本申请涉及耐火材料技术领域，本申请公开了一种高钙钢用滑板砖及其制备方法。一种高钙钢用滑板砖，包括以下重量份数原料：大结晶电熔镁砂颗粒45‑60份，电熔镁砂粉25‑40份，炭黑1‑5份，金属铝粉1‑10份，金属硅粉0.6‑2.5份，碳化硼粉0.3‑1份，复合树脂1‑5份，添加剂2‑8份，金属纤维0.5‑1份；其中，所述复合树脂包括六水合六氟硅酸镁和硅溶胶；所述添加剂选自对氨基苯磺酸插层水滑石。本申请采用特定的原料以及配比制备得到的高钙钢用滑板砖综合性能优异，强度高、耐侵蚀性能好，有效提高了换板砖的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及耐火材料，尤其是涉及一种高钙钢用滑板砖及其制备方法。
技术介绍
1、滑板砖是一种专为高温工业环境设计的耐火材料组件，具有耐高温、抗侵蚀、抗热震和滑动等特性，主要用于钢铁冶金行业的连铸中间包和钢包底部滑动水口，实现钢水流量的精确控制。
2、高钙钢是指含有较高钙含量的合金钢种，主要用于制造高强度、高韧性、良好焊接性能的钢材产品，如管线钢、桥梁钢、船用钢等。然而在高钙钢冶炼过程中，由于钙元素的存在，对连铸设备的耐火材料造成严重的侵蚀，降低了使用寿命。
3、产生侵蚀的原因如下：1）钙元素的侵蚀作用：高钙钢含有较高的钙含量，而钙在高温下具有较强的活性，在转炉、钢包等炼钢设备中，尤其是在盛装高钙钢的钢包内，滑板砖直接接触高温钢液，钙元素可能会与滑板砖的组成物质发生化学反应，形成低熔点的钙盐，这些钙盐不仅可能在砖体内部形成溶蚀通道，降低砖体的结构强度，还可能在砖面形成熔融层，加速砖体的磨损；2）钙蒸气的侵蚀与渗透：钙在高温下易挥发成钙蒸气，特别是在钢液表面附近，钙蒸气浓度较高，可以穿透滑板砖的微观孔隙或裂缝，与砖体内部的物质发生反应，形成钙的固溶体或化合物，导致砖体内部结构劣化；此外，钙蒸气的渗透还可能导致砖体内部产生应力，引发裂纹扩展，进一步降低砖体的耐久性等。
4、因此，急需提供一种耐侵蚀性能优异的高钙钢用滑板砖。
技术实现思路
1、为了解决上述至少一种技术问题，开发一种耐侵蚀性能优异的高钙钢用滑板砖，本申请提供一种高钙钢用滑板砖及其制备方法。</p>2、一方面，本申请提供的一种高钙钢用滑板砖，包括以下重量份数原料：大结晶电熔镁砂颗粒45-60份，电熔镁砂粉25-40份，炭黑1-5份，金属铝粉1-10份，金属硅粉0.6-2.5份，碳化硼粉0.3-1份，复合树脂1-5份，添加剂2-8份，金属纤维0.5-1份；
3、其中，所述复合树脂包括六水合六氟硅酸镁和硅溶胶；所述添加剂选自对氨基苯磺酸插层水滑石。
4、通过采用上述技术方案，本申请采用特定的原料以及配比制备得到的高钙钢用滑板砖综合性能优异，强度高、耐侵蚀性能好，有效提高了换板砖的使用寿命；
5、本申请采用特定的大结晶电熔镁砂颗粒和电熔镁砂粉体系，大结晶颗粒提供良好的高温强度和耐磨性，镁砂细粉填充颗粒间的空隙，提高烧结密度，有效增强整体抗侵蚀能力；
6、本申请采用特定的复合树脂体系，硅溶胶与六水合六氟硅酸镁复配协同增强结合强度和耐火性能，六水合六氟硅酸镁具有良好的耐火度和热稳定性，水解后形成sio2网络，与镁砂基体紧密结合，提高抗侵蚀性；同时，采用的硅溶胶，有效地提高界面粘结强度，纳米级sio2颗粒均匀分散，烧结后形成致密结构，增强滑板砖的抗渗透性和抗渣侵蚀性；
