薄板坯连铸连轧辊底式加热炉是薄板坯连铸机与薄板坯连轧机之间的连接设备，其工作性能的好坏将直接影响到整个生产线的正常运行，其炉辊担负着炉内板坯的支撑与行进驱动任务，工作环境最为恶劣，长时间处于温度高达1100～1250℃的区域，炉内气氛复杂，长期24h连续重负荷运转，因而，炉辊通过外壁布置的四道耐热金属辊环起到支撑与驱动板坯的作用，并外壁辊环之间铺设有耐火隔热保护层，起到保护炉辊、降低水冷热损失、延长使用寿命的作用。在实际生产过程中，根据工艺要求与生产节奏，炉辊需不断改变转速的大小和旋转方向，因而，在炉辊旋转过程中保护层不仅受到旋转离心力和烟气冲刷的作用，同时，还受到板坯快速行进中与辊环之间频繁碰撞与摩擦而产生的机械冲击力。因此，炉辊是薄板坯连铸连轧辊底式加热炉机械设备中最重要、最易损坏的关键设备，其在线量大、价格高，并常常因为耐火隔热保护层的破损而导致炉辊使用寿命短，不仅增加了生产消耗成本，还由于频繁的换辊增加了非作业时间，降低了生产效率。由于受国外炉辊专利技术的限制，国内的薄板坯连铸连轧辊底式加热炉炉辊大部分从国外整体进口，其耐火隔热保护层材料主要有如下两种：
第一种采用内附耐热合金钢丝的耐火纤维绳包扎加耐火纤维涂料喷涂的方法制作，如包钢薄板坯连铸连轧辊底式加热炉所使用的德国RHI公司生产的炉辊。(参考文献：李京文，杨君璇，陶瓷纤维在包钢CSP加热炉上的应用，包钢科技，2004(2)，16-17&41)这种炉辊具有导热系数低、保温隔热性能优良、容重轻和动力消耗少的优点，但其对耐火纤维绳、耐火纤维喷涂料和耐热合金钢丝等原材料的质量要求很高，制作工艺复杂，致使成本较高；制作出的炉辊隔热层与辊身的结合强度低，抗机械振动性能差，不耐高温烟气的冲刷，同时高温条件下喷涂纤维与纤维绳收缩比例不同以及纤维自身的结晶粉化会导致隔热层开裂、分层和脱落；板坯运行过程中落下的氧化铁皮粘在耐火纤维的表面与其发生化学反应，不仅对耐火纤维造成化学侵蚀，还使其变硬变脆、弹性降低，进一步加速了纤维隔热层的破损，导致炉辊实际使用寿命远低于设计水平。
第二种采用耐火浇注料制作，如马钢和武钢薄板坯连铸连轧辊底式加热炉所使用的意大利德兴公司生产的炉辊。相对于第一种形式的炉辊而言，这种炉辊制作工艺简单，抗机械振动能力和抗烟气冲刷能力较强，但在使用的过程中存在着多种问题：1)浇注料容重大，增加了炉辊的重量和转动的动力消耗，且容易压坏辊轴，缩短了炉辊轴承的使用寿命；2)意大利德兴公司生产的这种炉辊浇注料由于采用铝酸钙水泥作为结合剂，在900～1200℃中温范围内存在严重的强度下降的现象，使得炉辊在转动过程中耐火浇注料更容易发生开裂、脱落，导致炉辊实际使用寿命较短；3)采用的重质耐火浇注料导热系数高，隔热性能较差，造成炉辊热负荷增大、热损失严重、水冷壁面结垢、冷却强度下降，致使炉辊平均工作温度升高。针对上述问题，《一种用于辊底炉炉辊的耐火浇注料》(授权公告号CN100408515C)公开了一种由电熔莫来石、焦宝石、莫来石、堇青石、蓝晶石、氧化硅微粉、氧化铝微粉、高铝水泥、不锈钢纤维、防爆纤维、三聚磷酸钠、水组成的重质耐火浇注料，通过提高炉辊耐火浇注料的热震稳定性，一定程度上达到了改善浇注层开裂与剥落的效果，但仍存在重质耐火浇注料容重大、导热系数较高、隔热性能差等不足。
