1.本发明涉及建筑材料预制块技术领域，特别是一种高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块及其制备方法。
背景技术：
2.高炉型垃圾焚烧炉其结构与高炉类似，在炉腹、炉腰等部位工况环境恶劣，承受炉内垃圾的剧烈冲刷以及垃圾复杂成分尤其是碱金属有害元素的侵蚀，是决定垃圾焚烧炉寿命的关键部位之一。在炉腹炉腰部位一般设置水冷冷却壁，在燕尾槽内部镶嵌耐火砖，通过降低耐火材料工作温度以及形成保护层“以渣抗渣”来延长使用寿命，目前炉腹、炉腰部位冷却壁镶砖主要参照炼铁高炉依部位选择磷酸盐结合高铝砖、氮化硅结合碳化硅砖等，碱金属的渗透侵蚀及富集会在耐火材料内部形成霞石、榴石等低熔膨胀性产物，造成耐火材料的碱裂及损毁，氮化硅结合碳化硅砖性能相对较好，但成本相对较高且在生产过程中需要氮气加压操作工艺复杂。冷却壁整体化浇注虽然提高了整体性，但较高的气孔率为碱金属提供了渗透侵蚀的通道，碱裂现象难以抑制。
3.中国发明专利cn201910775897.8提供了一种完全取代高炉冷却壁镶砖的sic结合si3n4浇注料及其制备方法，此方法涉及的浇注料氮化硅物相为人工添加而非原位生成，材料的致密度低、气孔率高，注重耐磨性但对碱金属渗透及侵蚀应对不足；中国发明专利cn201010175364.5提供了一种高炉冷却壁镶砖，通过高钢纤维含量及注浆成型制备，但此方法易造成钢纤维的聚集，虽然强度及耐磨问题得到解决，但钢纤维更易受到碱金属的侵蚀损坏，上述两种方法均不能解决碱金属的侵蚀问题。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块及其制备方法。
5.本发明的目的之一在于提供一种高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块，所述预制块由浇注料本体和致密层组成，
6.所述浇注料本体组分及含量为：
7.六铝酸钙颗粒25-40份
8.碳化硅颗粒18-32份
9.氧化铝空心球颗粒4-11份
10.六铝酸钙细粉8-12份
11.α-氧化铝微粉4-8份
12.氢氧化铝微粉3-8份
13.碳化硅细粉5-12份
14.氧化钙微粉3-8份
15.防爆纤维0.05-0.1份
16.减水剂0.15-0.3份
17.纯铝酸钙水泥4-8份
18.所述致密层组分及含量为：
19.氢氧化铝微粉10-20份
20.α-氧化铝微粉30-60份
21.钙长石微粉5-15份
22.碳化硅细粉20-40份
23.丙烯酸树脂1.5-3份
24.复合外加剂1.5-4份。
25.优选的，所述六铝酸钙颗粒中al2o3含量≧90wt％，其中所述六铝酸钙颗粒粒径3-5mm的含量为15-27wt％，1mm≦六铝酸钙颗粒粒径＜3mm的含量为35-50wt％，0.1mm≦六铝酸钙颗粒粒径＜1mm的含量为33-39wt％，所述氧化铝空心球颗粒中al2o3含量≥95wt％，所述氧化铝空心球颗粒的粒径为0-3mm，所述碳化硅颗粒中sic含量≥99.5wt％，所述碳化硅颗粒的粒径1-3mm的含量55-75wt％，0.1mm≦碳化硅颗粒粒径＜1mm的含量为25-45wt％，所述六铝酸钙细粉与碳化硅细粉平均粒径为0.045mm，所述α-氧化铝微粉、氢氧化钙微粉、及氧化钙微粉主成分含量均＞99wt％，所述α-氧化铝微粉、氢氧化钙微粉、及氧化钙微粉的平均粒径＜2μm。
26.优选的，所述减水剂为ads及adw中的一种或多种。
27.优选的，所述复合外加剂为pva、羧甲基纤维素钠及ρ-al2o3的一种或多种。
28.本发明的目的之二在于提供一种高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
29.1)向已经配比完成的致密层原料中加入占致密层原料总量80-120wt％的水，球磨，制备浆料；
30.2)按照去除防爆纤维后的浇注料本体组分及配比备料，向备料中加入占浇注料本体原料5-8wt％的水，搅拌均匀，浇注或喷涂到冷却壁的燕尾槽及上部，在表面均匀铺洒对应配比的防爆纤维并自然融入浇注料表面，自然养护24h后烧失掉防爆纤维，得到高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块本体；
31.3)在高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块本体表面喷涂或涂刷步骤1)制备的所述浆料，在110℃-130℃条件下干燥24h，经600-800℃条件下烘烤3h，即得高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块。
