本发明涉及锚固砖技术领域，具体是一种表面改性预处理耐火锚固砖及其制备工艺。
背景技术：
锚固砖又称吊挂砖，选用优质原料，经过机压成型或浇筑成型，然后经过高温烧结制成的。锚固砖在砌筑工业炉炉顶、直面墙时起着重要的作用，它可以提高耐火浇注料、捣打料、可塑料等构筑衬体的整体性。为了延长炉衬寿命，通常需要确保锚固砖各项性能应和衬体材料的材质一致、膨胀收缩一致，从而能和衬体材料形成紧密结合，并在高温或冷炉过程中，减少因膨胀收缩不一致而造成局部应力不均匀而发生断裂。但是在实际的砌筑中，由于衬体材料的多样性，很难确保衬体材料与锚固砖的均匀一致性，这给我们带来了不便。
针对上述情况，我们设计了一种表面改性预处理耐火锚固砖及其制备工艺，需要实现锚固砖本体与衬体材料之间的应力缓冲，这是我们亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种表面改性预处理耐火锚固砖及其制备工艺，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种表面改性预处理耐火锚固砖，所述耐火锚固砖包括锚固砖本体和改性涂层，所述改性涂层涂覆在锚固砖本体表面。
现如今，一般为了延长炉衬寿命，通常需要确保锚固砖各项性能应和衬体材料的材质一致，但实际操作时，基于成本和实际生产的需要，锚固砖和衬体材料一般会使用两种不同的材质来制备，因此在高温或冷炉过程中，锚固砖和衬体材料之间会发因膨胀收缩不一致而造成局部应力不均匀，从而导致锚固砖断裂的情况；针对该问题，我们设计了一种表面改性预处理耐火锚固砖及其制备工艺，在锚固砖表面涂覆了一层改性涂层，该改性涂层可作为缓冲层，避免锚固砖与衬体材料直接接触，降低局部应力不均匀的情况，提高锚固砖的使用寿命。
较优化地，所述改性涂层为石油沥青、煤沥青、含碳树脂涂料、防水涂料、可剥离涂料中的任意一种或多种混合物。
较优化地，所述改性涂层各原料组分如下：以重量百分比，石油沥青30-90％、煤沥青20-90％、含碳树脂涂料0.5-60％、防水涂料3-90％、可剥离涂料3-75％。
本发明实际可通过两种方案操作，其中方案一为单独使用石油沥青、煤沥青、含碳树脂涂料、防水涂料、可剥离涂料中的任意一种作为改性涂层，涂覆在锚固砖上；方案二为将石油沥青、煤沥青、含碳树脂涂料、防水涂料、可剥离涂料以适当比例进行调配，制备得到改性涂层涂覆在锚固砖上；本发明不限于以上几种材料，只要是可以在高温中炭化或燃烧的有机涂层均可以操作。
较优化地，所述改性涂层的厚度为0.1-10mm。
较优化地，一种表面改性预处理耐火锚固砖的制备工艺，包括以下步骤：
1)准备物料；
2)涂覆形成改性涂层；
3)养护；
4)干燥；
5)得到所述耐火锚固砖。
较优化地，包括以下步骤：
1)准备锚固砖本体，备用；
2)按比例称取各组分原料，包括石油沥青、煤沥青、含碳树脂涂料、防水涂料和可剥离涂料，投入高速搅拌机中混合，搅拌均匀，制得混合物料，备用；
3)取步骤1)准备的锚固砖本体、混合物料，将混合物料涂覆锚固砖本体表面，形成改性涂层；涂覆温度为4-50℃，涂覆厚度为0.1-10mm；
4)养护：取涂覆有改性涂层的锚固砖本体，在4-90℃的环境下静置6-48h，环境湿度为15-95％；
5)干燥：取养护后的锚固砖本体，在15-90℃下静置干燥，静置时间为6-48h；
6)得到所述耐火锚固砖。
较优化地，包括以下步骤：
1)准备锚固砖本体，备用；步骤1)中准备各个物料，并检查所需装置的运行情况，便于后续生产操作；
2)按比例称取各组分原料，包括石油沥青、煤沥青、含碳树脂涂料、防水涂料和可剥离涂料，投入高速搅拌机中混合，搅拌均匀，制得混合物料，备用；步骤2)中将各个原料混合搅拌制备混合物料，用于进行改性涂层的涂覆；
