一种协同处置固废水泥窑的预分解系统用耐火浇注料的制作方法

1.本发明涉及一种不定形耐火材料，具体的说是一种协同处置固废水泥窑的预分解系统用耐火浇注料。


背景技术：

2.现代水泥窑的预分解系统包括分解炉和多级旋风预热器(通常有五级，从高端到低端分别为c1～c5预热器)。利用水泥回转窑(简称水泥窑)协同处置固废的过程中，一些经过干燥、粉碎等预处理的低(无)热值的固体废物，通常从c2预热器的入料口投入水泥窑系统进行处理；而一些不适合从窑头燃烧器喷入、但又具有一定热值的固体废物则被送入分解炉处理。因此，对于协同处置固废水泥窑的预分解系统而言，其工况环境为：气固两相温度较低(气体温度介于350～910℃，物料温度介于100～870℃)，其中分解炉内温度较高，气固两相的温度分别大致为880～910℃和850～870℃；气固两相流速较大，且由固废焚烧和水泥生料煅烧产生的挥发性碱、氯、硫等离子循环富集。它们在对内衬耐火材料产生强烈侵蚀作用的同时，也会粘附于生料颗粒和窑气中的粉尘上并易附着于低位预热器(c4、c5)的内衬耐火材料上，产生结皮，甚至堵塞，影响窑的正常运行。因此，要求分解炉和预热器内衬工作层耐火材料应具有良好的抗化学侵蚀性、抗结皮性、耐磨性和中低温力学强度。
3.目前，水泥窑预分解系统内衬工作层大多采用耐碱砖、抗剥落高铝砖、硅莫系耐火砖和铝酸盐水泥结合的高铝(莫来石)-sic质抗结皮耐火浇注料，这些sic质抗结皮耐火浇注料虽然具有一定的抗结皮性，但由于水泥窑协同处置固废带来的恶劣侵蚀性环境，使得它们短时间内就容易出现侵蚀损毁和结皮堵塞的问题。此外，铝酸盐水泥结合浇注料还存在两个严重问题：一是水泥结合浇注料在烘烤时必须严格控制升温速度，否则容易因水化产物脱水分解形成很高的内部蒸汽压力而产生爆裂，进而更加剧浇注料的蚀损；二是在1000℃以下的烘烤升温过程中，由于水化产物分解脱水、水化结合作用失效，会造成浇注料的中低温强度大幅下降。因此，铝酸盐水泥结合浇注料的养护工艺要求严，养护周期长，脱水过程中强度下降明显，容易出现裂纹甚至爆裂剥落。


技术实现要素：

4.本发明旨在提供一种协同处置固废水泥窑的预分解系统用耐火浇注料，旨在解决目前用作水泥窑分解炉及旋风预热器的锥部和上升烟道、下料溜管内衬的耐火浇注料生产成本较高，以及在协同处置固废时因为恶劣严苛的使用环境导致易蚀损、易结皮等问题。
5.为了解决以上技术问题，本发明采用的具体方案为：一种协同处置固废水泥窑的预分解系统用耐火浇注料，按照重量比，由59-64份的耐火骨料、36-41份的耐火粉料、9-12份的结合剂、0.2-0.6份的复合功能剂和1.35-2.12份的添加剂制成，其特征在于，耐火骨料为废碳化硅质窑具骨料，耐火粉料为废莫来石-刚玉质窑具粉，复合功能剂为碳化硼细粉。
6.所述废莫来石-刚玉质窑具粉的成分中含al2o
3 80～85％，sio
2 13～16％，fe2o3＜1.2％。
7.作为上述技术方案的进一步优化，所述耐火粉料还含有2-5份的氧化铝微粉和1-4份氧化硅微粉。
8.作为上述技术方案的进一步优化，所述耐火粉料还含有14-20份的废碳化硅质窑具粉。
9.作为上述技术方案的进一步优化，所述废碳化硅质窑具骨料的成分中sic含量＞80％。
10.作为上述技术方案的进一步优化，所述耐火骨料还含有32-40份的废莫来石-刚玉质窑具骨料，余量为废碳化硅质窑具骨料。
11.作为上述技术方案的进一步优化，所述耐火骨料中废碳化硅质窑具骨料的粒度为3≤d1＜6mm和1≤d2＜3mm两种，两种粒度的废碳化硅质窑具骨料分别占废碳化硅质窑具骨料用量的55-60％和40-45％；所述耐火骨料中废莫来石-刚玉质窑具骨料的粒度也为3≤d1＜6mm和1≤d2＜3mm两种，两种粒度的废莫来石-刚玉质窑具骨料分别占废莫来石-刚玉质窑具骨料用量的55-60％和40-45％。
12.作为上述技术方案的进一步优化，所述耐火粉料中废碳化硅质窑具粉的粒度为0.074≤d1＜1mm和d2＜0.074mm两种，两种粒度的废碳化硅质窑具粉分别占废碳化硅质窑具粉用量的40-50％和50-60％；所述耐火粉料中废莫来石-刚玉质窑具粉的粒度也为0.074≤d1＜1mm和d2＜0.074mm两种，两种粒度的废莫来石-刚玉质窑具粉分别占废莫来石-刚玉质窑具粉用量的40-50％和50-60％；所述碳化硼细粉的粒度d≤0.043mm。
13.作为上述技术方案的进一步优化，所述结合剂为液态氧化硅溶胶，其固相含量为sio
