【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铜冶炼用耐火材料，具体为一种铜冶炼用高强抗侵蚀溜槽预制件及其制备方法。
技术介绍
1、铜在1300℃-1400℃温度下进行冶炼后，形成铜水进行浇注，经中间包、流槽预制件、摆动中间包，最后充注入模型内浇注成铜板，因此流槽预制件也称为耐火材料，流槽预制件主要以高铝钒石、刚玉、碳化硅、超细微粉等耐火材料为原料，经过高频震动成型、常温养护后，再高温下烧制而成，具有强度高、抗侵蚀、耐冲刷、热震稳定性优良的特点，在使用过程中能很好的避免高温熔体局部渗漏现象。
2、溜槽预制件中碳化硅具有优异的耐腐蚀、耐高温和机械强度，能够承受高温铜水的冲刷和侵蚀，保持结构的完整性和稳定性，但碳化硅在高温下易与氧结合，易膨胀变形，降低溜槽预制件的使用寿命，且碳化硅材料硬度高，脆性大，导致溜槽预制件在受到高温铜水冲刷产生的机械应力时，易产生裂纹，影响溜槽预制件的使用；溜槽预制件在制备过程中，其原料之间结合不牢，存在间隙或空隙，从而影响了预制件的整体性能。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种铜冶炼用高强抗侵蚀溜槽预制件及其制备方法，解决了导致溜槽预制件在受到高温铜水冲刷产生的机械应力时易产生裂纹、原料之间结合不牢存在间隙或空隙的问题。
2、本专利技术的技术方案：
3、一种铜冶炼用高强抗侵蚀溜槽预制件，包括以下质量份原料：高铝矾土60-80份、刚玉10-15份、改性碳化硅5-10份、增强填料3-5份、超细微粉8-10份、水泥6-10份、外加剂0.2-0.5份、去离子
4、所述改性碳化硅由硝酸钴六水合物、尿素和碳化硅混合反应后，再与预处理碳纤维混合而得；
5、所述增强填料由阳离子季铵盐修饰黏土、碳酸铵溶液和硝酸铝九水合物混合反应而得。
6、一种铜冶炼用高强抗侵蚀溜槽预制件的制备方法，包括以下制备步骤：
7、s1.将高铝矾土、刚玉、改性碳化硅、增强填料、超细微粉、水泥、外加剂和去离子水混合，在800-1000r/min的速率下搅拌1-2h，得到混合浆料；
8、s2.将混合浆料置于预制件模具中，在100-200hz下振动30-40min后，在20-30℃下养护20-25h，进行脱模，在500-700℃下干燥1-3h，冷却至室温，得到溜槽预制件。
9、进一步地，高铝矾土3-5mm，al2o3含量为89-93％。
10、进一步地，刚玉为棕刚玉粉，粒径为170-190目。
11、进一步地，超细微粉选自活性氧化铝微粉或硅灰。
12、进一步地，水泥为铝酸钙水泥，主要成分为al2o3，含量为85-90％。
13、进一步地，外加剂由柠檬酸钠、防爆纤维、草酸和金属铝粉按照(6-8):(2-3):(0.5-1):(0.4-0.6)的质量比混合而成。
14、进一步地，防爆纤维直径为50-100μm，长度为3-5mm。
15、进一步地，改性碳化硅具体由以下步骤制得：
16、a1.将硝酸钴六水合物、氟化铵和尿素加入到去离子水中，搅拌均匀，加入碳化硅，在120-130℃下搅拌反应4-6h，冷却至室温，经过滤收集固体，固体经洗涤，干燥后，在600-800℃下煅烧1-3h，冷却至室温，得到负载硅酸钴的碳化硅；
17、a2.将碳纤维加入到tris-hcl缓冲液中，搅拌均匀，加入多巴胺，搅拌反应3-5h，经过滤，洗涤，干燥，得到预处理碳纤维；
18、a3.将预处理碳纤维和负载硅酸钴的碳化硅加入到去离子水中，在200-300r/min下搅拌30-40min，静置后，经过滤，去离子水洗涤3次，在70℃烘箱中干燥10min，得到改性碳化硅。
19、进一步地，上述a1反应过程中，硝酸钴六水合物在氟化氨和尿素催化作用下，在120-130℃下反应，使得硝酸钴六水合物进行脱羟基、脱碳反应，形成氧化钴，在800-1200℃下煅烧，形成的氧化钴能够与碳化硅表面的二氧化硅层反应，通过硅-氧-钴键结合，进而在碳化硅表面合成硅酸钴层，得到负载硅酸钴的碳化硅。
20、进一步地，上述a2反应过程中，在tris-hcl缓冲液中，多巴胺能够在碳纤维表面自聚合形成聚多巴胺，形成预处理碳纤维，使得碳纤维表面携带大量的酚羟基基团，有利于负载硅酸钴的碳化硅黏附在碳纤维表面。
21、进一步地，上述a3反应过程中，预处理碳纤维具有优异的粘附性，且表面含有大量的酚羟基基团，使得负载硅酸钴的碳化硅黏附在预处理碳纤维表面，形成改性碳化硅。
22、进一步地，步骤a1中，所述硝酸钴六水合物、氟化铵、尿素、去离子水和碳化硅用量比为(2-3)g:(0.1-0.3)g:(1-3)g:(80-120)ml:(5-6)g。
23、进一步地，步骤a2中，所述碳纤维、tris-hcl缓冲液和多巴胺用量比为(1-3)g:(45-55)ml:(0.4-0.6)g。
24、进一步地，步骤a3中，所述预处理碳纤维、负载硅酸钴的碳化硅和去离子水用量比为(4-6)g:(8-12)g:(80-120)ml。
25、进一步地，碳化硅粒径为5-10μm。