由上述薄板坯连铸连轧辊底式加热炉炉辊的工作环境和炉辊隔热保护层的分析可以看出，由于长时间处于温度高达1100～1250℃的辊底式加热炉内，炉辊隔热保护层材料必须具有一定的耐火度；炉内各段的O2和CO含量波动范围较大，而还原性气氛会导致无机纤维在相对较低的温度下结晶粉化从而降低了无机纤维材料的最高使用温度，且炉子入口段水蒸气的含量较高，气氛复杂，高温水蒸气对耐材侵蚀严重，因此，材料必须具有一定的抗高温化学侵蚀和抗烟气冲刷的能力；炉辊内部通冷却水，内外温差很大，材料不仅必须具有较小的导热系数，减少冷却水带走的热损耗，具备良好的隔热性能，还必须具有良好的热震稳定性能；根据工艺要求与生产节奏，炉辊需不断改变转速的大小和旋转方向，在炉辊旋转过程中隔热耐火浇注料不仅受到旋转离心力的作用，还受到板坯快速行进中与辊环之间频繁碰撞与摩擦而产生的机械冲击力，因此，材料必须具有一定的抗机械振动能力；炉辊通过电机的驱动进行旋转，隔热耐火浇注料比重过大会增加炉辊的重量和转动的动力消耗，且容易压坏轴承，严重影响炉辊轴承的使用寿命，因此，在满足其他使用性能要求的前提下，应当尽量减轻材料的比重。而上述两种炉辊隔热保护层形式均难以同时满足以上薄板坯连铸连轧辊底式加热炉炉辊的所有使用性能要求，从而在实际使用的过程中出现了上述问题。
目前薄板坯连铸连轧辊底式加热炉炉辊耐火隔热保护层采用内附耐热合金钢丝的耐火纤维绳包扎加耐火纤维涂料喷涂的方法和重质耐火浇注料浇注成型的方法两种形式，均不能全部同时满足炉辊使用中所必须具备的容重轻、隔热性能优良、热震稳定性好、抗机械振动能力、抗烟气冲刷能力强和抗高温化学侵蚀能力强等使用性能要求。因此在实际使用的过程中，前者存在制作工艺复杂、成本较高、强度低、抗机械振动性能差，不耐高温烟气冲刷和高温化学侵蚀、使用寿命较低等缺点；后者存在容重大、易压坏辊轴、导热系数较高、隔热性能差等缺点。

本发明所要解决的技术问题是：提供一种轻质隔热耐火浇注料，与现有用于薄板坯连铸连轧辊底式加热炉炉辊的轻质隔热耐火浇注料相比，本发明轻质隔热耐火浇注料能提高炉辊寿命，降低生产消耗成本，减少换辊造成的非作业时间，提高生产效率。
本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为：
一种轻质隔热耐火浇注料，它包括以下重量百分比的组分：
化学改性轻质骨料，40～60％；电熔莫来石，10～20％；蓝晶石粉，5～10％；高铝熟料粉，5～10％；二氧化硅微粉，3～8％；α-Al2O3微粉，3～8％；高铝水泥，5～10％；含锆高铝耐火纤维，0.5～10％；耐热钢纤维，1.5～4％；三聚氰胺，0.1～1％；有机防爆纤维，0.05～0.10％；
所述电熔莫来石的粒度小于等于1mm；二氧化硅微粉的粒度和α-Al2O3微粉的粒度均小于等于5μm；
所述化学改性轻质骨料为轻质骨料在无机化学溶液或溶胶中浸泡后干燥而成。
上述方案中，所述的无机化学溶液或溶胶为磷酸二氢铝水溶液、磷酸水溶液、硅溶胶、铝溶胶、硅铝复合溶胶中的一种。
上述方案中，所述磷酸二氢铝水溶液的重量浓度为25～40％，所述磷酸水溶液的重量浓度为30～60％，所述硅溶胶、铝溶胶、硅铝复合溶胶的重量浓度15～25％。
上述方案中，所述化学改性轻质骨料中轻质骨料为轻质高铝骨料或轻质莫来石骨料；所述轻质高铝骨料中的Al2O3的重量含量为40～80％。
上述方案中，所述化学改性轻质骨料由粒度分别为3～5mm和1～3mm的两种颗粒级配构成，其中，粒度为3～5mm的化学改性轻质骨料重量占轻质隔热耐火浇注料总重量的15～25％，粒度分别为1～3mm的化学改性轻质骨料重量占轻质隔热耐火浇注料总重量的25～40％。