3)涂覆：取步骤1)准备的锚固砖本体、混合物料，将混合物料涂覆锚固砖本体表面，形成改性涂层；涂覆温度为20-50℃，涂覆厚度为0.1-10mm；步骤3)是通过改性涂层材料的附着力，将其涂覆在锚固砖本体表面，使其在锚固砖本体表面形成膜并均匀分布；在操作时，涂覆温度较高时会导致改性涂层材料流动性较好，所制备的涂层的厚度较低，且环境友好性较差；而涂覆温度较低时改性涂层材料容易结块，均匀性较差，因此步骤3)中将涂覆温度设计为20-50℃；且步骤3)中采用了逐层涂覆工艺，实现了锚固砖本体表面的改性涂层厚度的可调节性，实用性较好；
4)养护：取涂覆有改性涂层的锚固砖本体，在30-50℃的环境下静置12-24h，环境湿度为50-80％；步骤4)进行养护操作，由于改性涂层涂覆在锚固砖本体时，二者并没有完全结合，因此对其进行养护，依靠涂层材料的渗透性、硬化能力，在锚固砖本体表面形成均匀分布的一层膜后牢固附着，并自身产生一定强度；同时在操作时，将环境湿度设置为50-80％，可有效提高养护效果；
5)干燥：取养护后的锚固砖本体，在30-50℃下静置干燥，静置时间为12-24h；步骤5)中进行干燥，依靠一定温度实现改性涂层材料的干燥、完全硬化，充分实现强度的发展，便于后续工艺的包装、码放；
6)得到所述耐火锚固砖。
较优化地，所述步骤3)中，涂覆时首先刷涂一层混合物料，刷涂时间为50-180s，放置5-60min；放置后继续刷涂混合物料，重复步骤，直至形成的改性涂层达到预设厚度。
较优化地，所述步骤3)中，涂覆时首先通过喷枪喷涂一层混合物料，喷涂时间为20-180s，放置5-60min；放置后继续喷涂混合物料，重复步骤，直至形成的改性涂层达到预设厚度。
较优化地，所述步骤3)中，涂覆时首先将锚固砖本体浸渍在混合物料中，浸渍时间为10-120s，放置5-60min；放置后继续进行浸渍，重复步骤，直至形成的改性涂层达到预设厚度。
本技术方案操作时可分别采用刷子刷涂、喷枪喷涂、浸渍等方式实现改性涂层的涂覆，且不限于以上几种；为了调控改性涂层的厚度，采用了逐层涂覆工艺，对单次刷涂、单次喷涂、单次浸渍的时间也作了相应的限定，即单次刷涂时间为50-180s；喷涂时间为20-180s；浸渍时间为10-120s；单次涂覆后放置，再重复涂覆步骤直至达到所需厚度。
实际操作中，锚固砖本体包括吊挂端头和锚固体构成的柱体，开设在锚固体表面上的间隔分部凹槽，在锚固体的至少一个表面上沿长度方向设置筋条；本技术方案中的锚固砖本体结构并不限于以上陈述，只要是能够起到与锚固砖相同作用的材料均为本技术方案的涂覆对象。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明使用时，首先准备原料，将制备好的锚固砖本体及制备改性涂层的材料准备好，再将制备改性涂层的各材料搅拌混合均匀，得到混合物料；其中制备改性涂层的原料可选择为能够在高温下炭化或燃烧的有机材料；接着将物料混合并涂覆在锚固砖表面，形成改性涂层，改性涂层的厚度为0.1-10mm，涂覆时可采用刷涂、喷涂、浸渍等方式，涂覆后进行养护，使得锚固砖本体表面的改性涂层慢慢渗透进入锚固砖本体内，牢固附着在锚固砖本体上；最后进行干燥，在30-50℃下进行放置干燥，进一步提高改性涂层材料的干燥、完全硬化。
通过实施本发明，在锚固砖本体外表面设置一层改性涂层，可以作为缓冲层放置在锚固砖本体外表面与衬体材料之间，在构筑炉衬完毕后，经过高温工艺后，该改性涂层材料碳化并形成松散层，当锚固砖本体与衬体材料之间因升温或降温导致局部应力时，改性涂层材料可以吸收应力，缓冲因此而造成的折断力，提高锚固砖的使用寿命。
通过实施本发明，在锚固砖本体外表面设置一层改性涂层，因为所用涂层具有隔绝水的作用，可以防止构筑衬体时锚固砖本体吸收衬体材料中的水分，一方面可以确保外部衬体材料的加水准确和材料性能稳定，另一方面锚固砖本体是高温烧成产品，如果吸收水分，会使水分进入其内部孔道，破坏锚固砖本体结构强度，并在后期高温烘烤时导致水蒸气在孔道内形成局部压力，而破坏锚固砖本体的结构；本发明操作时，可有效隔绝水分进入其内部孔道，避免锚固砖本体内部结构被破坏，提高锚固砖本体的结构强度。
