鉻剛玉澆注料是重要的危廢焚燒爐爐襯材料之一，但危廢來源廣泛，成分復雜，導致爐渣的成分存在差異，從而影響爐襯的使用壽命。以鋁酸鈣水泥結(jié)合鉻剛玉澆注料為對象,選取了富含CaO、Fe2O3和SiO2的三種典型危廢爐渣，試驗了對鉻剛玉澆注料燒成前后的侵蝕/滲透行為影響。

三種危廢爐渣的化學組成如表1所示分別將化學組成中CaO、SiO2和Fe2O3含量相對較高的渣命名為高 CaO 渣、高SiO2渣和高Fe2O3渣，其堿酸比依次為2. 7、0. 5和1. 0。采用爐渣熔點熔速測定儀,測定其半球點，高CaO渣接近1500 ℃，高SiO2渣為1152. 3℃，高 Fe2O3渣為1203. 5 ℃。分別在坩堝試樣內(nèi)入24 g渣，在1 600 ℃下 保溫 3 h 進行靜態(tài)抗渣侵蝕試驗。

圖1是水泥結(jié)合鉻剛玉澆注料在 1 600 ℃下對三種渣的靜態(tài)抗渣3 h后的坩堝剖面圖。從圖中可以看出，除FS、FI外，其余試樣的坩堝底部無明顯殘渣，與原始坩堝孔(白色線條區(qū)域)相比，渣對材料產(chǎn)生了一定程度的侵蝕，渣對材料的滲透較為明顯。試樣的侵蝕指數(shù)均很低，最高也僅有2. 7 %，但試樣的滲透指數(shù)遠高于侵蝕指數(shù)。對于未燒成試樣，從侵蝕性來看，三種渣的侵蝕指數(shù)之間的差距很小，其抗高SiO2渣侵蝕的能力最好抗高Fe2O3渣侵蝕的能力稍弱，抗高CaO渣侵蝕的能力最差。從滲透性來看，其抗高CaO渣滲透的能力最好，抗高Fe2O3渣滲透的能力稍弱，抗高SiO2渣滲透的能力最差。對于燒成試樣，其抵抗渣侵蝕的能力變化很小，但抗渣滲透能力均有所改善，特別是抗高SiO2渣滲透能力得到極大改善。

從圖中可以看出，經(jīng)渣侵蝕后的含鉻剛玉澆注料中除鋁鉻固溶體和六鋁酸鈣外，產(chǎn)物中還出現(xiàn)了新的物相。對比燒成與未燒成試樣，侵蝕后產(chǎn)物中新生成的物相完全一致。以未燒成試樣為例，試樣US反應層中新增物相為鈣長石(CaAl 2 Si 2O8 )和霞石(NaAlSO4 )，六鋁酸鈣消失。在滲透層內(nèi)新增物相則是鈣黃長石和霞石；而高Fe2O3渣侵蝕試樣后的反應層為霞石、鈣長石和 Ca(Fe,Al)12O19 ，在滲透層內(nèi)鈣長石被鈣黃長石代替。與前兩種渣相比，高CaO渣中CaO含量明顯增加，因此反應層內(nèi)新的物相為硅酸二鈣(Ca2 SiO4 )和鈣黃長石(Ca2Al 2 SiO7 )，六鋁酸鈣含量增加，在滲透層內(nèi)新增物相則只有鈣黃長石。

這些物相中，霞石熔點低，熔點在1150 ℃左右，會促進熔渣滲透進試樣內(nèi)，長石和硅酸二鈣熔點比霞石高,但在1 600 ℃下仍會變成液相。 六鋁酸鈣、鋁鉻固溶體和 Ca ( Fe,Al)12 O19 熔點均高于1600 ℃，會減緩渣的滲透。其中，六鋁酸鈣的生成會伴有膨脹效應，使試樣內(nèi)部更加致密，且其不易與堿性渣反應。鋁鉻固溶體則不易與酸性或堿性渣反應生成液相,Ca(Fe,Al)12O19是Fe2O3與CaAl12O19發(fā)生固溶反應所得到的產(chǎn)物,其性質(zhì)與CaAl 12O19類似。