上述方案中，所述的含锆高铝耐火纤维的长度为3～10mm。
本发明通过多种技术手段的实施，研制的轻质隔热耐火浇注料能够很好的满足薄板坯连铸连轧辊底式加热炉炉辊耐火隔热保护层所必须具备的容重轻、隔热性能优良、热震稳定性好、抗机械振动能力、抗烟气冲刷能力强和抗高温化学侵蚀能力强等使用性能要求。
通过对轻质骨料采用无机化学溶液或溶胶浸泡改性处理的方法，无机化学溶液和溶胶均能通过孔隙渗透到了多孔骨料颗粒的内部，修复骨料内部微裂纹，并在孔隙周围分布较集中，强化了孔隙周围的基体，不仅解决了轻质骨料由于制备和运输过程中颠簸造成的裂纹而引起的强度下降问题，增加了骨料的强度，还增加了骨料与基质之间的结合强度，大幅提高了轻质隔热浇注料整体的抗折和抗压强度，增强了炉辊隔热保护层的抗机械振动能力和抗烟气冲刷能力。
通过使用高铝水泥、二氧化硅和α-Al2O3微粉作为复合结合剂，引入水合结合和凝聚结合两种凝结硬化机理，不仅利用铝酸钙水泥的水化反应及生成物形成结晶网架而使浇注料获得强度，还利用二氧化硅微粉遇水后形成胶体粒子，当胶粒表面静电斥力小于其引力时，借助于范德华力而发生凝聚结合，干燥后形成硅氧烷网状结构而发生硬化获得强度，随着温度德升高，硅氧烷网状结构中硅与氧之间的键不断裂，因此强度也不断提高；另一方面，利用二氧化硅和α-Al2O3微粉比表面积大，配合分散剂使浇注体填充好，孔结构均匀，微孔多大孔少，提高了材料的强度；此外，高温下硅氧烷网络结构与其包裹的α-Al2O3微粉发生反应生成针状交错的莫来石晶体，进一步提高了中、高温强度。从而避免了采用纯铝酸钙水泥结合时水化铝酸钙在900～1200℃中温范围内二次铝酸一钙、二铝酸一钙化导致体积收缩和形成内部气孔而引起的材料强度降低的问题。
根据耐热钢纤维中、低温使用性能较优而含锆高铝耐火纤维中、高温性能较优的特点，通过同时添加耐热钢纤维和含锆高铝耐火纤维两种纤维，利用其在基体中的拉拔作用所产生的增强、增韧效应，达到了在较宽温度范围内整体提高炉辊浇注料抗机械振动能力和抗冲击韧性的目的。
通过添加热膨胀系数小、蠕变率低的电熔莫来石、含锆高铝耐火纤维以及适量有机防爆纤维等多种方式，利用有机防爆纤维在烘烤过程中熔化、挥发和氧化后形成的孔隙以及长度3～10mm含锆高铝耐火纤维在材料中的均匀分布，有效地吸收能量，阻止热应力导致的裂纹进一步扩展，达到提高炉辊浇注料热震稳定性的目的。
通过选用具有多孔结构的轻质高铝骨料或轻质莫来石骨料以及加入0.5～10重量份导热系数较小的含锆高铝耐火纤维，达到了提高炉辊保温性能，减少冷却水带走的热损失，同时降低体积密度，减少炉辊的重量与转动的动力消耗，减轻对炉辊轴承磨损的目的。
通过添加5～10重量份的蓝晶石粉做为膨胀剂，利用蓝晶石高温下不可逆分解为莫来石和游离的SiO2而产生体积膨胀，抵消浇注料高温下体积收缩，达到防止浇注料与金属辊身之间热膨胀不匹配造成的浇注料层开裂和脱落的目的。
通过加入三聚氰胺作为分散剂，提高了浇注料的分散性，改善了施工性能；同时轻质骨料采用化学试剂(磷酸二氢铝、磷酸、硅溶胶、铝溶胶或硅铝复合溶胶)浸泡改性处理后，封闭了部分气孔，使得材料吸水率下降，降低了浇注料的施工加水量，也改善了施工性能。
