CN105803158A - 一种高导热透气砖及制备方法 - Google Patents

一种高导热透气砖及制备方法 Download PDF

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余同暑
张晖
张涛
陈卢
赵洪波
禄向阳
曹喜营
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    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种高导热透气砖及制备方法。提出的一种高导热透气砖包括有钢壳（4）和位于钢壳内的透气砖本体（1）；高导热透气砖还设置有用以提高透气砖向外传热能力的导热元件；导热元件为导热棒（2），导热棒（2）浇注于透气砖本体的中心；或，导热元件为导热环（3），导热环（3）浇注于透气砖本体（1）与钢壳（4）之间；或，导热元件为导热棒（2）和导热环（3），导热棒（2）浇注于透气砖本体（1）的中心，导热环（3）浇注于透气砖本体（1）与钢壳（4）之间。本发明显著提高了透气砖向外传热能力，降低了热应力梯度，有效改善透气砖抗热震断裂，降低了钢水沿火泥缝发生漏钢风险。

Description

一种高导热透气砖及制备方法
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种高导热透气砖及制备方法。
背景技术
现代冶金生产过程中，钢包吹氩精炼是钢水精炼中最主要的精炼形式，通过透气砖向钢水中吹入高纯氩气达到均匀钢水成分和温度、促进夹杂物上浮和脱硫、脱气的精炼目的。因此，透气砖是钢包吹氩精炼中最关键的功能元件，吹氩成败直接关系到钢水精炼是否顺利进行。
目前，钢包吹氩精炼常用的透气砖均为浇注成型的均质整体结构，透气砖与钢壳采用火泥粘接而成；在使用过程中，透气砖经受1000～1600℃循环使用，透气砖内部存在较大的温度差，轴向热应力梯度较大，工作面下部20～50mm经常出现横向断砖，致使吹氩失效、精炼失败，造成钢水回炉或倒包。另外，透气砖与钢壳之间的火泥接缝存在较大的安全隐患，在使用过程中火泥接缝收缩较大，钢水较易从此处向下渗透，发生漏钢事故。
发明内容
本发明的目的是提出一种高导热透气砖及制备方法，使其能提高透气砖向外传热的能力，降低透气砖内部热应力，防止透气砖发生横向断裂并消除透气砖与钢壳间火泥接缝，降低使用风险。
本发明为完成上述目的采用如下技术方案：
一种高导热透气砖，所述的高导热透气砖包括有钢壳和位于钢壳内的透气砖本体；所述的高导热透气砖还设置有用以提高透气砖向外传热能力的导热元件；
所述的导热元件为导热棒，所述的导热棒浇注于透气砖本体的中心，并在导热棒与透气砖本体之间设置用以增加透气砖供气能力的环形狭缝透气通道；
或，所述的导热元件为导热环，所述的导热环浇注于透气砖本体与钢壳之间，并在透气砖本体与导热环之间设置用以增加透气砖供气能力的环形狭缝透气通道；
或，所述的导热元件为导热棒和导热环，所述的导热棒浇注于透气砖本体的中心，所述的导热环浇注于透气砖本体与钢壳之间，所述的透气砖本体与导热环之间设置用以增加透气砖供气能力的环形狭缝透气通道。
所述导热棒的直径为20～50mm。
所述导热环的厚度为20～60mm。
一种高导热透气砖的制备方法，其具体步骤如下：
a、浇注成型透气砖本体，并在透气砖本体内部预留浇注导热棒的内孔，内孔直径为20～40mm；
b、透气砖本体经低温烘烤、高温烧成后备用；
c、在透气砖本体内孔表面涂抹0.1～0.2mm厚度有机涂层，待其干燥后可进行后期组装；
d、将上述的透气砖本体固定在模具底板上，外部固定透气砖用钢壳，将高导热材料浇注在透气砖本体预留的内孔处固化形成导热棒；涂抹的有机涂层挥发形成宽度为0.1～0.2mm的环形狭缝透气通道；
或，
一种高导热透气砖的制备方法，其具体步骤如下：
a、浇注成型透气砖本体，并在透气砖本体内部预留浇注导热棒的内孔，内孔直径为20～40mm；
b、透气砖本体经低温烘烤、高温烧成后备用；
c、在透气砖本体的外表面涂抹0.1～0.2mm厚度有机涂层，待其干燥后可进行后期组装；
d、将上述的透气砖本体固定在模具底板上，外部固定透气砖用钢壳，且透气砖本体与钢壳之间具有20～60mm的缝隙；将高导热材料浇注在透气砖本体预留的内孔处固化形成导热棒；将高导热材料浇注在透气砖本体与钢壳之间的缝隙内形成导热环；涂抹的有机涂层挥发形成宽度为0.1～0.2mm的环形狭缝透气通道；
或，
一种高导热透气砖的制备方法，其具体步骤如下：
a、浇注成型透气砖本体；
b、透气砖本体经低温烘烤、高温烧成后备用；
c、在透气砖本体的外表面涂抹0.1～0.2mm厚度有机涂层，待其干燥后可进行后期组装；
