CN109896846B

CN109896846B - 一种中频炉底吹氩透气砖及其制备方法

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Publication number: CN109896846B
Application number: CN201910247997.3A
Authority: CN
Inventors: 万少丰
Original assignee: Xiangyang Juli High Technology Material Co ltd
Current assignee: Xiangyang Juli High Technology Material Co ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2021-06-15
Anticipated expiration: 2039-03-29
Also published as: CN109896846A

Abstract

本发明提供一种中频炉底吹氩透气砖，分为位于上部的接触透气砖和位于下部的吹氩透气砖两部分，所述接触透气砖包含相应如下重量份数的如下组分：刚玉颗粒及细粉60‑80份；镁铝尖晶石细粉10‑20份；凝胶粉1‑5份；结合剂2‑8份；分散剂1‑5份。本发明的目的在于提供一种防渗漏、通气效果好、生产成本低的中频炉底吹氩透气砖。

Description

一种中频炉底吹氩透气砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及高温冶炼净化技术领域，特别涉及一种中频炉底吹氩透气砖及其制备方法。

背景技术

20世纪末，钢铁冶炼领域发展起来的一项去除钢液中杂质的技术，即钢包底部安装透气砖吹气技术，其原理为在钢包底部安装透气砖，从透气砖底部向钢包中吹入氧气或其他气体，一方面将钢水中的碳等杂质进一步降低，另一方面吹入的气体在钢水中自下往上流动，对钢水进行搅拌，从而提高冶炼的效率。透气砖在该过程中起着关键作用，其主要由耐火材料制备而成，必须具有良好的透气性能、较高的耐高温强度和抗渣渗透能力。

中国实用新型专利文献CN205629354U公开了一种高强韧化透气砖，透气砖本体内具有陶瓷棒，陶瓷棒中心所具有的透气孔道与相邻两个陶瓷棒之间的拼接间隙共同构成高强韧化透气砖的透气通道，可显著强化透气砖的高温强度和韧性，提高透气砖的使用寿命。但是这种结构的透气砖制备成本大，仍然无法解决透气砖普遍存在的渗漏问题，而且透气性能仍然不高。

针对上述现有透气砖的不足，急需研究一种防渗漏、通气效果好、生产成本低的中频炉底吹氩透气砖。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防渗漏、通气效果好、生产成本低的中频炉底吹氩透气砖。

本发明提供一种中频炉底吹氩透气砖，分为位于上部的接触透气砖和位于下部的吹氩透气砖两部分，所述接触透气砖包含相应如下重量份数的如下组分：

作为本发明的进一步改进，吹氩透气砖包含相应如下重量份数的如下组分：

作为本发明的进一步改进，刚玉颗粒及细粉为板状刚玉颗粒及细粉，其中板状刚玉颗粒及细粉中氧化铝的重量百分比≥99.8％。

作为本发明的进一步改进，刚玉颗粒及细粉粒度目数为200目-300目。

作为本发明的进一步改进，镁铝尖晶石细粉中氧化铝重量百分比为80％-90％，氧化镁的重量百分比为10％-20％。

作为本发明的进一步改进，镁铝尖晶石细粉粒度粒度为0.05-0.1mm。

作为本发明的进一步改进，结合剂包含相应如下重量份数的如下组分：

作为本发明的进一步改进，分散剂包含相应如下重量份数的如下组分：

三聚磷酸钠 60-70份；

羟甲烷磺酸钠 15-20份；

聚丙烯酸铵 10-15份。

作为本发明的进一步改进，接触透气砖和吹氩透气砖通过烧结为一体式结构。

本发明还提供一种中频炉底吹氩透气砖的制备方法，方法包括以下步骤：

(1)分类备料：按照所述的各组分的比例，分别称取刚玉颗粒及细粉、镁铝尖晶石细粉、凝胶粉、结合剂、分散剂，并分别装袋标注为接触透气砖原料，再按照所述的各组分的比例，分别称取刚玉颗粒及细粉、活性氧化铝细粉、凝胶粉、减水剂，并分别装袋标注为吹氩透气砖原料；

(2)分类混合搅拌：分别将接触透气砖原料和吹氩透气砖原料加入搅拌机内，干式搅拌至充分均匀后密封储存备用；

(3)浇注成型：先在混合搅拌后的吹氩透气砖原料中加入适量自来水，待搅拌均匀后加入到模具中，再将混合搅拌后的接触透气砖原料加入适量自来水，搅拌后加入到同一模具中，震动成型为砖坯，以待进一步烘干和烧结；

(4)养护：浇注成型后的砖坯在温度为20-30℃，湿度为60-80％条件下养护12-24小时后脱模；

(5)干燥：成型后的试样在干燥窑内100-120℃下烘烤脱水至恒重；

(6)烧结：将透气砖生坯于高温窑炉中进行烧成，迅速升温至300-400℃，烘烤5-6小时，随后保温5-8小时；升温至1000-1200℃，并保温5-8小时；升温至1200-1500℃，并保温5-8小时；升温至1500-1650℃，并保温5-8小时，随炉冷却至室温得到透气砖坯；

