CN105861783B - 一种用于钢包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖 - Google Patents
一种用于钢包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于钢包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖。其技术方案是：紧贴矩形框架的内壁固定有条形凸台（7），条形凸台（7）上砌筑有2~8块耐火砖（1），耐火砖（1）间粘结有耐火泥浆（3），耐火砖（1）设有独立通道的透气狭缝（2）或透气孔（8）；底座（4）中心位置处固定的套管（6）内同中心地固定有供气管（5）。所述透气狭缝（2）：宽度为0.15~0.20mm，长度为宽度的2~100倍，中心距为25~50mm，狭缝面积与所述耐火砖（1）上表面的面积比为1∶（125~300）。所述透气孔（8）：直径为0.15~0.20mm，中心距为25~50mm，孔面积与所述耐火砖（1）上表面的面积比为1∶（200~500）。本发明具有安装维修方便、使用效果好和使用寿命长的特点。
Description
技术领域
本发明属于用于钢包精炼的透气砖技术领域。具体涉及一种用于钢包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖。
背景技术
在铸造成品（连铸半成品或大型钢锭）中非金属夹杂物含量对钢材的质量有显著影响。因此，钢铁企业的主要任务是生产出非金属夹杂物（硅铝酸盐、铝酸钙，以及其它复杂的非金属夹杂物）含量尽可能低的终产品，从而生产出对超声波探伤或者抗氢致裂纹的要求日益提高的产品，用于造船、深水作业金属平台、桥梁建设、高空作业金属平台、石油和天然气管道等领域。
有研究表明，向钢液中吹入氩气，可起到精炼钢液的作用：能有效地去除非金属夹杂物、去除溶解的气体和强化脱碳。向钢液中吹入氩气，产生的氩气泡能够附着在非金属夹杂物上，并且由于钢液和气泡间存在压差，这导致钢液中的非金属夹杂物能够上浮到钢液表面的熔渣层。钢液中的小氩气泡可起到“小真空室”的作用，钢液中的溶解气体(H、N、O)将不断传入其内，随之上浮排出，从而降低钢液中的气体含量，提高钢材品质。
现有的钢包吹氩精炼用透气砖往往存在透气砖狭缝末端存在热应力集中而导致产生裂纹，使整块透气砖报废。或者是结构复杂，不易维修更换。
“一种弧形狭缝透气砖”（CN203295550U）专利技术，通过采用辐射分布的弧形狭缝结构，避免了狭缝末端的热应力开裂现象，但是无法获得均匀的氩气泡，且氩气泡尺寸无法控制，不利于采用微细氩气泡技术精炼钢液。
“透气砖”（CN204174227U）专利技术，虽获得分布范围大且较为均匀的气泡群，但结构十分复杂，核心元件易被钢液侵蚀，使用寿命收到影响，且由于结构复杂更换不便，若整体更换也需要停产并造成浪费。
目前使用的钢包吹氩精炼用透气砖难以兼顾较长使用寿命以及获得均匀分布的氩气泡群的效果。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，目的是提供一种安装维修方便、使用效果好和使用寿命长的用于钢包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述透气砖包括耐火砖、底座和供气管。所述底座是在矩形底板的周边处固定有矩形框架，紧贴矩形框架的内壁设有条形凸台，条形凸台位于矩形底板的上平面，所述条形凸台的高度与矩形框架的高度比为1∶（2~3）。条形凸台上砌筑有耐火砖，耐火砖为2~8块，每块耐火砖间粘结有耐火泥浆，每块耐火砖设有透气狭缝或透气孔。底座的矩形底板的中心位置处固定有套管，供气管的上端同中心地固定在所述套管内。
所述透气狭缝为独立通道，透气狭缝的宽度为0.15~0.20mm，透气狭缝的长度为宽度的2~100倍，相邻透气狭缝间的中心距为25~50mm，所述透气狭缝的狭缝面积与所述耐火砖上表面的面积比为1∶（125~300）；所述透气孔的直径为0.15~0.20mm，相邻透气孔的中心距为25~50mm，所述透气孔的孔面积与所述耐火砖上表面的面积比为1∶（200~500）。