d、将上述的透气砖本体固定在模具底板上，外部固定透气砖用钢壳，且透气砖本体与钢壳之间具有20～60mm的缝隙；将高导热材料浇注在透气砖本体与钢壳之间的缝隙内形成导热环；涂抹的有机涂层挥发形成宽度为0.1～0.2mm的环形狭缝透气通道。
所述的高导热材料为Al2O3-SiC浇注料或Al2O3-C浇注料或Al2O3-SiC-C浇注料。
本发明提出的一种高导热透气砖及制备方法，采用上述技术方案，具有如下有益效果：
本发明的上述技术较现有技术具有以下优点：
1）本发明提高了透气砖向外传热能力，降低了透气砖热应力梯度，有效改善了透气砖抗热震断裂；同时消除了火泥接缝，降低了钢水沿火泥缝渗透发生漏钢的风险；
2）导热棒在使用过程中根据其黑度系数与透气砖本体的显著差异，通过观察导热棒截面积的变化，可判断透气砖可使用高度，提高了透气砖使用报警性，降低了使用风险；
3）本发明中导热棒、导热环与透气砖本体之间可设置环形狭缝透气通道，增加了透气砖供气能力；
4）制备工艺简单，适合产业化生产。
综上所述，本发明提高了透气砖向外传热的能力，降低了透气砖内部热应力，防止了透气砖发生横向断裂并消除了透气砖与钢壳间火泥接缝，降低了使用风险。
附图说明
图1是本发明的实施例1的剖面示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是本发明的实施例2的剖面示意图。
图4图4的俯视图。
图5是本发明的实施例3的剖面示意图。
图6图5的俯视图。
图中：1、透气砖本体，2、导热棒，3、导热环，4、钢壳，5、环形狭缝透气通道。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本发明加以说明，但并不构成对本发明的限制。
实施例1：如图1、图2所示，本实施例的高导热透气砖，透气砖本体中间预留Ф30/Ф50的内孔，高度与透气砖本体高度一致；根据透气砖流量的需要可在透气砖本体外表面或内孔内表面涂抹0.1～0.2mm厚度的有机涂层，该实施例中，所述的有机涂层为石蜡；将透气砖本体固定在模具底板上，外部固定透气砖用钢壳，将导热率较高的Al2O3-SiC或Al2O3-C或Al2O3-SiC-C浇注料浇注在透气砖本体预留的内孔处，即成导热棒；浇注在钢套与透气砖本体中间，即成导热环；上述操作完成后经热处理，涂抹的有机涂层挥发形成0.1～0.2mm厚度的环形狭缝透气通道，提高了透气砖供气能力；导热棒或导热环经热处理后达到理想的使用强度，满足使用要求。
实施例2：如图3、图4所示，本实施例的高导热透气砖，透气砖本体中间预留Ф30/Ф50的内孔，高度与透气砖本体高度一致；根据透气砖流量的需要可在透气砖本体内孔内表面涂抹0.1～0.2mm厚度的有机涂层（即石蜡）；将包裹有钢壳的透气砖本体固定在模具底板上，将导热率较高的Al2O3-SiC或Al2O3-C或Al2O3-SiC-C浇注料浇注在透气砖本体预留的内孔处，即成导热棒。上述操作完成后经热处理，涂抹的有机涂层挥发形成0.1～0.2mm厚度的环形狭缝透气通道，提高了透气砖供气能力；导热棒经热处理后达到理想的使用强度，满足使用要求。
实施例3：如图5、图6所示，本实施例的高导热透气砖，根据透气砖流量的需要可在透气砖本体外表面涂抹0.1～0.2mm厚度的有机涂层（即石蜡）。将透气砖本体固定在模具底板上，外部固定透气砖用钢壳，将导热率较高的Al2O3-SiC或Al2O3-C或Al2O3-SiC-C浇注料浇注在钢套与透气砖本体中间，即成导热环。上述操作完成后经热处理，涂抹的有机涂层挥发形成0.1～0.2mm厚度的环形狭缝透气通道，提高了透气砖供气能力；导热环经热处理后达到理想的使用强度，满足使用要求。
上述实施例中所用导热环材质为工业上广泛应用的高级耐火原料，其具体配比和配置过程如下：
（1）Al2O3-SiC浇注料各组分具体配比：所采用原料为1-10mm电熔刚玉和1-3mm的SiC颗粒为骨料，二者用量分别为38%、32%；以SiC粉、电熔刚玉粉、活性氧化铝微粉、溶胶结合剂为基质部分，其加入量分别为11%、9%、6%、4%；外加防氧化剂和减水剂，总用量为1.2%。
（2）Al2O3-C浇注料各组分具体配比：所采用原料为1-8mm电熔刚玉骨料，加入量为70%；以土状石墨和改性石墨为C源，加入量为8～15%；以活性氧化铝微粉和电熔白刚玉细粉为基质其他组成成分，加入量为1～22%；外加防氧化剂和减水剂，总用量为1.2%。
（3）Al2O3-SiC-C浇注料各组分具体配比：所采用原料为1-10mm电熔刚玉和1-0mm的SiC颗粒为骨料，二者用量分别为65%、7%；以SiC粉、电熔刚玉粉、活性氧化铝微粉、球状沥青、纯铝酸钙水泥、金属硅粉为基质部分，其加入量分别为9%、8%、4%、3%、3%、1%；外加防氧化剂和减水剂，总用量为1.2%。