2 30-40％，(k2o na2o)＜0.4％，密度为1.20-1.26g/cm3，ph值为9-11。
14.所述添加剂由0.05-0.12份的分散剂、0.3-0.5份的促凝剂和1.0-1.5份的耐热钢纤维组成，其中，分散剂是六偏磷酸钠，促凝剂是粒径d≤0.043mm且mgo含量≥97％的烧结镁砂细粉。
15.与现有技术比较，本发明采用的技术方案具有以下积极效果：
16.1、本发明对陶瓷生产中的一类大宗固体废物——废窑具(即陶瓷烧成中用于支撑、承载或固定制品的一类辅助用具，包括推板、棚板、支柱、匣钵等)进行了资源化利用，利用废碳化硅质窑具和废莫来石-刚玉质窑具两种材质废窑具的优点，既显著降低了浇注料的生产成本，又有利于改善浇注料的抗化学侵蚀和抗结皮性能及力学性能，同时消除了它们对生态环境的危害。废碳化硅质窑具的矿物组成主要是碳化硅，废莫来石-刚玉质窑具的矿物组成主要是莫来石、刚玉，它们都具有强度高、硬度大、抗化学侵蚀性优良等特性。
17.2、由于水泥窑预分解系统的温度较低，最高温度只有900℃左右，用于其中的浇注料不易烧结产生强度，但是本发明建设性地使用了b4c，带来了明显益处：
①
b4c化学活性较大，可先于sic氧化生成熔融态的b2o3，尔后b2o3可与浇注料表层的sio2微粉及sic窑具粉颗粒表面氧化形成的非晶态sio2作用生成低共熔玻璃相(sio2·
b2o3)。无论是b2o3还是硼硅酸盐玻璃相(sio2·
b2o3)，它们都具有较低的高温粘度和良好的流动性，因此可较快地流散开来，有效填充浇注料表层的空隙和裂纹，从而既可阻挡氧分子向材料内部扩散，保护材料内部的sic免受氧化，还可促进浇注料烧结、产生强度。
②
b4c氧化形成的b2o3还可能与浇注料表层的al2o3微粉及莫来石-刚玉质窑具细粉中的al2o3作用形成al
18
b4o
33
。而b4c的氧化过程和al
18
b4o
33
的形成过程都伴随着较大的体积膨胀，从而有助于弥合浇注料中的空隙和裂纹，
促进材料表面层结构的致密化，有效阻挡氧分子向浇注料内部扩散，避免内部的sic氧化。总之，b4c的应用既有利于促进浇注料低温下的烧结作用，提高浇注料的强度；又有利于保护浇注料中的sic，避免其在高温潮湿的环境下快速氧化失效，从而确保浇注料具有优良的抗结皮及抗侵蚀性能。
18.3、根据andreasen连续颗粒堆积理论进行的从粗骨料(3≤d1＜6mm)到微粉(d≤3～5μm)的多级颗粒级配设计，可以确保浇注料获得足够大的体积密度和最小的显气孔率，从而尽可能地增大系统中挥发性碱、氯、硫等离子的内侵阻力，提高浇注料的抗化学侵蚀性。其四，本发明耐火浇注料所用原料种类少，配制过程简单，产品质量易控。
19.4、硅溶胶结合剂及促凝剂的采用，既确保了浇注料具有良好的快速烘烤性能，能够缩短浇注料成型之后的养护时间，又能够保证浇注料具有足够的脱模强度和烘烤及使用过程中产生足够的中低温强度，从而最终保证本发明浇注料在其使用温度(800℃左右)条件下具有足够高的力学强度。
20.总之，本发明制备的耐火浇注料具有良好的抗侵蚀、抗结皮、耐磨损和烘烤干燥性能，以及足够高的中低温力学强度，且生产成本低、过程简单易控。
具体实施方式
21.下面结合具体实施例对本发明做进一步的阐述，但并非对本发明保护范围的限制。
22.为避免重复赘述，先将本发明具体实施例所涉及到的有关技术参数统一阐明如下：
23.按照质量百分比，所述废碳化硅质窑具骨料的sic含量＞80％；所述废莫来石-刚玉质窑具骨料含al2o
3 80～85％，sio
2 13～16％，fe2o3＜1.2％。废碳化硅质窑具骨料的粒度d有两种：3≤d1＜6mm、1≤d2＜3mm，它们分别占废碳化硅质窑具骨料用量的55-60％和40-45％；废莫来石-刚玉质窑具骨料的粒度d有两种：3≤d1＜6mm、1≤d2＜3mm，它们分别占废莫来石-刚玉质窑具骨料用量的55-60％和40-45％。
24.按照质量百分比，所述废碳化硅质窑具粉中的sic含量＞80％，所述废莫来石-刚玉质窑具粉中含al2o
3 80～85％、sio
2 13～16％和fe2o3＜1.2％。
25.耐火粉料中废莫来石-刚玉质窑具粉的粒度有两种，分别为0.074≤d1＜1mm和d2＜0.074mm，两种粒度的粉料分别占废莫来石-刚玉质窑具粉用量的40-50％和50-60％；耐火粉料中废碳化硅质窑具粉的粒度也有两种，分别为0.074≤d1＜1mm和d2＜0.074mm，两种粒度的粉料分别占废碳化硅质窑具粉用量的40-50％和50-60％；复合功能剂碳化硼细粉的粒度d≤0.043mm。