本发明设计了一种表面改性预处理耐火锚固砖及其制备工艺，工艺设计合理，操作简单，不仅有效可以实现锚固砖本体与衬体材料之间的应力缓冲，避免锚固砖发生断裂，同时有效隔绝了水分，提高了锚固砖本体的结构强度，具有较高的实用性。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中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做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。
实施例1：
s1：准备锚固砖本体，备用；
s2：按比例称取各组分原料，包括石油沥青、煤沥青、含碳树脂涂料、防水涂料和可剥离涂料，投入高速搅拌机中混合，搅拌均匀，制得混合物料，备用；
s3：取锚固砖本体、混合物料，将混合物料涂覆锚固砖本体表面，形成改性涂层；涂覆温度为4℃，涂覆厚度为0.1mm；涂覆时首先刷涂一层混合物料，刷涂时间为100s，放置30min；放置后继续刷涂混合物料，重复步骤，直至形成的改性涂层达到预设厚度；
s4：养护：取涂覆有改性涂层的锚固砖本体，在4℃的环境下静置48h，环境湿度为15％；
s5：干燥：取养护后的锚固砖本体，在15℃下静置干燥，静置时间为48h；得到所述耐火锚固砖。
本实施例中，所述改性涂层为石油沥青。
实施例2：
s1：准备锚固砖本体，备用；
s2：按比例称取各组分原料，包括石油沥青、煤沥青、含碳树脂涂料、防水涂料和可剥离涂料，投入高速搅拌机中混合，搅拌均匀，制得混合物料，备用；
s3：取锚固砖本体、混合物料，将混合物料涂覆锚固砖本体表面，形成改性涂层；涂覆温度为25℃，涂覆厚度为5mm；涂覆时首先通过喷枪喷涂一层混合物料，喷涂时间为100s，放置30min；放置后继续喷涂混合物料，重复步骤，直至形成的改性涂层达到预设厚度；
s4：养护：取涂覆有改性涂层的锚固砖本体，在40℃的环境下静置24h，环境湿度为60％；
s5：干燥：取养护后的锚固砖本体，在45℃下静置干燥，静置时间为24h；得到所述耐火锚固砖。
本实施例中，所述改性涂层为煤沥青。
实施例3：
s1：准备锚固砖本体，备用；
s2：按比例称取各组分原料，包括石油沥青、煤沥青、含碳树脂涂料、防水涂料和可剥离涂料，投入高速搅拌机中混合，搅拌均匀，制得混合物料，备用；
s3：取锚固砖本体、混合物料，将混合物料涂覆锚固砖本体表面，形成改性涂层；涂覆温度为50℃，涂覆厚度为10mm；涂覆时首先将锚固砖本体浸渍在混合物料中，浸渍时间为80s，放置45min；放置后继续进行浸渍，重复步骤，直至形成的改性涂层达到预设厚度；
s4：养护：取涂覆有改性涂层的锚固砖本体，在90℃的环境下静置6h，环境湿度为95％；
s5：干燥：取养护后的锚固砖本体，在90℃下静置干燥，静置时间为6h；得到所述耐火锚固砖。
本实施例中，所述改性涂层为含碳树脂涂料、防水涂料的混合物。
实施例4：
s1：准备锚固砖本体，备用；
s2：按比例称取各组分原料，包括石油沥青、煤沥青、含碳树脂涂料、防水涂料和可剥离涂料，投入高速搅拌机中混合，搅拌均匀，制得混合物料，备用；
s3：涂覆：取锚固砖本体、混合物料，将混合物料涂覆锚固砖本体表面，形成改性涂层；涂覆温度为20℃，涂覆厚度为0.1mm；涂覆时首先刷涂一层混合物料，刷涂时间为180s，放置60min；放置后继续刷涂混合物料，重复步骤，直至形成的改性涂层达到预设厚度；
s4：养护：取涂覆有改性涂层的锚固砖本体，在30℃的环境下静置24h，环境湿度为50％；
s5：干燥：取养护后的锚固砖本体，在30℃下静置干燥，静置时间为24h；得到所述耐火锚固砖。
本实施例中，所述改性涂层各原料组分如下：以重量百分比，石油沥青30％、煤沥青20％、含碳树脂涂料0.5％、防水涂料3％、可剥离涂料46.5％。
实施例5：
s1：准备锚固砖本体，备用；
s2：按比例称取各组分原料，包括石油沥青、煤沥青、含碳树脂涂料、防水涂料和可剥离涂料，投入高速搅拌机中混合，搅拌均匀，制得混合物料，备用；