通过上述多种技术手段的综合应用，本发明所涉及的轻质隔热耐火浇注料容重轻，炉辊使用时转动动力消耗少，轴承负荷小使用寿命长；浇注料具有较高的低、中、高温强度，炉辊隔热保护层在使用过程中具有良好的抗机械振动能力、抗冲击韧性和抗烟气冲刷能力；浇注料热震稳定性好，使得炉辊在炉温发生急剧变化时不易发生开裂或剥落；浇注料骨料多孔轻质化，导热系数小，炉辊隔热保护层隔热性能优良，冷却水带走的热损耗小；浇注成型工艺简单易操作，施工加水量小，施工性能优良，所使用的各种原料均可从市场上购买，使得炉辊施工成本和原料成本较低。最终达到了提高炉辊寿命，降低生产消耗成本，减少换辊造成的非作业时间，提高生产效率的目的。
附图说明
图1为骨料采用硅溶胶浸泡改性处理的浇注料试样做完抗折强度测试后断面的实物照片；
图2为骨料未经改性处理的浇注料试样做完抗折强度测试后断面的实物照片；
图3为骨料采用硅溶胶浸泡改性处理的浇注料试样(1100℃×3h)微观结构分析表明：骨料与基体之间结合状况良好；
图4为骨料未经改性处理的浇注料试样(1100℃×3h)微观结构表明：多孔骨料颗粒与基质间有较大裂隙，结合不紧密；
图5为1号骨料(未浸泡)微观结构扫描电镜图(×100)；
图6为1号骨料(未浸泡)微观结构扫描电镜图(×500)；
图7为1号骨料(未浸泡)微观结构扫描电镜图；
图8为图7中标示“+”位置能谱仪测定微区元素含量(1号骨料)；
图9为图7所示区域Al元素面分布(1号骨料)；
图10为图7所示区域Si元素面分布(1号骨料)；
图11为图7所示区域O元素面分布(1号骨料)；
图12为图7所示区域P元素面分布(1号骨料)；
图13为2号骨料(磷酸二氢铝浸泡)微观结构扫描电镜图(×100)；
图14为2号骨料(磷酸二氢铝浸泡)微观结构扫描电镜图(×500)；
图15为图14中方框所示区域能谱仪测定微区元素含量(2号骨料)；
图16为2号骨料(磷酸二氢铝浸泡)微观结构扫描电镜图(×500)；
图17为图16中位置a能谱仪(EDX)测定微区元素含量(2号骨料)；其中，Ti元素来源于试样制备过程中的TiO2打磨剂；
图18为图16中位置b能谱仪(EDX)测定微区元素含量(2号骨料)；
图19为图16所示区域P元素面分布(2号骨料)；
图20为3号骨料(磷酸浸泡)微观结构扫描电镜图(×500)；
图21为3号骨料(磷酸浸泡)微观结构扫描电镜图(×1000)；
图22为3号骨料(磷酸浸泡)微观结构扫描电镜图(×1000，背散射电子成像)；
图23为图21中方框所示区域P元素面分布(3号骨料)；
图24为直线所示区域中O、Al、Si和P元素线分布(3号骨料)；
图25为4号骨料(硅溶胶浸泡)微观结构扫描电镜图(×100)；
图26为4号骨料(硅溶胶浸泡)微观结构扫描电镜图(×500)；
图27为4号骨料(硅溶胶浸泡)微观结构扫描电镜图(×1000)；
图28为图27中位置a能谱仪(EDX)测定微区元素含量(4号骨料)；其中，Ti元素来源于试样制备过程中的TiO2打磨剂；
图29为图27中位置b能谱仪(EDX)测定微区元素含量(4号骨料)；
图30为直线所示区域中O、Al和Si元素线分布(4号骨料)。

下面结合具体实施例对本发明作出详细的说明。
实施例1：