26、进一步地，碳纤维长度为4-5mm，直径为50-100nm。
27、进一步地，增强填料具体由以下步骤制得：
28、b1.将黏土加入到去离子水中，在60-70℃下搅拌1-2h，加入阳离子季铵盐，在40-50khz下超声处理5-10min，继续搅拌反应1-2h，经过滤，洗涤，干燥，得到阳离子季铵盐修饰黏土；
29、b2.将硝酸铝九水合物和碳酸铵溶液加入到去离子水中，搅拌均匀，加入阳离子季铵盐修饰黏土，在400-500r/min下搅拌1-2h，在100-110℃下搅拌反应3-5h，经过滤，洗涤，干燥，在400-500℃下煅烧1-2h，冷却至室温，得到增强填料。
30、进一步地，上述b1反应过程中，黏土层间含有的可交换阳离子钠离子能够与阳离子季铵盐n,n-二甲基十二烷基胺发生阳离子交换，使得阳离子季铵盐穿插至黏土层间，扩大黏土层间距，得到阳离子季铵盐修饰黏土。
31、进一步地，上述b2反应过程中，阳离子季铵盐修饰黏土表面携带的含氧官能团能够与硝酸铝九水合物中的铝离子通过静电结合，使得铝离子吸附在粘土表面，碳酸铵提供氢氧根离子，进而在阳离子季铵盐修饰黏土表面形成氢氧化物，在100-110℃下反应后，氢氧化物受热分解形成氧化铝晶体，在400-500℃下煅烧，促进了氧化铝晶体生长，实现在阳离子季铵盐修饰黏土表面合成纳米氧化铝，得到增强填料。
32、进一步地，步骤b1中，所述黏土、去离子水和阳离子季铵盐用量比为(2-3)g:(45-55)ml:(1-2)g。
33、进一步地，步骤b2中，所述硝酸铝九水合物、碳酸铵溶液、去离子水和阳离子季铵盐修饰黏土用量比为(1-2)g:(10-14)ml:(25-35)ml:(5-6)g本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铜冶炼用高强抗侵蚀溜槽预制件，其特征在于，包括以下质量份原料：高铝矾土60-80份、刚玉10-15份、改性碳化硅5-10份、增强填料3-5份、超细微粉8-10份、水泥6-10份、外加剂0.2-0.5份、去离子水50-60份；
2.根据权利要求1所述的一种铜冶炼用高强抗侵蚀溜槽预制件，其特征在于，所述改性碳化硅具体由以下步骤制得：
3.根据权利要求2所述的一种铜冶炼用高强抗侵蚀溜槽预制件，其特征在于，步骤A1中，所述硝酸钴六水合物、氟化铵、尿素、去离子水和碳化硅用量比为(2-3)g:(0.1-0.3)g:(1-3)g:(80-120)mL:(5-6)g。
4.根据权利要求2所述的一种铜冶炼用高强抗侵蚀溜槽预制件，其特征在于，步骤A2中，所述碳纤维、Tris-HCl缓冲液和多巴胺用量比为(1-3)g:(45-55)mL:(0.4-0.6)g。
5.根据权利要求2所述的一种铜冶炼用高强抗侵蚀溜槽预制件，其特征在于，步骤A3中，所述预处理碳纤维、负载硅酸钴的碳化硅和去离子水用量比为(4-6)g:(8-12)g:(80-120)mL。
6.根据权利要求1所述的一种铜冶炼用高强抗侵蚀溜槽预制件，其特征在于，所述增强填料具体由以下步骤制得：
7.根据权利要求6所述的一种铜冶炼用高强抗侵蚀溜槽预制件，其特征在于，步骤B1中，所述黏土、去离子水和阳离子季铵盐用量比为(2-3)g:(45-55)mL:(1-2)g。
8.根据权利要求6所述的一种铜冶炼用高强抗侵蚀溜槽预制件，其特征在于，步骤B2中，所述硝酸铝九水合物、碳酸铵溶液、去离子水和阳离子季铵盐修饰黏土用量比为(1-2)g:(10-14)mL:(25-35)mL:(5-6)g。
9.一种权利要求1-8任一项所述的一种铜冶炼用高强抗侵蚀溜槽预制件的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种铜冶炼用高强抗侵蚀溜槽预制件，其特征在于，包括以下质量份原料：高铝矾土60-80份、刚玉10-15份、改性碳化硅5-10份、增强填料3-5份、超细微粉8-10份、水泥6-10份、外加剂0.2-0.5份、去离子水50-60份；
2.根据权利要求1所述的一种铜冶炼用高强抗侵蚀溜槽预制件，其特征在于，所述改性碳化硅具体由以下步骤制得：
3.根据权利要求2所述的一种铜冶炼用高强抗侵蚀溜槽预制件，其特征在于，步骤a1中，所述硝酸钴六水合物、氟化铵、尿素、去离子水和碳化硅用量比为(2-3)g:(0.1-0.3)g:(1-3)g:(80-120)ml:(5-6)g。
4.根据权利要求2所述的一种铜冶炼用高强抗侵蚀溜槽预制件，其特征在于，步骤a2中，所述碳纤维、tris-hcl缓冲液和多巴胺用量比为(1-3)g:(45-55)ml:(0.4-0.6)g。
5.根据权利要求2所...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱秀芬，钱晶，柏莹莹，刘成强，
申请(专利权)人：江苏诺明高温材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。