7、本申请采用特定的添加剂有效地吸附并捕获钙离子，阻止其与滑板砖基体直接接触，减少钙离子引起的侵蚀作用；对氨基苯磺酸插层水滑石有效地吸附、捕获钙离子，被磺酸基团迅速吸附并稳定在层间形成离子键或配位键，大量吸附的钙离子在水滑石层间储存，有效阻止了钙离子向滑板砖内部的进一步渗透；以及通过磺酸基团提供一定的抗氧化性，进一步增强滑板砖的整体耐侵蚀性能。
8、可选的，所述复合树脂包括重量比为0.3-0.6:0.4-0.7的六水合六氟硅酸镁和硅溶胶。
9、可选的，所述大结晶电熔镁砂颗粒的平均粒径为0.2-4mm。
10、可选的，所述电熔镁砂粉的平均粒径为2-18μm。
11、可选的，所述碳化硼的目数为350-480目。
12、可选的，所述金属纤维选自镍纤维。
13、可选的，所述高钙钢用滑板砖还包括核壳型绢云母-有机聚合物复合材料，以绢云母为核，有机聚合物为壳的核壳结构。
14、通过采用上述技术方案，本申请还添加有核壳型绢云母-有机聚合物复合材料，以绢云母为核，有机聚合物为壳的核壳结构，核壳结构使得有机聚合物壳层能够定向地覆盖在绢云母表面，集中保护其易受侵蚀的一面，提高防护效率；同时，绢云母的层状结构与有机聚合物的高分子链结构相互补充，形成双重阻隔屏障，共同抵御侵蚀介质的渗透，以及有机聚合物的热稳定性和绢云母的耐高温性相互协同，提升复合材料在高温下的稳定性和耐侵蚀性。
15、可选的，所述核壳型绢云母-有机聚合物复合材料的制备方法，包括以下步骤：
16、1）先将绢云母与偶联剂以质量比0.1-3:100进行混合，混合时间5分钟，得经偶联剂活化的活性绢云母；
17、2）按活性绢云母与蒸馏水的质量比为1:2.75-3.25加入蒸馏水，并加入乙烯基有机单体质量2％-5％的乳化剂，加入活性绢云母搅拌，使反应体系均匀乳化，得乳化物；
18、3）在乳化物中加入含乙烯基有机单体质量0.3％-2％的引发剂，在反应温度70℃-80℃条件下，滴加绢云母质量的2.5％-100％的乙烯基有机单体进行接枝聚合，之后在温度70℃-80℃条件下继续反应，得乳液，冷却后出料；
19、4）乳液经破乳、过滤、洗涤、真空干燥得核壳型绢云母-有机聚合物复合材料。
20、优选的，所述核壳型绢云母-有机聚合物复合材料的制备方法，包括以下步骤：
21、1）将过600目筛的绢云母200g与偶联剂kh570按100：0.3的质量比在混合机中混合5min，得经偶联剂活化的活性绢云母，备用；
22、2）在1000ml四口烧瓶中加入蒸馏水600g，十二烷基苯磺酸钠0.2g，搅拌下加入上述活性绢云母，维持20min使物料乳化；
23、3）加入过硫酸钾0.2g，升温使物料温度维持70℃，通过滴液漏斗向瓶内滴加甲基丙烯酸甲酯10g，滴加时间为2h，后继续维持该反应温度8h，之后冷却出料；
24、4）向得到的乳液中加入热的硫酸铝饱和溶液，使物料絮凝沉淀，经真空过滤、热水洗涤后的物料，置真空干燥箱于80℃干燥至恒重，得核壳型绢云母-有机聚合物复合材料。
25、通过采用上述技术方案，本申请采用特定的制备方法制备得到的核壳型绢云母-有机聚合物复合材料能有效提高滑板砖的耐侵蚀性能；采用有机聚合物为壳，能够进一步增强绢云母的阻隔性能，防止侵蚀介质直接接触滑板砖基体，降低侵蚀速率；同时，有助于改善绢云母与基体之间的界面结合，提高复合材料在滑板砖中的分散性和稳定性，以及有机聚合物具有一定的热塑性和弹性，在高温下能够吸收和释放一部分热应力，有助于改善滑板砖的抗热震性能，减少因热应力引起的裂纹，从而降低侵蚀介质的渗透通道；以绢云母为核，绢云母的层状结构和耐高温抗侵蚀性能直接阻挡侵蚀介质的渗透。
