一种高性能不烧结滑板接缝料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高温材料与冶金技术领域，尤其是涉及一种高性能不烧结滑板接缝料 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着炼钢工业的发展，滑动水口已成为钢铁工业的重要革新技术之一，现在国内 外绝大多数钢包、中间包都安装了滑动水口系统。滑板是滑动水口的关键组成部分，是直接 控制钢水、决定滑动水口功能的重要部件。滑板在使用过程中，由于需要长期承受高温钢液 的化学侵蚀和物理冲刷，经受激烈且瞬变的热冲击和机械磨损作用，使用条件极为苛刻；同 时为实现自由开闭钢流，滑动面平整度及其板型尺寸均需严格要求，因此滑板必须具有高 强度、耐磨损、耐渣蚀和热震稳定性好等特性。目前使用的接缝料，一般采用矾土孰料细粉 或镁砂细粉，在现场调制成膏状泥浆进行使用。这种接缝料的缺点是:在温度作用下容易收 缩龟裂;不耐钢水的冲刷和侵蚀，此使用过程中易发生渗钢和漏钢，影响生产安全，且使用 过程中维修频率高，影响钢包的使用寿命;另外更换水口座砖时不易拆除，不能实现快速更 换，增加了操作工的劳动强度，响施工效率。
[0003] 公告号CN10774820B公开了一种添加氮化硅的滑板耐火材料，按重量百分比计，原 料组成为45~65%的刚玉、10~25%的锆莫来石和/或锆刚玉、2~8%的氮化硅、6~18%的氧化铝 微粉，其余为金属硅、炭黑、石墨粉中的一种或多种，外加上述原料总量4~6%的酚醛树脂结 合剂;所述氮化硅为过500目筛的细粉，氮化硅含量2 98%;所述金属硅为过400目筛的金属 硅粉;所述氧化铝微粉粒度< 5μπι;所述锆刚玉粒度为0~1_;锆莫来石粒度为卜3_，这种滑 板耐火材料需要混炼并加压成型，而且原料中的氮化硅大部分仍以原有形态存在于材料 中，只有少部分被氧化成二氧化硅以用来提高滑板性能，生产工艺的成本也较高；公告号 CNl 04341163Α公开了 一种钢包水口座砖用接缝料，是由粘结剂、固化剂、粉料、改性剂和稀 释剂按照1: 〇. 4~0.9:1.8~2.4:0.2~0.6:1.8~2.4的重量比制成;所述粉料中镁砂:石墨碳化 硅:镁铝尖晶石的重量比为1:0.5~1:0.3~0.6,大部分的接缝料都使用了树脂等其他化学 试剂，增加了钢水中夹杂物，降低了钢水洁净度。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高性能不烧结滑板接 缝料及其制备方法，该接缝料制备工艺简单，产品体积密度高，气孔率低，减少了漏钢和渗 钢现象的发生，同时在高温下其粘结性、抗侵蚀冲刷性和机械性能优异。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用以下技术方案： 一种高性能不烧结滑板接缝料，按照重量份计，包括:刚玉40~65份，鳞片石墨6~12份， 硅烷偶联剂1.2~3.8份，纳米氧化物粉料15~28份和骨料6~10份。
[0006] 优选的，所述硅烷偶联剂为γ -氨丙基三乙氧基硅烷。
[0007] 优选的，所述硅烷偶联剂与纳米氧化物粉料的重量比为1~2:10。
[0008] 优选的，所述纳米氧化物粉料包括纳米二氧化娃、纳米氧化错和纳米氧化镁。
[0009] 优选的，所述纳米二氧化硅、纳米氧化铝和纳米氧化镁的重量比为0.6~1.2:1.5~ 2.5 ： 1 〇
[0010] 优选的，所述刚玉包括细刚玉料和粗刚玉料，细刚玉料和粗刚玉料的重量比为1: 1.2,细刚玉料的粒度为300~360目，粗刚玉料包括lmm<粒度<3mm、0.5mm<粒度< Imm和粒 度< 0.5mm的颗粒料三种粗颗粒料，三种粗颗粒料的重量比为1:1.2~1.8:2。
[0011]优选的，所述骨料包括镁铝尖晶石、金属镁粉和金属铝粉，所述镁铝尖晶石、金属 镁粉和金属铝粉的重量比为1.5~2.5:1:1。
[0012] 优选的，所述镁铝尖晶石的粒度为10~12mm，金属镁粉的粒度为200~400目，金属铝 粉的粒度为500~600目。