制备1006公斤辊底式加热炉炉辊用轻质隔热耐火浇注料：其原料组成及重量百分比为：化学改性轻质骨料50％，其中：粒度为3～5mm的化学改性轻质骨料重量占化学改性轻质骨料总重量的20％，粒度分别为1～3mm的化学改性轻质骨料重量占化学改性轻质骨料总重量的30％。电熔莫来石(0～1mm)10％；蓝晶石(粒度≤180目)5％；一级高铝熟料粉(粒度≤180目)8％；二氧化硅微粉(粒度≤5μm)6％；α-Al2O3微粉(粒度≤5μm)8％；Al80高铝水泥7％；含锆高铝耐火纤维3.4％(含锆高铝耐火纤维的长度为3～10mm。)；耐热钢纤维2％；三聚氰胺0.5％；聚丙烯纤维0.1％。
将上述原料按配方称量，加入搅拌器内搅拌均匀，再逐渐加入一定量的水，形成流动性良好的浇注料。将此种浇注料加入炉辊模具中，采用震动成型方法成型，3天后脱模，脱模后的炉辊在400℃烘烤24小时即可使用。
化学改性轻质骨料为轻质高铝骨料采用磷酸二氢铝(40wt％)、磷酸(60wt％)水溶液、硅溶胶(25wt％)、铝溶胶(25wt％)或硅铝复合溶胶(25wt％)浸泡24小时、阴干与烘烤处理后而得；所述轻质高铝骨料中的Al2O3的重量含量为40～80％。
将轻质高铝骨料采用磷酸二氢铝水溶液(40wt％)、磷酸水溶液(60wt％)、硅溶胶(25wt％)、铝溶胶(25wt％)或硅铝复合溶胶(25wt％)浸泡改性处理的浇注料分别制成40×40×160mm大小的试样，相对于使用未浸泡骨料的浇注料制备的试样，常温抗折强度提高1.8、1.2、4.5、2.2和3倍，常温耐压强度提高1.4、1.2、2.7、1.8和2.1倍。由骨料采用硅溶胶浸泡改性处理的试样抗折实验后断面的照片对比(如图1-2所示)可以看出，轻质骨料采用硅溶胶浸泡后的浇注料试样断面能够明显的看到大量的骨料颗粒的断裂面，而骨料未经改性处理的浇注料试样断面仅能看到少数几颗骨料的断裂面，说明骨料采用硅溶胶浸泡处理后，骨料与基质之间的结合更为紧密，达到了提高材料抗折和抗压强度的目的，进一步微观结构分析也证实了上述结论(如图3-4所示)。
通过对轻质高铝骨料采用磷酸二氢铝、磷酸或硅溶胶水溶液浸泡前后的微观结构和元素分布采用扫描电子显微镜和能谱仪进行分析，进一步解释了轻质骨料通过化学试剂浸泡改性的机理。
扫描电子显微镜试样的制备：选取轻质高铝骨料4份，其中3份分别使用磷酸二氢铝(40wt％)、磷酸(50wt％)或硅溶胶(25wt％)浸泡24小时，捞出阴干后120℃烘烤18小时，然后1350℃热处理3小时，剩余1份未进行浸泡处理；未浸泡、采用磷酸二氢铝、磷酸或硅溶胶浸泡的4份试样经过环氧树脂镶嵌、打磨和抛光处理后，制成光片试样，分别编号为1、2、3、4号骨料，经表面喷碳后，使用配置能谱分析仪的扫描电子显微镜(Quanta 400)进行分析，如未加特殊说明，电子扫描电镜照片均采用二次电子成像。
1号骨料(未浸泡)的微观结构和微区元素分布如图5-12所示。扫描电镜照片(图5-7)显示试样为典型的多孔状结构，内部存在着许多缺陷和裂纹，微区元素分析(图8)表明主要由Si、Al、O三种元素组成，没有P元素，元素面分布如图9-12所示。
2号骨料(磷酸二氢铝浸泡)的微观结构和微区元素分布如图13-19所示。