【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及銅冶煉用耐火材料，具體為一種銅冶煉用高強抗侵蝕溜槽預制件及其制備方法。
技術介紹
1、銅在1300℃-1400℃溫度下進行冶煉后，形成銅水進行澆注，經中間包、流槽預制件、擺動中間包，最后充注入模型內澆注成銅板，因此流槽預制件也稱為耐火材料，流槽預制件主要以高鋁釩石、剛玉、碳化硅、超細微粉等耐火材料為原料，經過高頻震動成型、常溫養護后，再高溫下燒制而成，具有強度高、抗侵蝕、耐沖刷、熱震穩定性優良的特點，在使用過程中能很好的避免高溫熔體局部滲漏現象。
2、溜槽預制件中碳化硅具有優異的耐腐蝕、耐高溫和機械強度，能夠承受高溫銅水的沖刷和侵蝕，保持結構的完整性和穩定性，但碳化硅在高溫下易與氧結合，易膨脹變形，降低溜槽預制件的使用壽命，且碳化硅材料硬度高，脆性大，導致溜槽預制件在受到高溫銅水沖刷產生的機械應力時，易產生裂紋，影響溜槽預制件的使用；溜槽預制件在制備過程中，其原料之間結合不牢，存在間隙或空隙，從而影響了預制件的整體性能。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種銅冶煉用高強抗侵蝕溜槽預制件及其制備方法，解決了導致溜槽預制件在受到高溫銅水沖刷產生的機械應力時易產生裂紋、原料之間結合不牢存在間隙或空隙的問題。
2、本專利技術的技術方案：
3、一種銅冶煉用高強抗侵蝕溜槽預制件，包括以下質量份原料：高鋁礬土60-80份、剛玉10-15份、改性碳化硅5-10份、增強填料3-5份、超細微粉8-10份、水泥6-10份、外加劑0.2-0.5份、去離子
4、所述改性碳化硅由硝酸鈷六水合物、尿素和碳化硅混合反應后，再與預處理碳纖維混合而得；
5、所述增強填料由陽離子季銨鹽修飾黏土、碳酸銨溶液和硝酸鋁九水合物混合反應而得。
6、一種銅冶煉用高強抗侵蝕溜槽預制件的制備方法，包括以下制備步驟：
7、s1.將高鋁礬土、剛玉、改性碳化硅、增強填料、超細微粉、水泥、外加劑和去離子水混合，在800-1000r/min的速率下攪拌1-2h，得到混合漿料；
8、s2.將混合漿料置于預制件模具中，在100-200hz下振動30-40min后，在20-30℃下養護20-25h，進行脫模，在500-700℃下干燥1-3h，冷卻至室溫，得到溜槽預制件。
9、進一步地，高鋁礬土3-5mm，al2o3含量為89-93％。
10、進一步地，剛玉為棕剛玉粉，粒徑為170-190目。
11、進一步地，超細微粉選自活性氧化鋁微粉或硅灰。
12、進一步地，水泥為鋁酸鈣水泥，主要成分為al2o3，含量為85-90％。
13、進一步地，外加劑由檸檬酸鈉、防爆纖維、草酸和金屬鋁粉按照(6-8):(2-3):(0.5-1):(0.4-0.6)的質量比混合而成。
14、進一步地，防爆纖維直徑為50-100μm，長度為3-5mm。
15、進一步地，改性碳化硅具體由以下步驟制得：
16、a1.將硝酸鈷六水合物、氟化銨和尿素加入到去離子水中，攪拌均勻，加入碳化硅，在120-130℃下攪拌反應4-6h，冷卻至室溫，經過濾收集固體，固體經洗滌，干燥后，在600-800℃下煅燒1-3h，冷卻至室溫，得到負載硅酸鈷的碳化硅；
17、a2.將碳纖維加入到tris-hcl緩沖液中，攪拌均勻，加入多巴胺，攪拌反應3-5h，經過濾，洗滌，干燥，得到預處理碳纖維；
18、a3.將預處理碳纖維和負載硅酸鈷的碳化硅加入到去離子水中，在200-300r/min下攪拌30-40min，靜置后，經過濾，去離子水洗滌3次，在70℃烘箱中干燥10min，得到改性碳化硅。
19、進一步地，上述a1反應過程中，硝酸鈷六水合物在氟化氨和尿素催化作用下，在120-130℃下反應，使得硝酸鈷六水合物進行脫羥基、脫碳反應，形成氧化鈷，在800-1200℃下煅燒，形成的氧化鈷能夠與碳化硅表面的二氧化硅層反應，通過硅-氧-鈷鍵結合，進而在碳化硅表面合成硅酸鈷層，得到負載硅酸鈷的碳化硅。
20、進一步地，上述a2反應過程中，在tris-hcl緩沖液中，多巴胺能夠在碳纖維表面自聚合形成聚多巴胺，形成預處理碳纖維，使得碳纖維表面攜帶大量的酚羥基基團，有利于負載硅酸鈷的碳化硅黏附在碳纖維表面。
21、進一步地，上述a3反應過程中，預處理碳纖維具有優異的粘附性，且表面含有大量的酚羥基基團，使得負載硅酸鈷的碳化硅黏附在預處理碳纖維表面，形成改性碳化硅。
22、進一步地，步驟a1中，所述硝酸鈷六水合物、氟化銨、尿素、去離子水和碳化硅用量比為(2-3)g:(0.1-0.3)g:(1-3)g:(80-120)ml:(5-6)g。
23、進一步地，步驟a2中，所述碳纖維、tris-hcl緩沖液和多巴胺用量比為(1-3)g:(45-55)ml:(0.4-0.6)g。
24、進一步地，步驟a3中，所述預處理碳纖維、負載硅酸鈷的碳化硅和去離子水用量比為(4-6)g:(8-12)g:(80-120)ml。
25、進一步地，碳化硅粒徑為5-10μm。