26.所述氧化物微粉包括氧化铝微粉和氧化硅微粉，氧化铝微粉的粒度≤5μm，al2o3含量≥98.5％；所述氧化硅微粉的粒度≤3μm，sio2含量≥96.5％。
27.所述结合剂为液态硅溶胶，其固相含量为sio
2 30-40％，(k2o na2o)＜0.4％，密度为1.20-1.26g/cm3，ph值为9-11。
28.另外，所述添加剂中的分散剂是六偏磷酸钠，促凝剂是粒度d≤0.043mm、mgo含量≥97％的烧结镁砂细粉。
29.本发明所采用的废窑具包括废碳化硅质窑具和废莫来石-刚玉质窑具，废碳化硅
质窑具骨料、废莫来石-刚玉质窑具骨料、废莫来石-刚玉质窑具粉、废碳化硅质窑具粉均由对应的废窑具加工处理制成，使用前要对相应的废窑具进行清理(洗)，将废窑具上的附着物尽量除掉，然后再对它们分别进行破粉碎和筛分等加工处理，从而制得所需粒度的骨料和粉料，备用。
30.实施例1
31.一种协同处置固废水泥窑预分解系统的耐火浇注料，由耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合功能剂和添加剂组成。其制备方法包含以下步骤：
32.(1)各种原料按重量比(下同)，首先分别称取34份废莫来石-刚玉质窑具粉、0.2份碳化硼细粉、0.12份六偏磷酸钠、0.3份镁砂细粉，将它们装入混料罐(桶)中混合均匀，得到预混合粉料。
33.(2)分别称取59份废碳化硅质窑具骨料及1.5份耐热钢纤维，并将它们一并倒入搅拌机中混合均匀；然后加入上述步骤(1)得到的预混合粉料并继续混合均匀，得到固相混合料。
34.(3)称取9份液体结合剂硅溶胶，然后在持续搅拌的情况下将硅溶胶匀速加入到上述步骤(2)得到的固相混合料中并搅拌均匀，即得到本发明浇注料。
35.将制得的浇注料进行振动浇注成型，成型试样于室温下养护24-32h后脱模，再经110℃烘烤24h，然后在1100℃下煅烧3h后自然冷却，最后分别测定浇注料热处理后的抗折强度和耐压强度。另外，对实施例中的浇注料还进行了抗侵蚀和抗结皮性能测试。抗侵蚀实验采取静态坩埚法，实验条件为1100℃
×
6h，以浇注料坩埚试样受侵蚀的平均深度来评价其抗侵蚀性。抗结皮性则通过测定试样的劈裂抗拉强度来评价，即在两个同配方的浇注料试块中间夹入2mm厚的结皮料制成“三明治”试样，再将其进行1100℃
×
6h热处理后冷却至室温，然后按照gb/t 50081
–
2002《普通混凝土力学性能试验方法》测定试块与结皮料之间的劈裂抗拉强度。劈裂抗拉强度越小，意味着浇注料的抗结皮性越好。另外，抗侵蚀实验或抗结皮实验所用的渣样(或结皮料)由水泥生料和干燥赤泥、kcl、k2so4按5:3:1:1的质量比配成。
36.经检测，本实施例浇注料的体积密度为2.60g/cm3，110℃
×
24h的冷态抗折强度为5.9mpa，冷态耐压强度为46.9mpa。1100℃
×
3h的冷态抗折强度为15.9mpa，冷态耐压强度为125.6mpa，它们均优于现有的水泥结合高铝sic质抗碱抗结皮浇注料(以下简称“现有浇注料”)的强度指标。1100℃
×
6h的平均侵蚀深度由现有浇注料的7.9mm左右减小到6.3mm，且试样无裂纹；1100℃
×
6h的冷态平均劈裂抗拉强度由现有浇注料的0.83mpa降低到0.61mpa。
37.实施例2
38.一种协同处置固废水泥窑预分解系统的耐火浇注料，由耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合功能剂和添加剂组成。其制备方法包含以下步骤：
39.(1)各种原料按重量比(下同)，首先分别称取16份废莫来石-刚玉质窑具粉、19份废碳化硅质窑具粉、2份氧化铝微粉、3份氧化硅微粉、0.5份碳化硼细粉、0.07份六偏磷酸钠、0.5份镁砂细粉，将它们装入混料罐(桶)中混合均匀，得到预混合粉料。
40.(2)分别称取26份废碳化硅质窑具骨料、34份废莫来石-刚玉质窑具骨料及1.2份耐热钢纤维，并将它们一并倒入搅拌机中混合均匀；然后加入上述步骤(1)得到的预混合粉
料并继续混合均匀，得到固相混合料。
41.(3)称取11份液体结合剂硅溶胶，然后在持续搅拌的情况下将硅溶胶匀速加入到上述步骤(2)得到的固相混合料中并搅拌均匀，即得到本发明浇注料。