所述耐火泥浆的高度与所述耐火砖的高度比为1∶（4~6），所述耐火泥浆的厚度与所述耐火砖的高度比为1∶（4~5）。
所述底座的材质为耐高温合金钢；所述套管和所述凸台的材质与底座的材质相同。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
（1）本发明的耐火砖采用透气狭缝或透气孔，在吹氩时能产生直径为5mm或者更小的微细氩气泡，起到“小真空室”的作用，钢液中的溶解气体(H、N、O)将不断传入微细氩气泡内，随之上浮排出，从而降低钢液中的气体含量，提高了钢材质量。
（2）本发明所获得的微细氩气泡群分布范围广，而且分散性好，每立方米气泡数量≥2×106个，除杂效果好，节约吹氩成本，将钢水精炼水平提高至现有技术水平的1.2~1.5倍，降低了钢液的粘度，提高10~15％的铸造性，降低铸坯表面清理率15~30%，使用效果好。
（3）本发明在耐火砖间的耐火泥浆上方为缓蚀区，安装时填充钢包浇注料，减轻了钢液对耐火砖的侵蚀和减少了透气砖的安装对钢包底部强度的削弱。使透气砖的使用寿命延长至现有水平的1.2~1.5倍，且当某块耐火砖受损时能单独更换，维修方便，使用寿命长。
（4）本发明能根据钢包底部的结构以及钢包容量的不同调节耐火砖的数量及排布。且透气砖的安装不会破坏钢包的完整性，无需对钢包进行改装。整个安装过程十分方便：将透气砖安装到钢包时，首先采用对中定位模具定位座砖安装位置，保证座砖与压紧机构的同轴度，以保证透气砖与压紧机构基板的同轴度；把安装工具插入透气砖供气管，水平插入座砖孔，保证座砖与透气砖的同轴度即可。
因此，本发明具有安装维修方便、使用效果好和使用寿命长的特点。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图；
图2为图1的透气狭缝结构的俯视示意图；
图3为图1的透气孔结构的俯视示意图；
图4为图1中的底座4与凸台7的位置示意图；
图5为图4的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
具体实施方式中：所述底座4的材质为耐高温合金钢；所述套管6和所述凸台7的材质与底座4的材质相同。实施例中不再赘述。
实施例1
一种用于钢包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖。所述透气砖如图1和图2所示，包括耐火砖1、底座4和供气管5。所述底座4如图1、图2、图4和图5所示，是在矩形底板的周边处固定有矩形框架，紧贴矩形框架的内壁设有条形凸台7，条形凸台7位于矩形底板的上平面，所述条形凸台7的高度与矩形框架的高度比为1∶（2~3）。如图1所示，条形凸台7上砌筑有耐火砖1，耐火砖1为4块，每块耐火砖1间粘结有耐火泥浆3。如图2所示，每块耐火砖1设有透气狭缝2。如图1、图4和图5所示，底座4的矩形底板的中心位置处固定有套管6，供气管5的上端同中心地固定在所述套管6内。
如图1和图2所示，所述透气狭缝2为独立通道，透气狭缝2的宽度为0.15~0.18mm，透气狭缝2的长度为宽度的2~20倍，相邻透气狭缝2间的中心距为25~40mm，所述透气狭缝2的狭缝面积与所述耐火砖1上表面的面积比为1∶（125~250）。
如图1所示，所述耐火泥浆3的高度与所述耐火砖1的高度比为1∶（5~6），所述耐火泥浆3的厚度与所述耐火砖1的高度比为1∶（4~5）。在耐火砖1间的耐火泥浆3上方为缓蚀区，用以安装时填充钢包浇注料，以减轻钢液对耐火砖1的侵蚀和减少透气砖的安装对钢包底部强度的削弱。
实施例2
一种用于钢包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖。所述透气砖如图1和图2所示，包括耐火砖1、底座4和供气管5。所述底座4如图1、图2、图4和图5所示，是在矩形底板的周边处固定有矩形框架，紧贴矩形框架的内壁设有条形凸台7，条形凸台7位于矩形底板的上平面，所述条形凸台7的高度与矩形框架的高度比为1∶（2~3）。如图1所示，条形凸台7上砌筑有耐火砖1，耐火砖1为2~3块或5~8块，每块耐火砖1间粘结有耐火泥浆3。如图2所示，每块耐火砖1设有透气狭缝2。如图1、图4和图5所示，底座4的矩形底板的中心位置处固定有套管6，供气管5的上端同中心地固定在所述套管6内。