26、另一方面，本申请提供一种高钙钢用滑板砖的制备方法，包括以下步骤：
27、s1、按配比称取六水合六氟硅酸镁和硅溶胶，混合搅拌后，制备复合树脂，备用；
28、s2、取电熔镁砂粉、炭黑、金属铝粉、金属硅粉、碳化硼粉和添加剂混合研磨后，过200目筛，制备混合粉料；<本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种高钙钢用滑板砖，其特征在于，包括以下重量份数原料：大结晶电熔镁砂颗粒45-60份，电熔镁砂粉25-40份，炭黑1-5份，金属铝粉1-10份，金属硅粉0.6-2.5份，碳化硼粉0.3-1份，复合树脂1-5份，添加剂2-8份，金属纤维0.5-1份；
2.根据权利要求1所述的一种高钙钢用滑板砖，其特征在于，所述复合树脂包括重量比为0.3-0.6:0.4-0.7的六水合六氟硅酸镁和硅溶胶。
3.根据权利要求1所述的一种高钙钢用滑板砖，其特征在于，所述大结晶电熔镁砂颗粒的平均粒径为0.2-4mm。
4.根据权利要求1所述的一种高钙钢用滑板砖，其特征在于，所述电熔镁砂粉的平均粒径为2-18μm。
5.根据权利要求1所述的一种高钙钢用滑板砖，其特征在于，所述碳化硼的目数为350-480目。
6.根据权利要求1所述的一种高钙钢用滑板砖，其特征在于，所述高钙钢用滑板砖还包括重量份数为3-10份的核壳型绢云母-有机聚合物复合材料；所述核壳型绢云母-有机聚合物复合材料以绢云母为核，有机聚合物为壳。
7.根据权利要求6所述的一种高钙钢用滑板砖，其特征在于，所述核壳型绢云母-有机聚合物复合材料的制备方法，包括以下步骤：
8.一种权利要求1-7任一项所述的高钙钢用滑板砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的高钙钢用滑板砖的制备方法，其特征在于，所述S3中，取大结晶电熔镁砂颗粒和金属纤维混合搅拌6-10min后，加入所述复合树脂混合搅拌6-10min后，继续加入所述混合粉料和其它原料混合搅拌20-28min，得到混合泥料。
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【技术特征摘要】
1.一种高钙钢用滑板砖，其特征在于，包括以下重量份数原料：大结晶电熔镁砂颗粒45-60份，电熔镁砂粉25-40份，炭黑1-5份，金属铝粉1-10份，金属硅粉0.6-2.5份，碳化硼粉0.3-1份，复合树脂1-5份，添加剂2-8份，金属纤维0.5-1份；
2.根据权利要求1所述的一种高钙钢用滑板砖，其特征在于，所述复合树脂包括重量比为0.3-0.6:0.4-0.7的六水合六氟硅酸镁和硅溶胶。
3.根据权利要求1所述的一种高钙钢用滑板砖，其特征在于，所述大结晶电熔镁砂颗粒的平均粒径为0.2-4mm。
4.根据权利要求1所述的一种高钙钢用滑板砖，其特征在于，所述电熔镁砂粉的平均粒径为2-18μm。
5.根据权利要求1所述的一种高钙钢用滑板砖，其特征在于，所述碳化硼的目数为...
【专利技术属性】
技术研发人员：王新国，翟林峰，倪荣军，许瑞，
申请(专利权)人：济南双凤耐火材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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