摘要： 本文聚焦于碳化硅浇注料在江苏省废旧高炉再生骨料应用中的性能衰减问题，通过对材料性能变化规律的深入研究，探讨其性能衰减机制，并进一步明确在不同工况下的利用界限，旨在为该类材料的合理应用与资源化高效利用提供理论依据与实践指导。

一、引言

随着钢铁行业的持续发展，江苏省内大量废旧高炉的产生带来了严峻的固体废弃物处理问题。废旧高炉再生骨料作为一种可回收利用的资源，其再利用途径备受关注。碳化硅浇注料因其优异的耐高温、耐腐蚀等性能，在冶金工业中具有广泛应用前景。将碳化硅浇注料应用于废旧高炉再生骨料，有望实现资源的高效循环利用，但实际应用中发现其性能存在衰减现象，这限制了其进一步的推广应用。因此，深入研究其性能衰减规律与利用界限具有重要的现实意义。

二、江苏省废旧高炉再生骨料概述

江苏省作为钢铁产业大省，废旧高炉数量众多。这些废旧高炉经过拆解、破碎等处理后得到的再生骨料，具有一定的粒度分布和物理化学特性。其化学成分复杂，含有多种金属氧化物以及少量的其他杂质，且表面较为粗糙，孔隙率相对较高。这些特性既为碳化硅浇注料的应用提供了一定的附着基础，也带来了性能调控的挑战。

三、碳化硅浇注料应用于废旧高炉再生骨料的性能特点

（一）初始性能优势

碳化硅浇注料具有良好的耐高温性能，能够在高温环境下保持结构稳定性，这与废旧高炉再生骨料在后续可能面临的高温处理或热工工况相匹配。其优异的耐腐蚀性，可有效抵御废旧高炉环境中可能存在的酸性或碱性物质的侵蚀，延长使用寿命。此外，碳化硅浇注料的高强度和良好的耐磨性，使其在承受一定的机械负荷和物料冲刷时仍能保持良好的性能，为废旧高炉再生骨料的结构化应用提供了可靠的保障。

（二）性能衰减表现

然而，在长期使用过程中，碳化硅浇注料的性能会出现衰减。例如，在高温下长时间服役后，其强度会逐渐降低，这是由于碳化硅在高温下的氧化反应以及热应力的作用，导致材料内部结构发生变化，产生微裂纹并逐渐扩展。同时，耐腐蚀性也会随着使用时间的延长而下降，表现为表面出现腐蚀产物，材料的致密性遭到破坏，从而降低了对腐蚀性介质的阻挡能力。在耐磨性方面，由于再生骨料表面的粗糙度以及在使用过程中的不断磨损，碳化硅浇注料的表面磨损加剧，厚度逐渐减小，影响了其对再生骨料的整体保护作用。

四、性能衰减机制分析

（一）热学因素

废旧高炉再生骨料在一些应用场景中会经历温度的剧烈变化，碳化硅浇注料在这种热循环条件下，内部会产生较大的热应力。由于碳化硅的热膨胀系数相对较小，与再生骨料及其他周围材料的热膨胀差异会导致在界面处产生应力集中。当热应力超过材料本身的强度极限时，就会引发裂纹的萌生与扩展，进而导致材料强度和韧性的下降，加速性能衰减。

（二）化学侵蚀

废旧高炉环境中存在的各种化学物质，如炉渣中的碱性氧化物、酸性气体等，会与碳化硅浇注料发生化学反应。在高温下，这些化学反应速率加快，侵蚀产物会填充在材料的孔隙中，改变材料的微观结构，使材料的致密性降低，从而影响其力学性能和耐腐蚀性能。例如，碱性氧化物可能会与碳化硅反应生成硅酸盐等物质，破坏了碳化硅原有的晶体结构，削弱了材料的性能。

（三）机械磨损

在废旧高炉再生骨料的处理、运输以及后续的使用过程中，碳化硅浇注料不可避免地会受到机械磨损作用。再生骨料的棱角以及物料之间的相互摩擦，会使浇注料表面的材料逐渐脱落。随着磨损的进行，材料的表面粗糙度增加，不仅影响了其外观和尺寸精度，更重要的是进一步降低了其对再生骨料的保护功能，加速了外界环境对材料的侵蚀，形成恶性循环，加剧性能衰减。

五、利用界限探讨

（一）温度界限

根据碳化硅浇注料的高温性能衰减规律，当使用温度超过一定范围时，其性能衰减速度显著加快。在江苏省废旧高炉再生骨料应用中，一般建议使用温度不宜超过[X]℃。超过此温度，碳化硅浇注料的氧化反应急剧增强，热应力导致的结构破坏也更为严重，无法保证其在再生骨料体系中的稳定性和耐久性，从而失去其应用价值。

（二）化学环境界限

考虑到化学侵蚀对碳化硅浇注料性能的影响，在废旧高炉再生骨料所处的化学环境中，应严格控制腐蚀性介质的浓度和种类。例如，对于碱性较强的环境，需要对浇注料进行特殊的表面处理或添加抗碱剂，以提高其抗碱腐蚀能力。当环境中酸性物质含量过高时，也需要采取相应的防护措施，如优化浇注料的配方，增加其耐酸性成分的比例。若化学环境超出了碳化硅浇注料所能承受的界限，其耐腐蚀性能将大幅下降，无法满足长期使用的要求。

（三）机械负荷界限

在承受机械负荷方面，碳化硅浇注料在废旧高炉再生骨料应用中有一定的承载极限。根据实验研究和实际工程经验，当机械压力超过[Y]MPa 或剪切力超过[Z]N 时，浇注料的磨损速率会大幅增加，且容易产生结构性破坏。因此，在设计和使用过程中，应确保再生骨料体系所受的机械负荷在该界限范围内，以避免因过度磨损而导致的性能失效。

六、结论

碳化硅浇注料在江苏省废旧高炉再生骨料应用中具有明显的性能优势，但也面临着性能衰减的问题。通过对其性能衰减机制的深入分析，明确了在热学、化学和机械方面的衰减原因。在此基础上，探讨了碳化硅浇注料在废旧高炉再生骨料应用中的利用界限，包括温度界限、化学环境界限和机械负荷界限等。在实际工程应用中，应根据这些界限条件，合理设计和应用碳化硅浇注料，以实现废旧高炉再生骨料的高效资源化利用，同时保证材料的稳定性和耐久性，为江苏省的固体废弃物处理和资源循环利用提供有力的技术支持。未来，还需要进一步研究如何通过材料改性、工艺优化等手段，提高碳化硅浇注料在复杂环境下的性能稳定性，拓宽其应用范围，更好地服务于废旧高炉再生骨料的综合利用。