各试块的体积密度在1450℃热处理后均得到了微量的提高：1#、2#试块所用的再生料中所含的细粉、微粉较多、缝隙填充密实，显气孔率随温度的提高反而升高。1#、2#试验方案配方首次生产时，采用高铝矾土骨料为骨料，该材料在1400~1500℃时会伴随二次莫来石的产生，产生较大的体积膨胀(约6%)，致使气孔率增大，是由于试样制备时加水量增多所致，但所增加的0.5%的加水量对浇注料的各项性能影响不大，反而有利于在高温条件下进行施工。

4)对抗渣性能的影响。为评估各配方的抗折性能，采用静态坩埚试验法，图1为经过1400℃×3h热处理后试样的剖面图。各试块在坩埚内的反应和侵蚀只在渣液面与试样内壁处进行，只发生了侵蚀，没有渗透，渣液面处侵蚀深度为0.12~0.14mm，静态抗渣侵蚀性能近似。

结论

再生料替代原料，加水量有一定比例的增加，但不影响浇注料的性能，满足施工要求。

再生料不同比例替代原料，常温强度下降，但各配比的常温强度指标仍远远超出标准要求。

再生料替代原料对浇注料的显气孔率、体积密度有一定影响，但不影响浇注料的抗渣侵蚀性能。

综合各项性能，再生原料的替代量在17%~27%，对浇注料各项指标性能的影响可以接受，浇注料的各项性能仍满足使用要求。