42.按照实施例1所述的试验方法进行检测，经检测，本实施例浇注料的体积密度为2.67g/cm3，110℃
×
24h的冷态抗折强度为6.7mpa，冷态耐压强度为51.6mpa。1100℃
×
3h的冷态抗折强度为16.5mpa，冷态耐压强度为129.7mpa，它们均优于现有的水泥结合高铝sic质抗碱抗结皮浇注料(以下简称“现有浇注料”)的强度指标。1100℃
×
6h的平均侵蚀深度由现有浇注料的7.9mm左右减小到5.1mm，且试样无裂纹；1100℃
×
6h的冷态平均劈裂抗拉强度由现有浇注料的0.83mpa降低到0.45mpa。
43.实施例3
44.一种协同处置固废水泥窑预分解系统的耐火浇注料，由耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合功能剂和添加剂组成。其制备方法包含以下步骤：
45.(1)各种原料按重量比(下同)，首先分别称取34份废莫来石-刚玉质窑具粉、0.4份碳化硼细粉、0.08份六偏磷酸钠、0.4份镁砂细粉，将它们装入混料罐(桶)中混合均匀，得到预混合粉料。
46.(2)分别称取61份废碳化硅质窑具骨料及1.3份耐热钢纤维，并将它们一并倒入搅拌机中混合均匀；然后加入上述步骤(1)得到的预混合粉料并继续混合均匀，得到固相混合料。
47.(3)称取10份液体结合剂硅溶胶，然后在持续搅拌的情况下将硅溶胶匀速加入到上述步骤(2)得到的固相混合料中并搅拌均匀，即得到本发明浇注料。
48.按照实施例1所述的试验方法进行检测，经检测，本实施例浇注料的体积密度为2.62g/cm3，110℃
×
24h的冷态抗折强度为5.9mpa，冷态耐压强度为46.5mpa。1100℃
×
3h的冷态抗折强度为16.1mpa，冷态耐压强度为127.1mpa，它们均优于现有的水泥结合高铝sic质抗碱抗结皮浇注料(以下简称“现有浇注料”)的强度指标。1100℃
×
6h的平均侵蚀深度由现有浇注料的7.9mm左右减小到6.0mm，且试样无裂纹；1100℃
×
6h的冷态平均劈裂抗拉强度由现有浇注料的0.83mpa降低到0.59mpa。
49.实施例4
50.一种协同处置固废水泥窑预分解系统的耐火浇注料，由耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合功能剂和添加剂组成。其制备方法包含以下步骤：
51.(1)各种原料按重量比(下同)，首先分别称取34份废莫来石-刚玉质窑具粉、0.6份碳化硼细粉、2份氧化铝微粉、4份氧化硅微粉、0.1份六偏磷酸钠、0.4份镁砂细粉，将它们装入混料罐(桶)中混合均匀，得到预混合粉料。
52.(2)分别称取60份废碳化硅质窑具骨料及1.4份耐热钢纤维，并将它们一并倒入搅拌机中混合均匀；然后加入上述步骤(1)得到的预混合粉料并继续混合均匀，得到固相混合料。
53.(3)称取10份液体结合剂硅溶胶，然后在持续搅拌的情况下将硅溶胶匀速加入到上述步骤(2)得到的固相混合料中并搅拌均匀，即得到本发明浇注料。
54.按照实施例1所述的试验方法进行检测，经检测，本实施例浇注料的体积密度为2.60g/cm3，110℃
×
24h的冷态抗折强度为6.0mpa，冷态耐压强度为46.9mpa。1100℃
×
3h的
冷态抗折强度为16.6mpa，冷态耐压强度为126.3mpa，它们均优于现有浇注料的强度指标。1100℃
×
6h的平均侵蚀深度由现有浇注料的7.9mm左右减小到5.9mm，且试样无裂纹；1100℃
×
6h的冷态平均劈裂抗拉强度由现有浇注料的0.83mpa降低到0.58mpa。
55.实施例5
56.一种协同处置固废水泥窑预分解系统的耐火浇注料，由耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合功能剂和添加剂组成。其制备方法包含以下步骤：
57.(1)各种原料按重量比(下同)，首先分别称取32份废莫来石-刚玉质窑具粉、0.4份碳化硼细粉、5份氧化铝微粉、1份氧化硅微粉、0.12份六偏磷酸钠、0.5份镁砂细粉，将它们装入混料罐(桶)中混合均匀，得到预混合粉料。
58.(2)分别称取62份废碳化硅质窑具骨料及1.5份耐热钢纤维，并将它们一并倒入搅拌机中混合均匀；然后加入上述步骤(1)得到的预混合粉料并继续混合均匀，得到固相混合料。
59.(3)称取11份液体结合剂硅溶胶，然后在持续搅拌的情况下将硅溶胶匀速加入到上述步骤(2)得到的固相混合料中并搅拌均匀，即得到本发明浇注料。