扫描电镜照片(图13-14)显示试样同样为典型的多孔状结构，相对于1号试样而言，气孔率有所下降，骨架基体内部出现了大量粒径为0.5-2μm的颗粒(如图14中方框所示区域)，且与基体结合紧密，微区元素分析(如图15所示)显示这些颗粒成分为Al2O3；由更大放大倍数的扫描电镜照片和微区元素分析(如图16-18所示)可以看出：浅灰色的基体(图16中a所示位置)中出现了某种化合物聚集(图16中b所示深灰色斑点)，微区元素分析(如图17所示)表明浅灰色基体主要含有Al、Si、P、O四种元素，全部按照氧化物来计算，则其中含有Al2O3、SiO2和P2O5分别为38.92wt％、47.00wt％和7.40wt％，深灰色斑点区域的微区元素分析(如图18所示)表明该区域主要含有Al、Si、P、O四种元素，全部按照氧化物来计算，则其中含有Al2O3、SiO2和P2O5分别为40.32wt％、6.21wt％和53.47wt％，摩尔比为45.17％、11.80％和43.03％，可以看出该区域主要物相为AlPO4，说明基体中的深灰色斑点为AlPO4的富集。
通过以上2号骨料(磷酸二氢铝水溶液浸泡)的微观结构和微区元素分析可以看出：相对于1号骨料，轻质高铝骨料基体内部出现了大量与基体结合紧密的刚玉(α-Al2O3)颗粒(粒径为0.5-2μm)，并且在基体内部出现了AlPO4的富集。这些现象说明轻质骨料经过磷酸二氢铝(40wt％)水溶液浸泡24小时后，磷酸二氢铝溶液通过孔隙渗透到了多孔骨料颗粒的内部，由于溶液呈酸性(PH＝1)，与骨料中非刚玉相Al2O3部分发生反应生成Al(H2PO4)3和Al2(HPO4)3，当骨料经过阴干、120℃烘烤18小时后，再经过1350℃热处理时，随着温度的升高，磷酸盐(Al(H2PO4)3和Al2(HPO4)3)生成多聚磷酸盐和四聚偏磷酸盐，当温度高于1000℃时便开始分解成AlPO4和P2O5，P2O5挥发后，AlPO4残留下来并在骨料内部发生了富集；进一步由图16所示区域中P元素的面分布(如图19所示)可以看出，P元素集中分布在孔隙的周围，微孔越多的区域，P元素的分布就越多，这种分布强化了微孔周围的基体。同时，骨料中非刚玉相Al2O3在酸性磷酸二氢铝溶液处理后活性增加，在1350℃热处理3小时后部分转化为α-Al2O3，在骨料基体中以粒径0.5-2μm的微米级颗粒形式存在，并且与骨料基体结合牢固，对骨架结构起到了强化作用。
上述扫描电子显微镜的观察结果和能谱仪的微区分析均表明磷酸二氢铝通过孔隙渗透到了多孔骨料颗粒的内部，不仅修复了微裂纹，强化了孔隙周围的基体，增加了骨料的强度；其酸性溶液还对于骨料中非刚玉相Al2O3起到了活化作用，使得在后续的热处理过程中转变为α-Al2O3微米颗粒，同样对骨架结构起到了增强作用。
3号骨料(磷酸水溶液浸泡)的微观结构和微区元素分布如图20-24所示。扫描电镜照片(图20-22)显示试样虽然为多孔状结构，但其微观结构与1号试样(未浸泡骨料)存在明显的差异，骨料基体由于磷酸的侵蚀变得凹凸不平，说明强酸性的磷酸不仅与骨料表面的Al2O3反应生成各种铝磷酸盐，还经由孔隙通过渗透作用进入骨料内部，并与骨料内部的Al2O3发生反应，同时部分生成的铝磷酸盐沉积到孔隙的周围(如图22背散射电子成像的扫描电镜照片所示)，经过1350℃热处理时，随着温度的升高，各种铝磷酸盐经历了如下化学反应过程：铝磷酸盐→失去游离水→失去结晶水→AlPO4开始析出、多聚磷酸盐和四聚偏磷酸盐逐渐形成→多聚磷酸盐和四聚偏磷酸盐分解成AlPO4和P2O5(固)→P2O5(气)挥发后剩下AlPO4。进一步由图21中方框所示区域中P元素的面分布(如图23所示)可以看出，P元素在整个基体中均有分布，在孔隙的周围区域分布最为集中，孔隙越多的区域，P元素的分布就越多；由P元素的线分布(如图24所示)可以看出，距离右边孔隙边缘25μm左右的区域，P元素的含量较高，进一步表明骨料通过磷酸浸泡24小时后，磷酸通过孔隙渗透到了多孔骨料颗粒的内部并与Al2O3反应生成铝磷酸盐，1350℃热处理后转化为AlPO4，集中分布在孔隙的边缘，强化了孔隙周围的基体，增加了骨料的强度，同时生成的铝磷酸盐一定程度上修复了骨料内部的微裂纹，对骨架结构起到了增强作用。
