山國(guó)強(qiáng) 畢玉保

（河南科技大學(xué)高溫材料研究院，河南洛陽(yáng)471003）

1 前言

在冶金、工業(yè)窯爐、水泥窯、垃圾焚燒爐等領(lǐng)域，一些窯爐內(nèi)部帶有酸性氣氛（SO2，H2S）、堿性氣氛（Na2O、K2O）。這些酸堿性物質(zhì)或氣體會(huì)對(duì)耐火材料爐襯造成嚴(yán)重腐蝕或者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而導(dǎo)致耐火材料結(jié)構(gòu)破壞、損毀爐襯。一些陶瓷生產(chǎn)廠家的廢瓷片、廢地板磚及工業(yè)用后的廢瓷、地板磚等硅酸鹽廢料處理困難，占用了大量田地。而廢陶瓷、地板磚等已是被燒結(jié)后的致密材料，具有吸水率低、較好的耐高溫、耐酸和耐堿性能，很適合做澆注料的骨料。本工作以廢棄的硅酸鹽廢料作為骨料，研制了具有耐酸堿特性的澆注料，探討了熱處理制度對(duì)其一些性能的影響以及工業(yè)應(yīng)用的情況。

2 試驗(yàn)

試驗(yàn)用主要原料為廢地板磚、廢瓷磚、葉臘石粉、硅微粉和鋁酸鈣水泥。其化學(xué)組成見(jiàn)表1。

以廢地板磚、廢瓷磚為耐火骨料，葉臘石為粉料，硅微粉、鋁酸鈣水泥為結(jié)合劑，按m（骨料）∶m（細(xì)粉）=65∶35的質(zhì)量配比準(zhǔn)確稱取各原料，加入攪拌罐中，攪拌均勻后再加水?dāng)嚢?m in，制備成160mm×40mm×40mm的試樣，室溫養(yǎng)護(hù)24 h后脫模，經(jīng)110℃24 h烘干后，分別經(jīng)600、1100℃保溫3 h熱處理。

按照 YB/T 5200-1993檢測(cè)試樣的體積密度，YB/T 5201-1993檢測(cè)試樣的常溫抗折強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度，YB/T 5203 -1993檢測(cè)試樣的線變化率。

3 結(jié)果與討論

澆注料的常規(guī)物理性能如表2所示。經(jīng)110℃烘干后和經(jīng)600℃熱處理后的體積密度由2.16變?yōu)?.13。原因是一些結(jié)構(gòu)水以及水泥水化產(chǎn)物失水從而導(dǎo)致體積密度下降。從600℃到1100℃體積密度少許增加可以理解為溫度升高促進(jìn)燒結(jié)導(dǎo)致體積密度增加。

表1 主要原料的化學(xué)組成（％）Tab.1 Chem ical composition of the main starting materials（％）

由表2中耐壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度的變化可以看出，600℃強(qiáng)度低于110℃耐壓強(qiáng)度，其原因?yàn)闈沧⒘系乃嗨a(chǎn)物在600℃時(shí)發(fā)生脫水，內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞，氣孔率增加，結(jié)構(gòu)疏松導(dǎo)致耐壓強(qiáng)度下降。從600℃到1100℃耐壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度大幅增加是因?yàn)殡S著溫度升高，葉臘石細(xì)粉起到了部分燒結(jié)作用，形成陶瓷結(jié)合從而提高了其耐壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度。

表2 澆注料的性能Tab.2 Properties of the castable

由永久線變化率可以看出，澆注料在600℃之前線變化率變化不大。當(dāng)在1100℃時(shí)線變化率為0.35，因此，從側(cè)面印證了澆注料在1100℃時(shí)強(qiáng)度增加主要是燒結(jié)作用明顯，形成陶瓷結(jié)合的結(jié)果。

4 應(yīng)用

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，在華新水泥股份有限公司進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)使用試驗(yàn)。結(jié)果表明，該澆注料使用五年，至今未發(fā)生損壞現(xiàn)象，仍在應(yīng)用。由此可見(jiàn)，研制的以廢硅酸鹽陶瓷骨料的澆注料完全能夠滿足惡劣工作氣氛（堿蒸氣等）的需要，獲得了很好的工業(yè)應(yīng)用效果。

5 結(jié)論

以陶瓷、地板磚等硅酸鹽廢料作為骨料，研制了具有耐酸堿特性的澆注料應(yīng)用于水泥窯預(yù)熱器等襯里部位，使用效果良好，節(jié)約了生產(chǎn)成本，是處理垃圾且讓垃圾無(wú)害化的有效方式。

1劉麟瑞，林彬蔭.工業(yè)窯爐用耐火材料手冊(cè).北京：冶金工業(yè)出版社，2001

2韓行祿.不定形耐火材料.北京：冶金工業(yè)出版社，2005