60.按照实施例1所述的试验方法进行检测，经检测，本实施例浇注料的体积密度为2.63g/cm3，110℃
×
24h的冷态抗折强度为5.9mpa，冷态耐压强度为47.8mpa。1100℃
×
3h的冷态抗折强度为16.2mpa，冷态耐压强度为129.3mpa，它们均优于现有浇注料的强度指标。1100℃
×
6h的平均侵蚀深度由现有浇注料的7.9mm左右减小到6.0mm，且试样无裂纹；1100℃
×
6h的冷态平均劈裂抗拉强度由现有浇注料的0.83mpa降低到0.48mpa。
61.实施例6
62.一种协同处置固废水泥窑预分解系统的耐火浇注料，由耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合功能剂和添加剂组成。其制备方法包含以下步骤：
63.(1)各种原料按重量比(下同)，首先分别称取31份废莫来石-刚玉质窑具粉、0.3份碳化硼细粉、3份氧化铝微粉、3份氧化硅微粉、0.08份六偏磷酸钠、0.4份镁砂细粉，将它们装入混料罐(桶)中混合均匀，得到预混合粉料。
64.(2)分别称取63份废碳化硅质窑具骨料及1.3份耐热钢纤维，并将它们一并倒入搅拌机中混合均匀；然后加入上述步骤(1)得到的预混合粉料并继续混合均匀，得到固相混合料。
65.(3)称取11份液体结合剂硅溶胶，然后在持续搅拌的情况下将硅溶胶匀速加入到上述步骤(2)得到的固相混合料中并搅拌均匀，即得到本发明浇注料。
66.按照实施例1所述的试验方法进行检测，经检测，本实施例浇注料的体积密度为2.64g/cm3，110℃
×
24h的冷态抗折强度为6.0mpa，冷态耐压强度为47.4mpa。1100℃
×
3h的冷态抗折强度为16.8mpa，冷态耐压强度为129.6mpa，它们均优于现有浇注料的强度指标。1100℃
×
6h的平均侵蚀深度由现有浇注料的7.9mm左右减小到6.1mm，且试样无裂纹；1100℃
×
6h的冷态平均劈裂抗拉强度由现有浇注料的0.83mpa降低到0.46mpa。
67.实施例7
68.一种协同处置固废水泥窑预分解系统的耐火浇注料，由耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合功能剂和添加剂组成。其制备方法包含以下步骤：
69.(1)各种原料按重量比(下同)，首先分别称取18份废碳化硅质窑具粉、17份废莫来
石-刚玉质窑具粉、4份氧化铝微粉、2份氧化硅微粉、0.5份碳化硼细粉、0.08份六偏磷酸钠、0.4份镁砂细粉，将它们装入混料罐(桶)中混合均匀，得到预混合粉料。
70.(2)分别称取27份废碳化硅质窑具骨料、32份废莫来石-刚玉质窑具骨料及1.3份耐热钢纤维，并将它们一并倒入搅拌机中混合均匀；然后加入上述步骤(1)得到的预混合粉料并继续混合均匀，得到固相混合料。
71.(3)称取12份液体结合剂硅溶胶，然后在持续搅拌的情况下将硅溶胶匀速加入到上述步骤(2)得到的固相混合料中并搅拌均匀，即得到本发明浇注料。
72.按照实施例1所述的试验方法进行检测，经检测，本实施例浇注料的体积密度为2.70g/cm3，110℃
×
24h的冷态抗折强度为6.4mpa，冷态耐压强度为51.2mpa。1100℃
×
3h的冷态抗折强度为17.4mpa，冷态耐压强度为129.9mpa，它们均优于现有浇注料的强度指标。1100℃
×
6h的平均侵蚀深度由现有浇注料的7.9mm左右减小到5.0mm，且试样无裂纹；1100℃
×
6h的冷态平均劈裂抗拉强度由现有浇注料的0.83mpa降低到0.44mpa。
73.实施例8
74.一种协同处置固废水泥窑预分解系统的耐火浇注料，由耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合功能剂和添加剂组成。其制备方法包含以下步骤：
75.(1)各种原料按重量比(下同)，首先分别称取37份废莫来石-刚玉质窑具粉、0.4份碳化硼细粉、0.07份六偏磷酸钠、0.5份镁砂细粉，将它们装入混料罐(桶)中混合均匀，得到预混合粉料。
76.(2)分别称取61份废碳化硅质窑具骨料及1.2份耐热钢纤维，并将它们一并倒入搅拌机中混合均匀；然后加入上述步骤(1)得到的预混合粉料并继续混合均匀，得到固相混合料。