s3：涂覆：取锚固砖本体、混合物料，将混合物料涂覆锚固砖本体表面，形成改性涂层；涂覆温度为35℃，涂覆厚度为6mm；涂覆时首先通过喷枪喷涂一层混合物料，喷涂时间为180s，放置60min；放置后继续喷涂混合物料，重复步骤，直至形成的改性涂层达到预设厚度；
s4：养护：取涂覆有改性涂层的锚固砖本体，在40℃的环境下静置18h，环境湿度为65％；
s5：干燥：取养护后的锚固砖本体，在40℃下静置干燥，静置时间为18h；得到所述耐火锚固砖。
本实施例中，所述改性涂层各原料组分如下：以重量百分比，石油沥青35％、煤沥青30％、含碳树脂涂料5％、防水涂料24％、可剥离涂料6％。
实施例6：
s1：准备锚固砖本体，备用；
s2：按比例称取各组分原料，包括石油沥青、煤沥青、含碳树脂涂料、防水涂料和可剥离涂料，投入高速搅拌机中混合，搅拌均匀，制得混合物料，备用；
s3：涂覆：取锚固砖本体、混合物料，将混合物料涂覆锚固砖本体表面，形成改性涂层；涂覆温度为50℃，涂覆厚度为10mm；涂覆时首先将锚固砖本体浸渍在混合物料中，浸渍时间为120s，放置60min；放置后继续进行浸渍，重复步骤，直至形成的改性涂层达到预设厚度；
s4：养护：取涂覆有改性涂层的锚固砖本体，在50℃的环境下静置12h，环境湿度80％；
s5：干燥：取养护后的锚固砖本体，在50℃下静置干燥，静置时间为12h；得到所述耐火锚固砖。
本实施例中，所述改性涂层各原料组分如下：以重量百分比，石油沥青30％、煤沥青26％、含碳树脂涂料25％、防水涂料16％、可剥离涂料3％。
实施例7：
先混合改性涂层材料，将按重量百分比，70％石油沥青、25％煤沥青、5％含碳树脂涂料，混合均匀后形成混合物料，环境温度30℃的条件下，使用喷枪在50～60s内，在耐火锚固砖的表面均匀的喷涂一层混合物料，然后在静置20分钟后，再喷涂一层混合物料，依照该步骤喷涂5次，形成改性涂层；然后在温度35℃、湿度60％的环境下养护12小时，再在温度35℃条件下干燥24小时，即制成表面改性预处理涂层厚度为2mm的耐火锚固砖。
实施例8：
首先改性涂层材料，将按重量百分比，80％石油沥青、15％煤沥青、5％防水涂料，混合均匀后形成混合物料，并置于浸渍槽中，在环境温度35℃的条件下，将耐火锚固砖浸入混合物料中，浸渍时间45s，然后将耐火锚固砖从混合物料中取出，静置25分钟后，再浸渍一层混合物料，依照该步骤浸渍8次，形成改性涂层；然后在温度35℃、湿度50％的环境下养护8小时，再在温度35℃条件下干燥24小时，即制成表面改性预处理涂层厚度为3mm的耐火锚固砖。
结论：实施例1-8均为采用本技术方案制备的耐火锚固砖，取实施例1-8中制备的耐火锚固、市面上购买的耐火锚固砖作为样品，形成对照实验；
观察实施例1-8及市面上购买的样品的使用情况，使用时，实施例1-8中制备的锚固砖明显没有发生断裂现象，而市面上购买的锚固砖在高温环境下使用下，表面明显出现裂纹。
本发明在锚固砖本体外表面设置一层改性涂层，可以作为缓冲层放置在锚固砖本体外表面与衬体材料之间，在构筑炉衬完毕后，经过高温工艺后，该改性涂层材料碳化并形成松散层，当锚固砖本体与衬体材料之间因升温或降温导致局部应力时，改性涂层材料可以吸收应力，缓冲因此而造成的折断力，提高锚固砖的使用寿命；同时由于所用涂层具有隔绝水的作用，可以防止构筑衬体时锚固砖本体吸收衬体材料中的水分，一方面可以确保外部衬体材料的加水准确和材料性能稳定，另一方面锚固砖本体是高温烧成产品，如果吸收水分，会使水分进入其内部孔道，破坏锚固砖本体结构强度，并在后期高温烘烤时导致水蒸气在孔道内形成局部压力，而破坏锚固砖本体的结构；本发明操作时，可有效隔绝水分进入其内部孔道，避免锚固砖本体内部结构被破坏，提高锚固砖本体的结构强度。
本发明设计了一种表面改性预处理耐火锚固砖及其制备工艺，工艺设计合理，操作简单，不仅有效可以实现锚固砖本体与衬体材料之间的应力缓冲，避免锚固砖发生断裂，同时有效隔绝了水分，提高了锚固砖本体的结构强度，具有较高的实用性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。