在钢铁、陶瓷、水泥和玻璃等高温产业的生产过程中，需要耗费大量的耐火材料，因此产生了大量废弃耐火材料；此外，耐火材料制品本身的生产过程中也会产生大量废品和耐火材料废料。
废弃滑板、水口这些巨量的废弃耐火材料，除了极少数可以返回生产线再利用外，其他大量的都被当做垃圾掩埋或降级使用。
另外，废弃的耐火材料也对环境产生污染，这主要表现在：①粉尘；②结晶二氧化硅的矽肺病；③氧化锆原料的放射性；④Cr6+的致癌性；⑤耐火纤维和石棉的致癌性；⑥沥青和树脂挥发分的污染；⑦废弃耐火材料占据的土地。
废旧透气砖我国每年产生的数百万吨用后耐火材料若能作为二次资源得到充分的利用，不但为我国节约大量的资源，而且每年提高的社会效益将超过百亿元。
本文以废旧耐材中的回收钢包水口座砖、透气座砖举例说明，这些数以万吨计算的钢厂废弃物通过技术研发，变身为优质的刚玉质浇注料，二次利用不仅环保，更能创造价值。具体应用如下：
1、试验
1.1原料及试验方案
制备刚玉质浇注料以95棕刚玉、回收钢包水口、透气座砖为骨料，白刚玉粉、氧化铝微粉、92#硅微粉为基质，Secar-71水泥为结合剂。表1示出了原料的化学组成。按表2的实验配比研究不同回收料加入量对刚玉质浇注料综合性能的影响。
表1原料的化学组成
表2实验配比
1.2试样制备和性能检测
按YB/T.1—制样，在浇注料流动值相近时试样加水量见表3。将以上配比的浇注料制成mm×40mm×40mm的试块各9组，经养护、脱模后于℃烘24h后，测试显气孔率、体积密度、抗折强度、耐压强度；烘干试样分别经0℃保温3h和℃保温3h处理后，检测显气孔率、体积密度、常温抗折强度、耐压强度、烧后线变化率。同时对℃保温3h烧后的坩埚样进行抗渣实验，加50g渣，渣样的化学组成(w)为：Al2O.81%，Fe2O31.05%，SiO.82%，CaO22.65%，MgO21.79%，MnO23.79%。
表3加水量试验
2、结果与分析
2.1回收座砖料加入量对浇注料常温性能的影响
图1示出了回收座砖料加入量对浇注料试样常温性能的影响。可以看出，随着回收钢包水口座砖、透气座砖加入量的增加，刚玉质浇注料的加水量逐渐增加、显气孔率升高、体积密度降低。这主要是因为回收钢包水口座砖、透气座砖破碎后，颗粒多为假颗粒，吸水率比新料要高，因此需要更多的水分才能达到润湿和满足成形的要求。
随着回收钢包水口座砖、透气座砖加入量的增加，试样的常温强度呈下降趋势。这是由于在℃保温24h烘干后刚玉质浇注料的强度主要与水泥的水化产物有关，铝酸盐水泥水化产生CAH10、C2AH8、C3AH6晶体和AH3(氧化铝凝胶体)，形成凝聚-结晶网而产生结合强度。而在此温度下随着加水量的增加，气孔率升高，强度也相应降低。经过0℃保温3h处理后，水化矿物相中失去部分或者全部结晶水并部分晶型转变，晶型转变会释放出大量游离水并失去，导致试样结构疏松，气孔率增大，浇注料强度降低。而℃保温3h处理后，基质中形成大量交错排列的CA2、CA6的晶体网状结构，强化基质与颗粒料的结合，强度提高。
图1回收座砖料的加入量对浇注料试样常温性能的影响
2.2回收座砖料加入量对抗渣性的影响
图2回收座砖料加入量对浇注料抗渣性的影响
经℃保温3h处理后，各配方抗渣样的纵切面如图2所示。可以看出：随着回收钢包水口、透气座砖料加入量的增大，刚玉浇注料抗渣性逐渐降低。加水量的增加导致刚玉质浇注料体积密度降低，气孔率升高，中间包渣更容易向试样中渗透，其抗渣性也相应降低。当回收钢包水口、透气座砖料的加入量≥45%(w)时，试样的抗渣性已明显降低，无法满足使用要求，为解决抗渣性问题，进行了以下加入氧化铬的实验。
2.3氧化铬粉对刚玉质自流料的影响
采用3#配方，在回收钢包水口、透气座砖颗粒料的加入量为45%(w)的前提下，分别加入0.5%、1%和2%(w)的氧化铬粉，试样编号为5#、6#、7#。按1.2制样并进行抗渣试验，抗渣性检测结果见图3。
图3氧化铬粉加入量对抗渣性的影响
由图3可以看出：含回收钢包水口、座砖的刚玉质浇注料在氧化铬粉加入后，抗渣性明显提高；氧化铬粉加入量大于1%(w)后，浇注料的抗渣性仍有所提升，但提升不大。这是由于在温度升到℃后，氧化铬开始向氧化铝中固溶，固溶促进了刚玉浇注料基质的烧结，氧化铬逐渐将刚玉颗粒和基质结合起来，提高了浇注料高温强度。随着氧化铬固溶量的增加，液相线温度也随之升高。当与炉渣接触时，固溶体中的Al2O3逐渐熔入渣中，而Cr2O3则以富铬(Cr，Al)2O4固溶体的形式从耐火材料中析出，并在耐火材料与炉渣界面形成一层富铬(Cr，Al)2O4保护层，阻止炉渣进一步侵入。因此，适当加入氧化铬粉能显著提高浇注料的抗渣性能，提高浇注料使用寿命。考虑到现场使用和经济性，将氧化铬粉的加入量定为1%(w)。
3、结论
在使用回收钢包水口、透气座砖制备的刚玉质浇注料中，考虑到适用性及经济性等问题，回收钢包水口、透气座砖颗粒的加入量在45%(w)，氧化铬粉加入量为1%(w)时最佳。制备的刚玉质浇注料在昆钢新区吨钢包上试用，满足使用要求。