[0013] -种高性能不烧结滑板接缝料的制备方法，包括以下步骤： (1) 将硅烷偶联剂溶解在溶剂水中，超声20~35分钟，然后和纳米氧化物粉料一起加入 到高速分散机中，680~860转/分下搅拌1~2小时，过滤后密封放置备用； (2) 先将刚玉和骨料加入到高速分散机中，调整搅拌速度至1600~2000转/分钟充分搅 拌混合2~4h，再将步骤(1)处理过的纳米氧化物粉料和鳞片石墨加入到高速分散机中，调整 搅拌速度至900~1300转/分钟，高速分散搅拌混合1~3h，出料即可。
[0014]优选的，所述溶剂水的添加量为纳米氧化物粉料重量的10%~20%。
[0015] 本发明的有益效果是： 1.本发明的刚玉和骨料分别采用了不同粒度的颗粒，疏密结合，并以致密结构为主制 成的接缝料在高温烧结后行成致密的耐火材料，有效降低气孔率，能够提高接缝料的施工 性能，细刚玉料、粗刚玉料、镁铝尖晶石、金属镁粉和金属铝粉的添加，避免了接缝料在高速 搅拌过程中收缩影响密闭性，提高了高速搅拌后的粘结性能。
[0016] 2.本发明中还引入了 γ-氨丙基三乙氧基硅烷，使其在纳米氧化物粉料间发生偶 联作用，纳米二氧化硅、纳米氧化铝和纳米氧化镁粉末颗粒按照一定的比例混合后高速搅 拌下可以通过范德华力吸附在γ -氨丙基三乙氧基硅烷表面，同时溶解后超声得到的单分 子状态形式的γ -氨丙基三乙氧基硅烷又可以包覆在纳米氧化物粉料的表面能够形成网络 结构，再将鳞片石墨的加入到γ-氨丙基三乙氧基硅烷包覆的纳米氧化物粉料中，增强了单 分子包覆形成的网络结构的稳定性，于此同时，纳米二氧化硅、纳米氧化铝和纳米氧化镁粉 末颗粒较大的比表面积、表面多介孔结构和超强的吸附能力使得分散的石墨粉、刚玉粉和 骨料粉可以在高速搅拌下均匀的嵌入纳米氧化物粉料的介孔中，从而增强了产品的粘结 性，同时也增加了致密度，堵塞了气孔，阻碍了氧及反应产物的扩散，改善了滑板接缝料的 抗氧化性能，而且纳米氧化物粉料其不与渣、铁反应的特点有利于提高滑板接缝料的抗渣 性，其与铁水浸润性差的特点，有利于改善滑板接缝料的抗侵蚀性，其高硬度造就了滑板接 缝料的高抗冲刷性能。
[0017] 3.本发明通过分散搅拌工艺制备，在严格控制超声和转速的情况下，降低高温煅 烧手段制备滑板接缝料的过程中含碳化合物的分解而产生的大量的游离碳离子进入产品 的可能，从而避免滑板接缝料碳含量过高，能有效减少滑板接缝料对钢水的增碳污染，在提 高滑板接缝料强度的同时，其抗热震性、抗侵蚀性和耐冲刷性能也得到提高，有效延长了滑 板接缝料的使用寿命。
【具体实施方式】
[0018] 下面将结合本发明具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显 然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实 施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属 于本发明保护的范围。
[0019] 实施例1 一种高性能不烧结滑板接缝料，按照重量份计，包括:刚玉40份，鳞片石墨6份，硅烷偶 联剂1.5份，纳米氧化物粉料15份和骨料6份。
[0020] 其中： 刚玉包括细刚玉料和粗刚玉料，细刚玉料和粗刚玉料的重量比为1:1.2，细刚玉料的粒 度为300~360目，粗刚玉料包括lmm<粒度< 3mm、0 · 5mm<粒度< Imm和粒度< 0 · 5mm的颗粒 料三种粗颗粒料，三种粗颗粒料的重量比为1:1.2:2; 骨料包括镁铝尖晶石、金属镁粉和金属铝粉，镁铝尖晶石、金属镁粉和金属铝粉的重量 比为1.5:1:1，镁铝尖晶石的粒度为10~12mm，金属镁粉的粒度为200~400目，金属铝粉的粒 度为500~600目。
[0021] 硅烷偶联剂米用γ -氛丙基二乙氧基硅烷； 纳米氧化物粉料包括纳米二氧化娃、纳米氧化错和纳米氧化镁，纳米二氧化娃、纳米氧 化铝和纳米氧化镁的重量比为0.6:1.5:1; 同时，γ -氨丙基三乙氧基硅烷与纳米氧化物粉料的重量比为1:10。
[0022]其制备方法，包括以下步骤： (1) 将硅烷偶联剂溶解在溶剂水中，超声20分钟，溶剂水的添加量为纳米氧化物粉料重 量的10%，保证硅烷偶联剂形成不饱和溶液，以有利于超声处理，然后和纳米氧化物粉料一 起加入到高速分散机中，780转/分下搅拌2小时，过滤后密封放置备用； (2) 先将刚玉和骨料加入到高速分散机中，调整搅拌速度至1980转/分钟充分搅拌混合 3.5h，再将步骤(1)所得用硅烷偶联剂处理过的纳米氧化物粉料和过500目的鳞片石墨加入 到高速分散机中，调整