(7)包钢套及焊接：在烧成之后的透气砖锥面涂抹火泥，套上钢套，并保证火泥的厚度为0.3-2mm；经4-8小时烘烤后，用金属盖板将和透气砖钢套与金属尾管相连接，并使用氩弧焊进行焊接；

(8)包装、储运：将成品使用塑料密封包装，再用木箱包装，存放于阴凉处储藏和运输，保质期在48个月以上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明的中频炉底吹氩透气砖设置为位于上部的接触透气砖和位于下部的吹氩透气砖两部分构成，在向钢包的钢水中通入氩气时，钢水与接触透气砖接触，接触透气砖的高温抗侵蚀渗透、高温抗熔损的能力强，能有效避免钢水渗漏，提高透气砖的防渗漏性能和安全性。

2.本发明中的接触透气砖采用了镁铝尖晶石，尖晶石能吸收钢水中钢渣中的Mn²⁺、Fe²⁺等二价离子，从而使钢渣的黏度变大，有效提高本发明透气砖的抗渣侵蚀性能，进一步提高本发明透气砖高温抗折强度、耐熔损性能，从而提高本透气砖的抗渗漏性能。

3.本发明的结合剂添加了氧化钴铝颗粒，氧化钴铝颗粒能提高氧化铝颗粒、氧化钙颗粒、二氧化硅颗粒、氧化钠颗粒与刚玉骨料颗粒、尖晶石细分形成交叉互锁机构，提高基质细粉之间的结合力，有效提高了材料的致密度，有效提高透气砖的耐压强度和高温韧性。

4.本发明的分散剂中添加了三聚磷酸钠、羟甲烷磺酸钠、聚丙烯酸铵，能有效提高制备过程中原料分散的均匀性，提高成品透气砖的结构稳定性，另外，添加的羟甲烷磺酸钠能降低接触透气砖的体积密度，提高接触透气砖的通气孔率，使接触透气砖具有良好的同期效果，能够保证氩气均匀、连续地通过。

5.本发明的中频炉底吹氩透气砖结构简单，制备方法成本低，抗渗、透气效果好，经济效益好，工业应用前景好。

具体实施方式

下面将结合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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。

本发明披露了一种中频炉底吹氩透气砖及其制备方法，具体实施方式如下：

实施例1

(1)分类备料：按照所述的各组分的比例，分别称取刚玉颗粒及细粉60份、镁铝尖晶石细粉10份、凝胶粉1份、结合剂2份、分散剂1份，并分别装袋标注为接触透气砖原料，其中结合剂按照氧化铝颗粒85份、氧化钙颗粒0.1份、二氧化硅颗粒0.5份、氧化钴铝颗粒0.3份、氧化钠颗粒0.1份配比称取，分散剂按照三聚磷酸钠60份、羟甲烷磺酸钠15份、聚丙烯酸铵10份配比称取；再按照所述的各组分的比例，分别称取刚玉颗粒及细粉80份、活性氧化铝细粉5份、凝胶粉1份、减水剂1份，并分别装袋标注为吹氩透气砖原料；

(6)烧结：将透气砖生坯于高温窑炉中进行烧成，迅速升温至300-400℃，烘烤5-6小时，随后保温5-8小时；升温至1000-1200℃，并保温5-8小时；升温至1200-1500℃，并保温5-8小时；升温至1500-1650℃，并保温5-8小时，随炉冷却至室温得到烧结一体成形的透气砖坯；

实施例2

(1)分类备料：按照所述的各组分的比例，分别称取刚玉颗粒及细粉80份、镁铝尖晶石细粉20份、凝胶粉5份、结合剂8份、分散剂5份，并分别装袋标注为接触透气砖原料，其中结合剂按照氧化铝颗粒90份、氧化钙颗粒0.5份、二氧化硅颗粒1份、氧化钴铝颗粒0.5份、氧化钠颗粒0.3份配比称取，分散剂按照三聚磷酸钠70份、羟甲烷磺酸钠20份、聚丙烯酸铵15份配比称取；再按照所述的各组分的比例，分别称取刚玉颗粒及细粉100份、活性氧化铝细粉10份、凝胶粉5份、减水剂5份，并分别装袋标注为吹氩透气砖原料；

实施例3

(1)分类备料：按照所述的各组分的比例，分别称取刚玉颗粒及细粉70份、镁铝尖晶石细粉15份、凝胶粉3份、结合剂5份、分散剂3份，并分别装袋标注为接触透气砖原料，其中结合剂按照氧化铝颗粒87份、氧化钙颗粒0.3份、二氧化硅颗粒0.8份、氧化钴铝颗粒0.4份、氧化钠颗粒0.2份配比称取，分散剂按照三聚磷酸钠65份、羟甲烷磺酸钠18份、聚丙烯酸铵13份配比称取；再按照所述的各组分的比例，分别称取刚玉颗粒及细粉90份、活性氧化铝细粉8份、凝胶粉3份、减水剂3份，并分别装袋标注为吹氩透气砖原料；