4号骨料(硅溶胶浸泡)的微观结构和微区元素分布如图25-30所示。扫描电镜照片(图25-27)显示试样同样为典型的多孔状结构，相对于1号试样而言，气孔率没有显著的改变，图27中位置a的微区元素分析(如图28所示)表明该微区基体主要含有Al、Si、O三种元素，全部按照氧化物来计算，则其中含有Al2O3和SiO2分别为54.12wt％和40.52wt％；由Si元素的线分布(如图30所示)可以看出，Si元素的含量在距离左边孔隙边缘30μm左右的范围内比离孔隙远的地方高，表明骨料经过硅溶胶浸泡24小时后，硅溶胶通过孔隙渗透到了多孔骨料颗粒的内部，并在孔隙的周围分布较多，硅溶胶的这种渗透和分布方式强化了孔隙周围的基体，增加了骨料的强度。同时扫描电镜观察发现，骨料基体内部出现了大量粒径为2-8μm的颗粒(如图26中方框所示区域和图27所示)，且与基体结合紧密，图27中位置b所示颗粒的微区元素分析(如图29所示)表明这些颗粒化学成分为Al2O3，其形成可用以下机理来解释：硅溶胶通过孔隙渗透到了多孔骨料颗粒的内部，由于所使用的硅溶胶呈碱性(PH＝10-11)，对骨料中的SiO2存在较明显的腐蚀作用，一方面骨料中SiO2腐蚀后破坏了原来的微观结构，使得Al2O3被孤立出来，另一方面，由于硅溶胶的渗透吸附和粘结作用，对破损的微观结构及时进行了修复，因此在扫描电子显微镜的观察中没有发现骨料多孔状微观结构发生明显改变，但是，硅溶胶的这一腐蚀和修复的过程对Al2O3起到了表面活化的作用，在1350℃热处理3小时后，表面被活化的非刚玉相Al2O3部分转化为α-Al2O3，在骨料基体中以粒径2-8μm的微米级颗粒形式存在，并且与骨料基体结合牢固，对骨架结构起到了强化作用。
从上述扫描电子显微镜和能谱仪的综合分析结果可以看出：磷酸二氢铝、磷酸或硅溶胶对轻质骨料浸泡改性处理后，均能通过孔隙渗透到了多孔骨料颗粒的内部，修复骨料内部微裂纹，并在孔隙周围分布较集中，强化了孔隙周围的基体，增加了骨料的强度。不仅提高了轻质骨料的力学性能与表面性能，还改善了骨料与粉料之间的结合状况，达到了提高轻质隔热浇注料的抗机械振动能力、抗冲击韧性和抗烟气冲刷能力等理化性能的目的；此外，浸泡处理后骨料吸水率下降，降低了轻质隔热浇注料的施工加水量，改善了浇注料的施工性能。
实施例2：
制备1095.5公斤辊底式加热炉炉辊用轻质隔热耐火浇注料：其原料组成及重量百分比为：化学改性轻质骨料40％，其中粒度为3～5mm的化学改性轻质骨料重量占轻质隔热耐火浇注料总重量的15％，粒度分别为1～3mm的化学改性轻质骨料重量占轻质隔热耐火浇注料总重量的25％，化学改性轻质骨料为轻质高铝骨料采用铝溶胶(15～25wt％)浸泡24小时、阴干与烘烤处理后而得；电熔莫来石(0～1mm)15％；蓝晶石(粒度≤180目)10％；一级高铝熟料粉(粒度≤180目)5％；二氧化硅微粉(粒度≤5μm)8％；α-Al2O3微粉(粒度≤5μm)4％；Al80高铝水泥5％；含锆高铝耐火纤维10％；耐热钢纤维1.95％；三聚氰胺1％；聚丙烯纤维0.05％。将上述原料按配方称量，加入搅拌器内搅拌均匀，逐渐加入一定量的水，形成流动性良好的浇注料。将此种浇注料加入炉辊模具中，采用震动成型方法成型，3天后脱模，脱模后的炉辊在400℃烘烤24小时即可使用。