如图1和图2所示，所述透气狭缝2为独立通道，透气狭缝2的宽度为0.17~0.20mm，透气狭缝2的长度为宽度的20~100倍，相邻透气狭缝2间的中心距为35~50mm，所述透气狭缝2的狭缝面积与所述耐火砖1上表面的面积比为1∶（150~300）。
如图1所示，所述耐火泥浆3的高度与所述耐火砖1的高度比为1∶（4~5），所述耐火泥浆3的厚度与所述耐火砖1的高度比为1∶（4~5）。在耐火砖1间的耐火泥浆3上方为缓蚀区，用以安装时填充钢包浇注料，以减轻钢液对耐火砖1的侵蚀和减少透气砖的安装对钢包底部强度的削弱。
实施例3
一种用于钢包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖。所述透气砖如图1和图3所示，包括耐火砖1、底座4和供气管5。所述底座4如图1、图3、图4和图5所示，是在矩形底板的周边处固定有矩形框架，紧贴矩形框架的内壁设有条形凸台7，条形凸台7位于矩形底板的上平面，所述条形凸台7的高度与矩形框架的高度比为1∶（2~3）。如图1所示，条形凸台7上砌筑有耐火砖1，耐火砖1为4块，每块耐火砖1间粘结有耐火泥浆3。如图3所示，每块耐火砖1设有透气孔8。如图1、图4和图5所示，底座4的矩形底板的中心位置处固定有套管6，供气管5的上端同中心地固定在所述套管6内。
如图1和图3所示，所述透气孔8的直径为0.15~0.18mm，相邻透气孔8的中心距为25~35mm，所述透气孔8的孔面积与所述耐火砖1上表面的面积比为1∶（200~400）。
如图1所示，所述耐火泥浆3的高度与所述耐火砖1的高度比为1∶（5~6），所述耐火泥浆3的厚度与所述耐火砖1的高度比为1∶（4~5）。在耐火砖1间的耐火泥浆3上方为缓蚀区，用以安装时填充钢包浇注料，以减轻钢液对耐火砖1的侵蚀和减少透气砖的安装对钢包底部强度的削弱。
实施例4
一种用于钢包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖。所述透气砖如图1和图3所示，包括耐火砖1、底座4和供气管5。所述底座4如图1、图3、图4和图5所示，是在矩形底板的周边处固定有矩形框架，紧贴矩形框架的内壁设有条形凸台7，条形凸台7位于矩形底板的上平面，所述条形凸台7的高度与矩形框架的高度比为1∶（2~3）。如图1所示，条形凸台7上砌筑有耐火砖1，耐火砖1为2~3块或5~8块，每块耐火砖1间粘结有耐火泥浆3。如图3所示，每块耐火砖1设有透气孔8。如图1、图4和图5所示，底座4的矩形底板的中心位置处固定有套管6，供气管5的上端同中心地固定在所述套管6内。
如图1和图3所示，所述透气孔8的直径为0.17~0.20mm，相邻透气孔8的中心距为30~50mm，所述透气孔8的孔面积与所述耐火砖1上表面的面积比为1∶（300~500）。
如图1所示，所述耐火泥浆3的高度与所述耐火砖1的高度比为1∶（4~5），所述耐火泥浆3的厚度与所述耐火砖1的高度比为1∶（4~5）。。在耐火砖1间的耐火泥浆3上方为缓蚀区，用以安装时填充钢包浇注料，以减轻钢液对耐火砖1的侵蚀和减少透气砖的安装对钢包底部强度的削弱。
本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：
（1）本具体实施方式的耐火砖1采用透气狭缝2或透气孔8，在吹氩时能产生直径为5mm或者更小的微细氩气泡，起到“小真空室”的作用，钢液中的溶解气体(H、N、O)将不断传入微细氩气泡内，随之上浮排出，从而降低钢液中的气体含量，提高了钢材质量。
（2）本具体实施方式所获得的微细氩气泡群分布范围广，而且分散性好，每立方米气泡数量≥2×106个，除杂效果好，节约吹氩成本，将钢水精炼水平提高至现有技术水平的1.2~1.5倍，降低了钢液的粘度，提高10~15％的铸造性，降低铸坯表面清理率15~30%，使用效果好。
（3）本具体实施方式在耐火砖1之间的耐火泥浆3上方为缓蚀区，安装时填充钢包浇注料，减轻了钢液对耐火砖1的侵蚀和减少了透气砖的安装对钢包底部强度的削弱。使透气砖的使用寿命延长至现有水平的1.2~1.5倍，且当某块耐火砖1受损时能单独更换，维修方便，使用寿命长。