对比例1

(1)分类备料：按照所述的各组分的比例，分别称取刚玉颗粒及细粉70份、镁铝尖晶石细粉15份、凝胶粉3份、分散剂3份，并分别装袋标注为接触透气砖原料，其中分散剂按照三聚磷酸钠65份、羟甲烷磺酸钠18份、聚丙烯酸铵13份配比称取；再按照所述的各组分的比例，分别称取刚玉颗粒及细粉90份、活性氧化铝细粉8份、凝胶粉3份、减水剂3份，并分别装袋标注为吹氩透气砖原料；

对比例2

(1)分类备料：按照所述的各组分的比例，分别称取刚玉颗粒及细粉70份、镁铝尖晶石细粉15份、凝胶粉3份、、结合剂5份，并分别装袋标注为接触透气砖原料，其中结合剂按照氧化铝颗粒87份、氧化钙颗粒0.3份、二氧化硅颗粒0.8份、氧化钴铝颗粒0.4份、氧化钠颗粒0.2份配比称取；再按照所述的各组分的比例，分别称取刚玉颗粒及细粉90份、活性氧化铝细粉8份、凝胶粉3份、减水剂3份，并分别装袋标注为吹氩透气砖原料；

对比例3

(1)分类备料：按照所述的各组分的比例，分别称取刚玉颗粒及细粉70份、镁铝尖晶石细粉15份、凝胶粉3份，并分别装袋标注为接触透气砖原料；再按照所述的各组分的比例，分别称取刚玉颗粒及细粉90份、活性氧化铝细粉8份、凝胶粉3份、减水剂3份，并分别装袋标注为吹氩透气砖原料；

对实施例1-3以及对比例1-3中透气砖测试试样，根据下列测定标准测定透气砖的性能：

本发明中频炉底吹氩透气砖的测试性能结果如下表1。

表1不同试样不同性能测试(1100℃3h)

实施例1、实施例2和实施例3是改变配方用量所呈现的各项测试结果，可以得出，在一定范围内，配方用量的增加，抗折强度、耐压强度、显气孔率、抗侵蚀性能和抗渗透性能呈现提高的趋势，从上表1中可以看出，实施例1-3的各项性能优于对比例1-3。

实施例3与对比例1相比，对比例1未加入结合剂，由表1说明结合剂能有效提高透气砖的耐压强度和高温韧性，这是因为结合集中添加了氧化钴铝颗粒，氧化钴铝颗粒能提高氧化铝颗粒、氧化钙颗粒、二氧化硅颗粒、氧化钠颗粒与刚玉骨料颗粒、尖晶石细分形成交叉互锁机构，提高基质细粉之间的结合力，有效提高了材料的致密度，有效提高透气砖的耐压强度和高温韧性；

实施例3与对比例2相比，对比例1中未加入分散剂，由表1说明分散剂能提高透气砖的通气率，这是因为添加的羟甲烷磺酸钠能降低接触透气砖的体积密度，提高接触透气砖的通气孔率，使接触透气砖具有良好的同期效果，能够保证氩气均匀、连续地通过。

以上对本发明所提供的一种中频炉底吹氩透气砖及其制备方法进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种中频炉底吹氩透气砖，其特征在于：分为位于上部的接触透气砖和位于下部的吹氩透气砖两部分，所述接触透气砖包含相应如下重量份数的如下组分：

刚玉颗粒及细粉 60-80份；

镁铝尖晶石细粉 10-20份；

凝胶粉 1-5份；

结合剂 2-8份；

分散剂 1-5份；

所述吹氩透气砖包含相应如下重量份数的如下组分：

刚玉颗粒及细粉 80-100份；

活性氧化铝细粉 5-10份；

凝胶粉 1-5份；

减水剂 1-5份；

所述刚玉颗粒及细粉为板状刚玉颗粒及细粉，其中板状刚玉颗粒及细粉中氧化铝的重量百分比≥99.8%；

所述刚玉颗粒及细粉粒度目数为200目-300目；

所述镁铝尖晶石细粉中氧化铝重量百分比为80%-90%，氧化镁的重量百分比为10%-20%；

所述镁铝尖晶石细粉粒度粒度为0.05-0.1mm；

所述结合剂包含相应如下重量份数的如下组分：

氧化铝颗粒 85-90份；

氧化钙颗粒 0.1-0.5份；

二氧化硅颗粒 0.5-1份；

氧化钴铝颗粒 0.3-0.5份；

氧化钠颗粒 0.1-0.3份；

所述分散剂包含相应如下重量份数的如下组分：

三聚磷酸钠 60-70份；

羟甲烷磺酸钠 15-20份；

聚丙烯酸铵 10-15份；

所述接触透气砖和吹氩透气砖通过烧结为一体式结构。