实施例3：
制备1017公斤辊底式加热炉炉辊用轻质隔热耐火浇注料：其原料组成及重量百分比为：化学改性轻质骨料40％，其中粒度为3～5mm和1～3mm的分别为15％和25％，化学改性轻质骨料为轻质高铝骨料采用硅铝复合溶胶(15～25wt％)浸泡24小时、阴干与烘烤处理后而得；电熔莫来石(0～1mm)20％；蓝晶石(粒度≤180目)6％；一级高铝熟料粉(粒度≤180目)10％；二氧化硅微粉(粒度≤5μm)6.3％；α-Al2O3微粉(粒度≤5μm)3％；Al80水泥10％；含锆高铝耐火纤维0.5％；耐热钢纤维4％；三聚氰胺0.1％；聚丙烯纤维0.1％。将上述原料按配方称量，加入搅拌器内搅拌均匀，逐渐加入一定量的水，形成流动性良好的浇注料。将此种浇注料加入炉辊模具中，采用震动成型方法成型，3天后脱模，脱模后的炉辊在400℃烘烤24小时即可使用。
实施例4：
制备1016公斤辊底式加热炉炉辊用轻质隔热耐火浇注料：其原料组成及重量百分比为：化学改性轻质骨料50％，其中粒度为3～5mm和1～3mm的分别为15％和35％，化学改性轻质骨料为轻质高铝骨料采用磷酸二氢铝水溶液(25～40wt％)浸泡24小时、阴干与烘烤处理后而得；电熔莫来石(0～1mm)12％；蓝晶石(粒度≤180目)5％；一级高铝熟料粉(粒度≤180目)5％；二氧化硅微粉(粒度≤5μm)8％；α-Al2O3微粉(粒度≤5μm)7.4％；Al80水泥6％；含锆高铝耐火纤维4％；耐热钢纤维2％；三聚氰胺0.5％；聚丙烯纤维0.1％。将上述原料按配方称量，加入搅拌器内搅拌均匀，逐渐加入一定量的水，形成流动性良好的浇注料。将此种浇注料加入炉辊模具中，采用震动成型方法成型，3天后脱模，脱模后的炉辊在400℃烘烤24小时即可使用。
实施例5：
制备1056公斤辊底式加热炉炉辊用轻质隔热耐火浇注料：其原料组成及重量百分比为：化学改性轻质骨料60％，其中粒度为3～5mm和1～3mm的分别为20％和40％，化学改性轻质骨料为轻质高铝骨料采用磷酸水溶液(30～60wt％)浸泡24小时、阴干与烘烤处理后而得；电熔莫来石(0～1mm)10％；蓝晶石(粒度≤180目)5％；一级高铝熟料粉(粒度≤180目)10％；二氧化硅微粉(粒度≤5μm)3％；α-Al2O3微粉(粒度≤5μm)3％；Al80水泥5％；含锆高铝耐火纤维1.9％；耐热钢纤维1.5％；三聚氰胺0.5％；KDF-II或KDF-III型有机防爆纤维0.1％。将上述原料按配方称量，加入搅拌器内搅拌均匀，逐渐加入一定量的水，形成流动性良好的浇注料。
实施例6：
制备1006公斤辊底式加热炉炉辊用轻质隔热耐火浇注料，配方与实施例1类似，区别在于用于轻质骨料使用轻质莫来石骨料，并使用硅溶胶(15～25wt％)进行浸泡改性处理。将原料按配方称量，加入搅拌器内搅拌均匀，逐渐加入一定量的水，形成流动性良好的浇注料。将此种浇注料加入炉辊模具中，采用震动成型方法成型，3天后脱模，脱模后的炉辊在400℃烘烤24小时即可使用。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。