本发明涉及预制件加工领域，具体而言，涉及一种增强高铝质预制件强度的方法。
背景技术
目前，高铝质预制件被广泛应用于钢包熔池和中间包冲击区位置，这些预制件都是在生产厂家先期预制而成，然后运往现场进行组装。为了满足运输和组装时对预制件强度的要求，传统的预制件主要是通过提高结合剂的添加量来增强自身的强度。
但是，高铝质预制件中主要以铝酸钙水泥和ρ-al2o3微粉为结合剂，然而这两种结合剂本身具有各自的缺陷，例如增加铝酸钙水泥的添加量，就会降低预制件的抗渣性能，加快其蚀损速率，从而降低耐材的使用寿命；而ρ-al2o3微粉则由于近年来品质问题，总是存在低温和中温强度偏低的现象，导致预制件强度很难达到运输和使用的要求。
有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种增强高铝质预制件强度的方法，该方法本身操作简单，操作条件温和，前后步骤衔接紧密，为后续操作提供了可参考的具体方法，通过在高铝质浸泡过程中添加盐以及稀土氧化物，可以大大提升自然养护后预制件的常温强度，同时可以降低高铝材料中铝酸钙水泥和ρ-al2o3微粉等结合剂的添加量，从而提升材料的抗渣侵蚀性，提升材料本身的使用寿命，最后使得浸泡后的预制件中温强度大幅度提升，能够有效地缓解预制件在使用过程中由于热应力集中而产生的结构性剥落。
此外，该方法由于处理后的高铝质预制件的常温抗折强度和耐压强度的提升，使得现有常规的烘烤温度可由280℃降低到200℃左右，烘烤时间由40h缩短到30h左右，从而降低预制件的烘烤成本，通过在温和条件下烘烤也可有利于增加预制件的成品率，值得广泛推广应用。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明实施例提供了一种增强高铝质预制件强度的方法，包括如下步骤：
(a)将七水硫酸镁添加在水中，充分搅拌形成浸泡液，冷却备用；
(b)将铝质预制件脱模后，自然养护，在所述浸泡液中浸泡，直至所述铝质预制件表面的气泡消失，在200℃的温度以下进行烘烤30h以下，即可。
上述方法中，由于添加了七水硫酸镁溶液浸泡的预制件，由于能够大大提升自然养护后预制件的常温强度，所以可以降低高铝材料中铝酸钙水泥和ρ-al2o3微粉等结合剂的添加量，提升材料本身的使用寿命，相应的还能增加高铝质预制件的常温抗折强度和耐压强度的提升。
上述增强的方法适用于铝含量大于70％的所有钢包和中间包现用的高铝质预制件。
优选地，适用的铝质预制件的铝含量在85-92wt％之间。
优选地，所述步骤(a)中，七水硫酸镁添加在水中形成过饱和的溶液，所采用的浸泡液最好为过饱和的溶液，实际操作时，根据溶解度计算好后，将七水硫酸镁溶质加入水中后，搅拌至溶液底部无溶剂，然后静置使得水温自然冷却至室温为止，就制得浸泡液，便可对钢包砖进行浸泡处理。
优选地，实际操作时，需要将所要浸泡的预制件全部浸入饱和溶液中，直至预制件表面气泡消失为止，浸泡时间根据预制件大小控制在3-6h之间，进行调整。
优选地，稀土氧化物与所述七水硫酸镁均添加在水中；
优选地，稀土氧化物的添加量为所述七水硫酸镁的10-20wt％。
优选地，所述步骤(a)中，稀土氧化物包括氧化铈、氧化镧、氧化钇中的其中一种。
在浸泡液中除了添加七水硫酸镁，最好同时添加一定量的稀土氧化物，之所以添加稀土氧化物，因为稀土氧化物能够引起本身高铝质预制件的结构变化，使得预制件的结构更为密实，增强其微观晶粒之间的结合度，使得预制件的结构更加稳固，强度更有保证。