32.本发明具有以下优点：以六铝酸钙、碳化硅、氧化铝空心球及氢氧化铝为主要原料制备高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块本体，一方面减轻整体重量，降低冷却壁的应力负荷，与此同时，添加的氢氧化铝微粉、氧化钙微粉及六铝酸钙成分在高温下形成人工添加及原位生成的六铝酸钙两种晶相，与氧化铝成分固溶大大增强了致密度及强度，提升耐磨性及抗渗透性；致密层材料通过水磨可良好渗透到防爆纤维烧失所遗留的孔径及本体表面的气孔中，原位生成六铝酸钙晶体形成致密化及微孔化，显著阻塞碱金属侵入的通道并与本体牢固结合，达到抗碱裂的目的；钙长石成分不仅能提供钙源还能提供硅源，有利于后续生产过程中渣层的形成，并形成“以渣抗渣”的效果。
具体实施方式
33.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
34.实施例1，一种高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块按照如下方法制备，包括如下步骤，
35.1)按照如下配比准备原料，所述浇注料本体原料及含量是：
36.六铝酸钙颗粒25kg
37.碳化硅颗粒32kg
38.氧化铝空心球颗粒11kg
39.六铝酸钙细粉8kg
40.α-氧化铝微粉4kg
41.氢氧化铝微粉8kg
42.碳化硅细粉5kg
43.氧化钙微粉3kg
44.防爆纤维0.05-0.1kg
45.减水剂0.15-0.3kg
46.纯铝酸钙水泥4kg
47.致密层原料及含量是：
48.氢氧化铝微粉10kg
49.α-氧化铝微粉60kg
50.钙长石微粉5kg
51.碳化硅细粉20kg
52.丙烯酸树脂2kg
53.复合外加剂3kg
54.其中，六铝酸钙颗粒中al2o3含量≧90wt％，其中六铝酸钙颗粒粒径3-5mm的含量为15wt％，1mm≦六铝酸钙颗粒粒径＜3mm的含量为50wt％，0.1mm≦六铝酸钙颗粒粒径＜1mm的含量为35wt％，氧化铝空心球颗粒中al2o3含量≥95wt％，氧化铝空心球颗粒的粒径为0-3mm，碳化硅颗粒中sic含量≥99.5wt％，碳化硅颗粒的粒径1-3mm的含量55wt％，0.1mm≦碳化硅颗粒粒径＜1mm的含量为45wt％，六铝酸钙细粉与碳化硅细粉平均粒径为0.045mm，α-氧化铝微粉、氢氧化钙微粉、及氧化钙微粉主成分含量均＞99wt％，α-氧化铝微粉、氢氧化钙微粉、及氧化钙微粉的平均粒径＜2μm，减水剂为ads，复合外加剂为pva、羧甲基纤维素钠；
55.2)向已经配比完成的致密层原料中加入占致密层原料120wt％的水，即120kg的水，球磨，制备浆料；
56.3)按照去除防爆纤维后的浇注料本体组分及配比备料，向备料中加入占浇注料本体原料6wt％的水，搅拌均匀，浇注或喷涂到冷却壁的燕尾槽及上部，在表面均匀铺洒对应配比的防爆纤维并自然融入浇注料表面，自然养护24h后烧失掉防爆纤维，得到高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块本体；
57.4)在高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块本体表面喷涂或涂刷步骤1)制备
的所述浆料，在110℃条件下干燥24h，经700℃条件下烘烤3h，即得高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块。
58.本实施例所制得的高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块经过1300℃
×
3h处理后的耐压强度可达50-60mpa，表面致密层显气孔率可低至4-6％，远低于当前冷却壁镶砖20％左右的气孔率，在整体容重降低到1.8-2.1g/cm3的基础上耐磨性达到当前冷却壁镶砖的＜5.5cm3，在1100℃
×
3h进行抗碱侵蚀试验，碱金属元素被阻隔于致密层之外，渗透深度为＜1mm，远低于当前冷却壁镶砖4-6mm的渗透深度，无明显渗透及侵蚀。
59.实施例2，一种高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块按照如下方法制备，包括如下步骤，
60.1)按照如下配比准备原料，所述浇注料本体原料及含量是：
61.六铝酸钙颗粒40kg
62.碳化硅颗粒18kg
63.氧化铝空心球颗粒4kg
64.六铝酸钙细粉12kg
65.α-氧化铝微粉8kg
66.氢氧化铝微粉3kg
67.碳化硅细粉6kg
68.氧化钙微粉3kg
69.防爆纤维0.05-0.1kg
70.减水剂0.15-0.3kg
71.纯铝酸钙水泥6kg
72.致密层原料及含量是：
73.氢氧化铝微粉20kg
74.α-氧化铝微粉30kg
75.钙长石微粉15kg
76.碳化硅细粉30kg
77.丙烯酸树脂3kg
78.复合外加剂2kg
79.其中，六铝酸钙颗粒中al2o3含量≧90wt％，其中六铝酸钙颗粒粒径3-5mm的含量为27wt％，1mm≦六铝酸钙颗粒粒径＜3mm的含量为35wt％，0.1mm≦六铝酸钙颗粒粒径＜1mm的含量为38wt％，氧化铝空心球颗粒中al2o3含量≥95wt％，氧化铝空心球颗粒的粒径为0-3mm，碳化硅颗粒中sic含量≥99.5wt％，碳化硅颗粒的粒径1-3mm的含量75wt％，0.1mm≦碳化硅颗粒粒径＜1mm的含量为25wt％，六铝酸钙细粉与碳化硅细粉平均粒径为0.045mm，α-氧化铝微粉、氢氧化钙微粉、及氧化钙微粉主成分含量均＞99wt％，α-氧化铝微粉、氢氧化钙微粉、及氧化钙微粉的平均粒径＜2μm，减水剂为adw，复合外加剂为羧甲基纤维素钠及ρ-al2o3；