（4）本具体实施方式能根据钢包底部的结构以及钢包容量的不同调节耐火砖1的数量及排布。且透气砖的安装不会破坏钢包的完整性，无需对钢包进行改装。整个安装过程十分方便：将透气砖安装到钢包时，首先采用对中定位模具定位座砖安装位置，保证座砖与压紧机构同轴度，以保证透气砖与压紧机构基板同轴度；把安装工具插入透气砖供气管5，水平插入座砖孔，保证座砖与透气砖有相同轴度即可。
Claims (3)
1.一种用于钢包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖，其特征在于所述透气砖包括耐火砖（1）、底座（4）和供气管（5）；所述底座（4）是在矩形底板的周边处固定有矩形框架，紧贴矩形框架的内壁设有条形凸台（7），条形凸台（7）位于矩形底板的上平面，所述条形凸台（7）的高度与矩形框架的高度比为1∶（2~3）；条形凸台（7）上砌筑有耐火砖（1），耐火砖（1）为2~8块，每块耐火砖（1）间粘结有耐火泥浆（3），每块耐火砖（1）设有透气狭缝（2）或透气孔（8）；底座（4）的矩形底板的中心位置处固定有套管（6），供气管（5）的上端同中心地固定在所述套管（6）内；
所述透气狭缝（2）为独立通道，透气狭缝（2）的宽度为0.15~0.20mm，透气狭缝（2）的长度为宽度的2~100倍，相邻透气狭缝（2）间的中心距为25~50mm，所述透气狭缝（2）的狭缝面积与所述耐火砖（1）上表面的面积比为1∶（125~300）；所述透气孔（8）的直径为0.15~0.20mm，相邻透气孔（8）的中心距为25~50mm，所述透气孔（8）的孔面积与所述耐火砖（1）上表面的面积比为1∶（200~500）。
2.根据权利要求1所述的用于钢包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖，其特征在于所述耐火泥浆（3）的高度与所述耐火砖（1）的高度比为1∶（4~6），所述耐火泥浆（3）的厚度与所述耐火砖（1）的高度比为1∶（4~5）。
3.根据权利要求1所述的用于钢包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖，其特征在于所述底座（4）的材质为耐高温合金钢；所述套管（6）和所述凸台（7）的材质与底座（4）的材质相同。
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Application publication date: 20160817 Assignee: Heimer robot (Huangshi) Co.,Ltd. Assignor: WUHAN University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Contract record no.: X2021420000034 Denomination of invention: A breathable brick with bottom blowing fine argon bubbles for ladle refining Granted publication date: 20171110 License type: Common License Record date: 20211129 |
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Application publication date: 20160817 Assignee: Wuhan Hanwei Lida Technology Co.,Ltd. Assignor: WUHAN University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Contract record no.: X2022420000074 Denomination of invention: A breathable brick for bottom blowing fine argon bubbles for ladle refining Granted publication date: 20171110 License type: Common License Record date: 20220818 |