26、進一步地，碳纖維長度為4-5mm，直徑為50-100nm。
27、進一步地，增強填料具體由以下步驟制得：
28、b1.將黏土加入到去離子水中，在60-70℃下攪拌1-2h，加入陽離子季銨鹽，在40-50khz下超聲處理5-10min，繼續攪拌反應1-2h，經過濾，洗滌，干燥，得到陽離子季銨鹽修飾黏土；
29、b2.將硝酸鋁九水合物和碳酸銨溶液加入到去離子水中，攪拌均勻，加入陽離子季銨鹽修飾黏土，在400-500r/min下攪拌1-2h，在100-110℃下攪拌反應3-5h，經過濾，洗滌，干燥，在400-500℃下煅燒1-2h，冷卻至室溫，得到增強填料。
30、進一步地，上述b1反應過程中，黏土層間含有的可交換陽離子鈉離子能夠與陽離子季銨鹽n,n-二甲基十二烷基胺發生陽離子交換，使得陽離子季銨鹽穿插至黏土層間，擴大黏土層間距，得到陽離子季銨鹽修飾黏土。
31、進一步地，上述b2反應過程中，陽離子季銨鹽修飾黏土表面攜帶的含氧官能團能夠與硝酸鋁九水合物中的鋁離子通過靜電結合，使得鋁離子吸附在粘土表面，碳酸銨提供氫氧根離子，進而在陽離子季銨鹽修飾黏土表面形成氫氧化物，在100-110℃下反應后，氫氧化物受熱分解形成氧化鋁晶體，在400-500℃下煅燒，促進了氧化鋁晶體生長，實現在陽離子季銨鹽修飾黏土表面合成納米氧化鋁，得到增強填料。
32、進一步地，步驟b1中，所述黏土、去離子水和陽離子季銨鹽用量比為(2-3)g:(45-55)ml:(1-2)g。
33、進一步地，步驟b2中，所述硝酸鋁九水合物、碳酸銨溶液、去離子水和陽離子季銨鹽修飾黏土用量比為(1-2)g:(10-14)ml:(25-35)ml:(5-6)g本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種銅冶煉用高強抗侵蝕溜槽預制件，其特征在于，包括以下質量份原料：高鋁礬土60-80份、剛玉10-15份、改性碳化硅5-10份、增強填料3-5份、超細微粉8-10份、水泥6-10份、外加劑0.2-0.5份、去離子水50-60份；
2.根據權利要求1所述的一種銅冶煉用高強抗侵蝕溜槽預制件，其特征在于，所述改性碳化硅具體由以下步驟制得：
3.根據權利要求2所述的一種銅冶煉用高強抗侵蝕溜槽預制件，其特征在于，步驟A1中，所述硝酸鈷六水合物、氟化銨、尿素、去離子水和碳化硅用量比為(2-3)g:(0.1-0.3)g:(1-3)g:(80-120)mL:(5-6)g。
4.根據權利要求2所述的一種銅冶煉用高強抗侵蝕溜槽預制件，其特征在于，步驟A2中，所述碳纖維、Tris-HCl緩沖液和多巴胺用量比為(1-3)g:(45-55)mL:(0.4-0.6)g。
5.根據權利要求2所述的一種銅冶煉用高強抗侵蝕溜槽預制件，其特征在于，步驟A3中，所述預處理碳纖維、負載硅酸鈷的碳化硅和去離子水用量比為(4-6)g:(8-12)g:(80-120)mL。
6.根據權利要求1所述的一種銅冶煉用高強抗侵蝕溜槽預制件，其特征在于，所述增強填料具體由以下步驟制得：
7.根據權利要求6所述的一種銅冶煉用高強抗侵蝕溜槽預制件，其特征在于，步驟B1中，所述黏土、去離子水和陽離子季銨鹽用量比為(2-3)g:(45-55)mL:(1-2)g。
8.根據權利要求6所述的一種銅冶煉用高強抗侵蝕溜槽預制件，其特征在于，步驟B2中，所述硝酸鋁九水合物、碳酸銨溶液、去離子水和陽離子季銨鹽修飾黏土用量比為(1-2)g:(10-14)mL:(25-35)mL:(5-6)g。
9.一種權利要求1-8任一項所述的一種銅冶煉用高強抗侵蝕溜槽預制件的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種銅冶煉用高強抗侵蝕溜槽預制件，其特征在于，包括以下質量份原料：高鋁礬土60-80份、剛玉10-15份、改性碳化硅5-10份、增強填料3-5份、超細微粉8-10份、水泥6-10份、外加劑0.2-0.5份、去離子水50-60份；
2.根據權利要求1所述的一種銅冶煉用高強抗侵蝕溜槽預制件，其特征在于，所述改性碳化硅具體由以下步驟制得：
3.根據權利要求2所述的一種銅冶煉用高強抗侵蝕溜槽預制件，其特征在于，步驟a1中，所述硝酸鈷六水合物、氟化銨、尿素、去離子水和碳化硅用量比為(2-3)g:(0.1-0.3)g:(1-3)g:(80-120)ml:(5-6)g。
4.根據權利要求2所述的一種銅冶煉用高強抗侵蝕溜槽預制件，其特征在于，步驟a2中，所述碳纖維、tris-hcl緩沖液和多巴胺用量比為(1-3)g:(45-55)ml:(0.4-0.6)g。
5.根據權利要求2所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱秀芬，錢晶，柏瑩瑩，劉成強，
申請(專利權)人：江蘇諾明高溫材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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