当然，加量最好控制在七水硫酸镁的10-20wt％，量不宜过大，如果加量太大的话会影响混合的均一度，也影响浸泡后的预制件的纯度。
优选地，所述步骤(a)中，搅拌的速率控制在200-300rpm之间。
优选地，所述步骤(a)中，添加在水温为60-70℃之间的热水中，热水制备浸泡液更有利于溶解的更加完全。
优选地，所述步骤(b)中，自然养护的时间为3-4d。
优选地，所述步骤(b)中，烘烤的温度控制在150-200℃之间。
优选地，所述步骤(b)中，烘烤的时间为25-30h之间。
由于常温抗折强度和耐压强度的提升，本发明烘烤的温度可以适当的降低，烘烤的时间也可以进一步的缩短，这样不但提高了工作效率，还能降低操作成本。
其实，预制件浸泡和烘烤后自身增重比例约0.5wt％～0.6wt％，因而该浸泡溶液可进行重复使用，经计算10m3的浸泡溶液可以处理高铝质预制件约300吨。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的增强高铝质预制件强度的方法，先采用化学试剂的过饱和溶液对预制件进行一定时间的浸泡处理，处理后再进入低温烘烤窑中进行烘烤，即可达到提升常温和中温强度的目的，整个过程本身操作简单，操作条件温和，前后步骤衔接紧密，为后续操作提供了可参考的具体方法，通过在高铝质浸泡过程中添加盐以及稀土氧化物，可以大大提升自然养护后预制件的常温强度；
(2)本发明提供的增强高铝质预制件强度的方法，可以降低高铝材料中铝酸钙水泥和ρ-al2o3微粉等结合剂的添加量，从而提升材料的抗渣侵蚀性，提升材料本身的使用寿命，最后使得浸泡后的预制件中温强度大幅度提升，能够有效地缓解预制件在使用过程中由于热应力集中而产生的结构性剥落。
(3)本发明提供的方法由于处理后的高铝质预制件的常温抗折强度和耐压强度的提升，使得现有常规的烘烤温度可由280℃降低到200℃左右，烘烤时间由40h缩短到30h左右，从而降低预制件的烘烤成本，通过在温和条件下烘烤也可有利于增加预制件的成品率，值得广泛推广应用。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
增强高铝质预制件强度的方法按照如下步骤进行：
1)先将水温升至60-70℃，然后将根据溶解度计算好的七水硫酸镁溶质加入水中，搅拌至溶液底部无溶剂，然后静置使水温自然冷却至室温为止，备用；
2)钢包预制砖(铝含量85wt％)整齐堆放在特制的托盘上，自然养护3-4天；
3)然后将其浸泡在七水硫酸镁的过饱和溶液当中，直至预制砖表面气泡消失为止，整个过程需要花费3h；
4)将浸泡溶液后的预制砖，整托放入150℃的低温烘烤窑中烘烤25h，出窑后即可成为成品。
实施例2
增强高铝质预制件强度的方法按照如下步骤进行：
1)先将水温升至60-70℃，然后将根据溶解度计算好的七水硫酸镁溶质加入水中，同时添加氧化镧，氧化镧的加量为七水硫酸镁的10wt％，搅拌至溶液底部无溶剂，搅拌的速率为200rpm，然后静置使水温自然冷却至室温为止，形成浸泡液，备用；
2)将钢包预制砖(铝含量92wt％)整齐堆放在特制的托盘上，自然养护3-4天；
3)然后将其浸泡在浸泡液当中，直至预制砖表面气泡消失为止，整个过程需要花费4h；
4)将浸泡溶液后的预制砖，整托放入200℃的低温烘烤窑中烘烤30h，出窑后即可成为成品。
实施例3
增强高铝质预制件强度的方法按照如下步骤进行：
1)先将水温升至60-70℃，然后将根据溶解度计算好的七水硫酸镁溶质加入水中，同时添加氧化铈，氧化铈的加量为七水硫酸镁的20wt％，搅拌至溶液底部无溶剂，搅拌的速率为300rpm，然后静置使水温自然冷却至室温为止，形成浸泡液，备用；
