为了缩短出铁沟的维修时间,浇注料烘干所需的时间越短越好。通过改善浇注料的抗爆裂性可以有效缩短浇注料的烘干时间。通常采用添加金属AI粉和有机纤维的方法提高浇注料 的抗爆裂性,也有采用添加硅溶胶结合剂改善浇注料干燥性能的报道。基于此,日本大光炉 材株式会社的研究人员研究了硅溶胶结合的 AI2O3-SiC-C铁沟浇注料与低水泥结合的铁沟浇注料的干燥性能及抗侵蚀性。
采用水泥和硅溶胶为结合剂制备两组不同 的含尖晶石的AI2O3-SiC-C浇注料,主要性能见 表1,其中ZOL浇注料固定SQ含量(w)为2%。
表1浇注料的化学组成和结合剂
试样 | 浇注料AC | 浇注料ZOL |
化学组成 (W)/% | AIQ | 62 | 60 |
SQ | — | 2 |
MgO | 16 | 16 |
CaO | 1 | — |
SiC | 16 | 16 |
c | 3 | 3 |
结合剂 |
| AI2O3zK 泥 | 硅溶胶* |
水泥加入量/% | 6.5 | — |
硅溶胶加入量/% | — | 6.5 |
硅溶胶结合剂中SiO含量为30%。采用(|)100 mmx 100 mm的圆柱试样进行抗爆裂性试验:将试样放入预加热的电炉中,迅速升温到试验温度 (300-900 °C ),冷却后观察试样表面状况 进行抗爆裂性评估。根据JIS R2115标准采用 透气度测量仪测量每组试样的透气度:采用 4> 50 mm x 50 mm试样经养护后及110 °C 24 h 烘干后间隔一段时间(10、20、30、60、120 min和24 h )进行测量。采用160 mm x 40 mmx40 mm的条状试样测量经110 °C 24 h 烘干及1 000、1 500 °C 3 h烧后的常温抗折强 度;测量条状试样1 000、1 500 °C 2 h氮气气 氛下的高温抗折强度。抗侵蚀性试验:在感应炉中采用烘干后和1 500 °C 3 h重复加热15次 后的试样作对比,以生铁和CaO/SiO2为1.2的 高炉渣为侵蚀剂,每小时更换1次新渣,进 行15 h后冷却,评估试样的抗侵蚀性。
高放射性废料在电炉熔池中进行玻璃固化是 被普遍接受的工业化方法。玻璃固化放射性废料时使用an-500型高效率电炉,也开发有戮-20/50小型脱壳炉,这些炉型的应用与高效耐火材料的选材直接相关。由于这种设 备对可靠性和运行寿命的要求高,因此对和熔裂发生,在900 °C下出现爆裂现象。透气度测量结果显示,30 °C下养护24 h后,硅溶胶结合的浇注料ZOL试样的透气度低于水泥结合试样的;但经110 °C 24 h烘干后,硅溶胶结合的浇注料ZOL试样的透气度迅速增大, 在烘干20 min后的透气度已显著大于水泥结合试样,两组浇注料的透气度均在烘干后120 min时达到 大值,烘干后24 h时透气度又有所降低。
与水泥结合浇注料AC试样相比,硅溶胶结合的浇注料ZOL试样经110 °C 24 h烘干及1 000、1 500 °C 3 h烧后均具有较高的常温抗折强度。尤其是1 500 °C烧后,由于硅溶胶结合的浇注料中有莫来石生成,强度远高于水泥结合试样的强度。硅溶胶结合的浇注料 ZOL试样的在1 000 P下具有很高的高温抗折强度。
110 °C 24 h烘干后,硅溶胶结合的浇注料的抗侵蚀性略好于水泥结合的试样,1500 °C3h加热15次后,水泥结合的浇注料试样的抗侵蚀性略好于硅溶胶结合的试样。