80.2)向已经配比完成的致密层原料中加入占致密层原料80wt％的水，即80kg的水，球磨，制备浆料；
81.3)按照去除防爆纤维后的浇注料本体组分及配比备料，向备料中加入占浇注料本
体原料8wt％的水，搅拌均匀，浇注或喷涂到冷却壁的燕尾槽及上部，在表面均匀铺洒对应配比的防爆纤维并自然融入浇注料表面，自然养护24h后烧失掉防爆纤维，得到高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块本体；
82.4)在高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块本体表面喷涂或涂刷步骤1)制备的所述浆料，在120℃条件下干燥24h，经800℃条件下烘烤3h，即得高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块。
83.本实施例所制得的高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块经过1300℃
×
3h处理后的耐压强度可达60-70mpa，表面致密层显气孔率可低至5-7％，远低于当前冷却壁镶砖20％左右的气孔率，在整体容重降低到2.0-2.2g/cm3的基础上耐磨性超越当前冷却壁镶砖达到＜4.0cm3，在1100℃
×
3h进行抗碱侵蚀试验，碱金属元素被阻隔于致密层之外，渗透深度为＜1.2mm，远低于当前冷却壁镶砖4-6mm的渗透深度，无明显渗透及侵蚀。
84.实施例3，一种高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块按照如下方法制备，包括如下步骤，
85.1)按照如下配比准备原料，所述浇注料本体原料及含量是：
86.六铝酸钙颗粒26kg
87.碳化硅颗粒22kg
88.氧化铝空心球颗粒6kg
89.六铝酸钙细粉8kg
90.α-氧化铝微粉5kg
91.氢氧化铝微粉5kg
92.碳化硅细粉12kg
93.氧化钙微粉8kg
94.防爆纤维0.05-0.1kg
95.减水剂0.15-0.3kg
96.纯铝酸钙水泥8kg
97.致密层原料及含量是：
98.氢氧化铝微粉15kg
99.α-氧化铝微粉32kg
100.钙长石微粉10kg
101.碳化硅细粉40kg
102.丙烯酸树脂1.5kg
103.复合外加剂1.5kg
104.其中，六铝酸钙颗粒中al2o3含量≧90wt％，其中六铝酸钙颗粒粒径3-5mm的含量为19wt％，1mm≦六铝酸钙颗粒粒径＜3mm的含量为42wt％，0.1mm≦六铝酸钙颗粒粒径＜1mm的含量为39wt％，氧化铝空心球颗粒中al2o3含量≥95wt％，氧化铝空心球颗粒的粒径为0-3mm，碳化硅颗粒中sic含量≥99.5wt％，碳化硅颗粒的粒径1-3mm的含量65wt％，0.1mm≦碳化硅颗粒粒径＜1mm的含量为35wt％，六铝酸钙细粉与碳化硅细粉平均粒径为0.045mm，α-氧化铝微粉、氢氧化钙微粉、及氧化钙微粉主成分含量均＞99wt％，α-氧化铝微粉、氢氧化钙微粉、及氧化钙微粉的平均粒径＜2μm，减水剂为ads及adw，复合外加剂为pva、羧甲基纤
维素钠及ρ-al2o3；
105.2)向已经配比完成的致密层原料中加入占致密层原料100wt％的水，即100kg的水，球磨，制备浆料；
106.3)按照去除防爆纤维后的浇注料本体组分及配比备料，向备料中加入占浇注料本体原料5wt％的水，搅拌均匀，浇注或喷涂到冷却壁的燕尾槽及上部，在表面均匀铺洒对应配比的防爆纤维并自然融入浇注料表面，自然养护24h后烧失掉防爆纤维，得到高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块本体；
107.4)在高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块本体表面喷涂或涂刷步骤1)制备的所述浆料，在130℃条件下干燥24h，经600℃条件下烘烤3h，即得高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块。
108.本实施例所制得的高炉型垃圾焚烧炉耐磨抗碱裂整体预制块经过1300℃
×
3h处理后的耐压强度可达55-65mpa，表面致密层显气孔率可低至5-6％，远低于当前冷却壁镶砖20％左右的气孔率，在整体容重降低到1.9-2.1g/cm3的基础上耐磨性接近当前冷却壁镶砖达到＜5.8cm3，在1100℃
×
3h进行抗碱侵蚀试验，碱金属元素被阻隔于致密层之外，渗透深度为＜1.3mm，远低于当前冷却壁镶砖4-6mm的渗透深度，无明显渗透及侵蚀。