77.(3)称取12份液体结合剂硅溶胶，然后在持续搅拌的情况下将硅溶胶匀速加入到上述步骤(2)得到的固相混合料中并搅拌均匀，即得到本发明浇注料。
78.按照实施例1所述的试验方法进行检测，经检测，本实施例浇注料的体积密度为2.63g/cm3，110℃
×
24h的冷态抗折强度为6.3mpa，冷态耐压强度为48.6mpa。1100℃
×
3h的冷态抗折强度为17.0mpa，冷态耐压强度为130.2mpa，它们均优于现有浇注料的强度指标。1100℃
×
6h的平均侵蚀深度由现有浇注料的7.9mm左右减小到6.2mm，且试样无裂纹；1100℃
×
6h的冷态平均劈裂抗拉强度由现有浇注料的0.83mpa降低到0.58mpa。
79.实施例9
80.一种协同处置固废水泥窑预分解系统的耐火浇注料，由耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合功能剂和添加剂组成。其制备方法包含以下步骤：
81.(1)各种原料按重量比(下同)，首先分别称取35份废莫来石-刚玉质窑具粉、0.3份碳化硼细粉、0.06份六偏磷酸钠、0.3份镁砂细粉，将它们装入混料罐(桶)中混合均匀，得到预混合粉料。
82.(2)分别称取60份废碳化硅质窑具骨料及1.1份耐热钢纤维，并将它们一并倒入搅拌机中混合均匀；然后加入上述步骤(1)得到的预混合粉料并继续混合均匀，得到固相混合料。
83.(3)称取10份液体结合剂硅溶胶，然后在持续搅拌的情况下将硅溶胶匀速加入到上述步骤(2)得到的固相混合料中并搅拌均匀，即得到本发明浇注料。
84.按照实施例1所述的试验方法进行检测，经检测，本实施例浇注料的体积密度为2.61g/cm3，110℃
×
24h的冷态抗折强度为6.0mpa，冷态耐压强度为47.9mpa。1100℃
×
3h的冷态抗折强度为16.4mpa，冷态耐压强度为127.8mpa，它们均优于现有浇注料的强度指标。1100℃
×
6h的平均侵蚀深度由现有浇注料的7.9mm左右减小到6.1mm，且试样无裂纹；1100℃
×
6h的冷态平均劈裂抗拉强度由现有浇注料的0.83mpa降低到0.59mpa。
85.实施例10
86.一种协同处置固废水泥窑预分解系统的耐火浇注料，由耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合功能剂和添加剂组成。其制备方法包含以下步骤：
87.(1)各种原料按重量比(下同)，首先分别称取30份废莫来石-刚玉质窑具粉、0.4份碳化硼细粉、0.05份六偏磷酸钠、0.3份镁砂细粉，将它们装入混料罐(桶)中混合均匀，得到预混合粉料。
88.(2)分别称取33份废莫来石-刚玉质窑具骨料、30份废碳化硅质窑具骨料及1.0份耐热钢纤维，并将它们一并倒入搅拌机中混合均匀；然后加入上述步骤(1)得到的预混合粉料并继续混合均匀，得到固相混合料。
89.(3)称取9份液体结合剂硅溶胶，然后在持续搅拌的情况下将硅溶胶匀速加入到上述步骤(2)得到的固相混合料中并搅拌均匀，即得到本发明浇注料。
90.按照实施例1所述的试验方法进行检测，经检测，本实施例浇注料的体积密度为2.58g/cm3，110℃
×
24h的冷态抗折强度为5.8mpa，冷态耐压强度为47.6mpa。1100℃
×
3h的冷态抗折强度为16.1mpa，冷态耐压强度为128.3mpa，它们均优于现有浇注料的强度指标。1100℃
×
6h的平均侵蚀深度由现有浇注料的7.9mm左右减小到6.2mm，且试样无裂纹；1100℃
×
6h的冷态平均劈裂抗拉强度由现有浇注料的0.83mpa降低到0.63mpa。
91.实施例11
92.一种协同处置固废水泥窑预分解系统的耐火浇注料，由耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合功能剂和添加剂组成。其制备方法包含以下步骤：
93.(1)各种原料按重量比(下同)，首先分别称取31份废莫来石-刚玉质窑具粉、0.5份碳化硼细粉、0.09份六偏磷酸钠、0.4份镁砂细粉，将它们装入混料罐(桶)中混合均匀，得到预混合粉料。
94.(2)分别称取35份废莫来石-刚玉质窑具骨料、27份废碳化硅质窑具骨料及1.1份耐热钢纤维，并将它们一并倒入搅拌机中混合均匀；然后加入上述步骤(1)得到的预混合粉料并继续混合均匀，得到固相混合料。
95.(3)称取11份液体结合剂硅溶胶，然后在持续搅拌的情况下将硅溶胶匀速加入到上述步骤(2)得到的固相混合料中并搅拌均匀，即得到本发明浇注料。