2)将钢包预制砖(铝含量90wt％)整齐堆放在特制的托盘上，自然养护3-4天；
3)然后将其浸泡在浸泡液当中，直至预制砖表面气泡消失为止，整个过程需要花费4h；
4)将浸泡溶液后的预制砖，整托放入180℃的低温烘烤窑中烘烤28h，出窑后即可成为成品。
实施例4
增强高铝质预制件强度的方法按照如下步骤进行：
1)先将水温升至60-70℃，然后将根据溶解度计算好的七水硫酸镁溶质加入水中，同时添加氧化镧与氧化钇，氧化镧、氧化钇共同的添加量为七水硫酸镁的15wt％，搅拌至溶液底部无溶剂，搅拌的速率为250rpm，然后静置使水温自然冷却至室温为止，形成浸泡液，备用；
2)将钢包预制砖整齐堆放在特制的托盘上，自然养护3-4天；
3)然后将其浸泡在浸泡液当中，直至预制砖表面气泡消失为止，整个过程需要花费4h；
4)将浸泡溶液后的预制砖，整托放入190℃的低温烘烤窑中烘烤26h，出窑后即可成为成品。
实施例5
增强高铝质预制件强度的方法按照如下步骤进行：
1)先将水温升至60-70℃，然后将根据溶解度计算好的七水硫酸镁溶质加入水中，同时添加氧化钇，氧化钇的加量为七水硫酸镁的12wt％，搅拌至溶液底部无溶剂，搅拌的速率为200rpm，然后静置使水温自然冷却至室温为止，形成浸泡液，备用；
2)将钢包预制砖(铝含量86wt％)整齐堆放在特制的托盘上，自然养护3-4天；
3)然后将其浸泡在浸泡液当中，直至预制砖表面气泡消失为止，整个过程需要花费4h；
4)将浸泡溶液后的预制砖，整托放入175℃的低温烘烤窑中烘烤26h，出窑后即可成为成品。
比较例1
增强高铝质预制件强度的方法按照如下步骤进行：
1)先将水温升至60-70℃，然后将根据溶解度计算好的七水硫酸镁溶质加入水中，同时添加氧化钇，氧化钇的加量为七水硫酸镁的12wt％，搅拌至溶液底部无溶剂，搅拌的速率为200rpm，然后静置使水温自然冷却至室温为止，形成浸泡液，备用；
2)将钢包预制砖(铝含量86wt％)整齐堆放在特制的托盘上，自然养护3-4天；
3)然后将其浸泡在浸泡液当中，直至预制砖表面气泡消失为止，整个过程需要花费4h；
4)将浸泡溶液后的预制砖，整托放入175℃的低温烘烤窑中烘烤50h，出窑后即可成为成品。
比较例2
增强高铝质预制件强度的方法按照如下步骤进行：
1)先将水温升至60-70℃，然后将根据溶解度计算好的七水硫酸镁溶质加入水中，同时添加氧化钇，氧化钇的加量为七水硫酸镁的12wt％，搅拌至溶液底部无溶剂，搅拌的速率为200rpm，然后静置使水温自然冷却至室温为止，形成浸泡液，备用；
2)将钢包预制砖(铝含量86wt％)整齐堆放在特制的托盘上，自然养护3-4天；
3)然后将其浸泡在浸泡液当中，直至预制砖表面气泡消失为止，整个过程需要花费4h；
4)将浸泡溶液后的预制砖，整托放入400℃的低温烘烤窑中烘烤26h，出窑后即可成为成品。
比较例3
1)将钢包预制砖(铝含量86wt％)整齐堆放在特制的托盘上，自然养护3-4天；
3)然后将其浸泡在水中，直至预制砖表面气泡消失为止，整个过程需要花费4h；
4)将浸泡溶液后的预制砖，整托放入400℃的低温烘烤窑中烘烤40h，出窑后即可成为成品。
实验例1
将本发明各个实施例与比较例的镁碳砖的性能进行检测，具体结果如下表1所示：
表1检测结果
从上表中可以看出，本发明实施例的高铝质预制件经过本发明的浸泡+烘烤的方法，可以显著提高各方面的性能。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。