Claims (5)

1.一种高导热透气砖，所述的高导热透气砖包括有钢壳（4）和位于钢壳内的透气砖本体（1）；其特征在于：所述的高导热透气砖还设置有用以提高透气砖向外传热能力的导热元件；
所述的导热元件为导热棒（2），所述的导热棒（2）浇注于透气砖本体的中心，并在导热棒（2）与透气砖本体（1）之间设置用以增加透气砖供气能力的环形狭缝透气通道（5）；
或，所述的导热元件为导热环（3），所述的导热环（3）浇注于透气砖本体（1）与钢壳（4）之间，并在透气砖本体（1）与导热环（3）之间设置用以增加透气砖供气能力的环形狭缝透气通道（5）；
或，所述的导热元件为导热棒（2）和导热环（3），所述的导热棒（2）浇注于透气砖本体（1）的中心，所述的导热环（3）浇注于透气砖本体（1）与钢壳（4）之间，所述的透气砖本体（1）与导热环（3）之间设置用以增加透气砖供气能力的环形狭缝透气通道（5）。
2.如权利要求1所述的一种高导热透气砖，其特征在于：所述导热棒（2）的直径为20～50mm。
3.如权利要求1所述的一种高导热透气砖，其特征在于：所述导热环（3）的厚度为20～60mm。
4.一种高导热透气砖的制备方法，其特征在于：高导热透气砖的制备方法的具体步骤如下：
a、浇注成型透气砖本体，并在透气砖本体内部预留浇注导热棒的内孔，内孔直径为20～40mm；
b、透气砖本体经低温烘烤、高温烧成后备用；
c、在透气砖本体内孔表面涂抹0.1～0.2mm厚度有机涂层，待其干燥后可进行后期组装；
d、将上述的透气砖本体固定在模具底板上，外部固定透气砖用钢壳，将高导热材料浇注在透气砖本体预留的内孔处固化形成导热棒；涂抹的有机涂层挥发形成宽度为0.1～0.2mm的环形狭缝透气通道；
或，
一种高导热透气砖的制备方法，其具体步骤如下：
a、浇注成型透气砖本体，并在透气砖本体内部预留浇注导热棒的内孔，内孔直径为20～40mm；
b、透气砖本体经低温烘烤、高温烧成后备用；
c、在透气砖本体的外表面涂抹0.1～0.2mm厚度有机涂层，待其干燥后可进行后期组装；
d、将上述的透气砖本体固定在模具底板上，外部固定透气砖用钢壳，且透气砖本体与钢壳之间具有20～60mm的缝隙；将高导热材料浇注在透气砖本体预留的内孔处固化形成导热棒；将高导热材料浇注在透气砖本体与钢壳之间的缝隙内形成导热环；涂抹的有机涂层挥发形成宽度为0.1～0.2mm的环形狭缝透气通道；
或，
一种高导热透气砖的制备方法，其具体步骤如下：
a、浇注成型透气砖本体；
b、透气砖本体经低温烘烤、高温烧成后备用；
c、在透气砖本体的外表面涂抹0.1～0.2mm厚度有机涂层，待其干燥后可进行后期组装；
d、将上述的透气砖本体固定在模具底板上，外部固定透气砖用钢壳，且透气砖本体与钢壳之间具有20～60mm的缝隙；将高导热材料浇注在透气砖本体与钢壳之间的缝隙内形成导热环；涂抹的有机涂层挥发形成宽度为0.1～0.2mm的环形狭缝透气通道。
5.如权利要求4所述的一种高导热透气砖的制备方法，其特征在于：所述的高导热材料为Al2O3-SiC浇注料或Al2O3-C浇注料或Al2O3-SiC-C浇注料。
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