96.按照实施例1所述的试验方法进行检测，经检测，本实施例浇注料的体积密度为2.58g/cm3，110℃
×
24h的冷态抗折强度为6.0mpa，冷态耐压强度为48.2mpa。1100℃
×
3h的冷态抗折强度为16.5mpa，冷态耐压强度为129.8mpa，它们均优于现有浇注料的强度指标。1100℃
×
6h的平均侵蚀深度由现有浇注料的7.9mm左右减小到6.0mm，且试样无裂纹；1100℃
×
6h的冷态平均劈裂抗拉强度由现有浇注料的0.83mpa降低到0.63mpa。
97.实施例12
98.一种协同处置固废水泥窑预分解系统的耐火浇注料，由耐火骨料、耐火粉料、结合
剂、复合功能剂和添加剂组成。其制备方法包含以下步骤：
99.(1)各种原料按重量比(下同)，首先分别称取30份废莫来石-刚玉质窑具粉、0.4份碳化硼细粉、0.06份六偏磷酸钠、0.3份镁砂细粉，将它们装入混料罐(桶)中混合均匀，得到预混合粉料。
100.(2)分别称取38份废莫来石-刚玉质窑具骨料、26份废碳化硅质窑具骨料及1.3份耐热钢纤维，并将它们一并倒入搅拌机中混合均匀；然后加入上述步骤(1)得到的预混合粉料并继续混合均匀，得到固相混合料。
101.(3)称取9份液体结合剂硅溶胶，然后在持续搅拌的情况下将硅溶胶匀速加入到上述步骤(2)得到的固相混合料中并搅拌均匀，即得到本发明浇注料。
102.经检测，本实施例浇注料的体积密度为2.59g/cm3，110℃
×
24h的冷态抗折强度为5.9mpa，冷态耐压强度为46.8mpa。1100℃
×
3h的冷态抗折强度为15.6mpa，冷态耐压强度为126.4mpa，它们均优于现有浇注料的强度指标。1100℃
×
6h的平均侵蚀深度由现有浇注料的7.9mm左右减小到6.4mm，且试样无裂纹；1100℃
×
6h的冷态平均劈裂抗拉强度由现有浇注料的0.83mpa降低到0.68mpa。
103.实施例13
104.一种协同处置固废水泥窑预分解系统的耐火浇注料，由耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合功能剂和添加剂组成。其制备方法包含以下步骤：
105.(1)各种原料按重量比(下同)，首先分别称取15份废碳化硅质窑具粉、19份废莫来石-刚玉质窑具粉、3份氧化铝微粉、1份氧化硅微粉、0.05份六偏磷酸钠、0.3份镁砂细粉、0.2份碳化硼细粉，将它们装入混料罐(桶)中混合均匀，得到预混合粉料。
106.(2)分别称取35份废莫来石-刚玉质窑具骨料和27份废碳化硅质窑具骨料及1份耐热钢纤维，并将它们一并倒入搅拌机中混合均匀；然后加入上述步骤(1)得到的预混合粉料并继续混合均匀，得到固相混合料。
107.(3)称取9份液体结合剂硅溶胶，然后在持续搅拌的情况下将硅溶胶匀速加入到上述步骤(2)得到的固相混合料中并搅拌均匀，即得到本发明浇注料。
108.按照实施例1所述的试验方法进行检测，经检测，本实施例浇注料的体积密度为2.58g/cm3，110℃
×
24h的冷态抗折强度为6.0mpa，冷态耐压强度为47.6mpa。1100℃
×
3h的冷态抗折强度为15.3mpa，冷态耐压强度为125.5mpa，它们均优于现有的水泥结合高铝sic质抗碱抗结皮浇注料(以下简称“现有浇注料”)的强度指标。1100℃
×
6h的平均侵蚀深度由现有浇注料的7.9mm左右减小到6.5mm，且试样无裂纹；1100℃
×
6h的冷态平均劈裂抗拉强度由现有浇注料的0.83mpa降低到0.60mpa。
109.实施例14
110.一种协同处置固废水泥窑预分解系统的耐火浇注料，由耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合功能剂和添加剂组成。其制备方法包含以下步骤：
111.(1)各种原料按重量比(下同)，首先分别称取20份废碳化硅质窑具粉、12份废莫来石-刚玉质窑具粉、5份氧化铝微粉、3份氧化硅微粉、0.09份六偏磷酸钠、0.45份镁砂细粉、0.4份碳化硼细粉，将它们装入混料罐(桶)中混合均匀，得到预混合粉料。
112.(2)分别称取36份废莫来石-刚玉质窑具骨料和24份废碳化硅质窑具骨料及1.4份耐热钢纤维，并将它们一并倒入搅拌机中混合均匀；然后加入上述步骤(1)得到的预混合粉
料并继续混合均匀，得到固相混合料。
113.(3)称取11份液体结合剂硅溶胶，然后在持续搅拌的情况下将硅溶胶匀速加入到上述步骤(2)得到的固相混合料中并搅拌均匀，即得到本发明浇注料。
114.按照实施例1所述的试验方法进行检测，经检测，本实施例浇注料的体积密度为2.63g/cm3，110℃
×
24h的冷态抗折强度为6.5mpa，冷态耐压强度为50.8mpa。1100℃
×
3h的冷态抗折强度为17.2mpa，冷态耐压强度为130.8mpa，它们均优于现有浇注料的强度指标。1100℃
×
6h的平均侵蚀深度由现有浇注料的7.9mm左右减小到5.2mm，且试样无裂纹；1100℃
×
6h的冷态平均劈裂抗拉强度由现有浇注料的0.83mpa降低到0.45mpa。
115.实施例15
116.一种协同处置固废水泥窑预分解系统的耐火浇注料，由耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合功能剂和添加剂组成。其制备方法包含以下步骤：
117.(1)各种原料按重量比(下同)，首先分别称取18份废碳化硅质窑具粉、15份废莫来石-刚玉质窑具粉、2份氧化铝微粉、4份氧化硅微粉、0.07份六偏磷酸钠、0.4份镁砂细粉、0.3份碳化硼细粉，将它们装入混料罐(桶)中混合均匀，得到预混合粉料。
118.(2)分别称取38份废莫来石-刚玉质窑具骨料和23份废碳化硅质窑具骨料及1.2份耐热钢纤维，并将它们一并倒入搅拌机中混合均匀；然后加入上述步骤(1)得到的预混合粉料并继续混合均匀，得到固相混合料。
119.(3)称取10份液体结合剂硅溶胶，然后在持续搅拌的情况下将硅溶胶匀速加入到上述步骤(2)得到的固相混合料中并搅拌均匀，即得到本发明浇注料。
120.按照实施例1所述的试验方法进行检测，经检测，本实施例浇注料的体积密度为2.65g/cm3，110℃
×
24h的冷态抗折强度为6.4mpa，冷态耐压强度为49.1mpa。1100℃
×
3h的冷态抗折强度为16.8mpa，冷态耐压强度为128.3mpa，它们均优于现有浇注料的强度指标。1100℃
×
6h的平均侵蚀深度由现有浇注料的7.9mm左右减小到5.8mm，且试样无裂纹；1100℃
×
6h的冷态平均劈裂抗拉强度由现有浇注料的0.83mpa降低到0.48mpa。
121.实施例16
122.一种协同处置固废水泥窑预分解系统的耐火浇注料，由耐火骨料、耐火粉料、结合剂、复合功能剂和添加剂组成。其制备方法包含以下步骤：
123.(1)各种原料按重量比(下同)，首先分别称取19份废碳化硅质窑具粉、16份废莫来石-刚玉质窑具粉、4份氧化铝微粉、2份氧化硅微粉、0.12份六偏磷酸钠、0.5份镁砂细粉、0.6份碳化硼细粉，将它们装入混料罐(桶)中混合均匀，得到预混合粉料。
124.(2)分别称取32份废莫来石-刚玉质窑具骨料、27份废碳化硅质窑具骨料及1.5份耐热钢纤维，并将它们一并倒入搅拌机中混合均匀；然后加入上述步骤(1)得到的预混合粉料并继续混合均匀，得到固相混合料。
125.(3)称取12份液体结合剂硅溶胶，然后在持续搅拌的情况下将硅溶胶匀速加入到上述步骤(2)得到的固相混合料中并搅拌均匀，即得到本发明浇注料。
126.按照实施例1所述的试验方法进行检测，经检测，本实施例浇注料的体积密度为2.71g/cm3，110℃
×
24h的冷态抗折强度为6.8mpa，冷态耐压强度为52.7mpa。1100℃
×
3h的冷态抗折强度为17.9mpa，冷态耐压强度为131.1mpa，它们均优于现有浇注料的强度指标。1100℃
×
6h的平均侵蚀深度由现有浇注料的7.9mm左右减小到4.9mm，且试样无裂纹；1100
℃
×
6h的冷态平均劈裂抗拉强度由现有浇注料的0.83mpa降低到0.43mpa。
127.分析以上试验结果可以得知，本发明的浇注料中，加入的b4c化学活性较大，可以在水泥窑预分解系统的850℃左右环境温度下先于sic氧化并生成熔融态的b2o3，尔后b2o3可与sic窑具粉颗粒表面氧化形成的非晶态sio2作用生成低共熔玻璃相(sio2·
b2o3)，还可以与莫来石-刚玉质窑具细粉中的al2o3作用形成al
18
b4o
33
，从而有助于弥合浇注料中的空隙和裂纹，促进材料表面层结构的致密化，有效阻挡氧分子向浇注料内部扩散，避免内部的sic氧化。补充加入的氧化铝微粉和氧化硅微粉更能使b4c的上述效能充分发挥，从而使浇注料抗结皮及抗侵蚀性能进一步提高。其中，实施例2、7、14、16为本发明的最优实施方案。