CN110066906A - 一种一次成型整体透气砖、成型模具以及成型方法 - Google Patents

Abstract

一种一次成型整体透气砖、成型模具以及成型方法，透气砖为一体成型结构设计合理，通过特殊的成型模具一次成型，并且经成型方法成型的透气砖无需经高温烧成，减少工艺步骤，满足钢包包龄的使用需求，同时可缩短透气砖产品的生产周期，降低能源消耗，实现节能减排。

Description

一种一次成型整体透气砖、成型模具以及成型方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼领域，具体说的是一种一次成型整体透气砖、成型模具以及成型方法。

背景技术

随着钢铁产业的迅速发展，炉外精炼技术己成为钢铁质量提高的重要冶炼环节，钢包底吹氢工艺己在炉外精炼技术中被广泛采用。透气砖是钢包底吹氩工艺的关键功能耐火材料。目前品种钢的产量越来越高，钢水精炼比日益提升，钢包的使用条件越来越苛刻，对钢包用耐火材料提出了更高的要求。而透气砖在钢包中的位置及环使用境比较特殊，对其寿命、吹通率、透气量要求更为苛刻，目前钢包底吹透气砖已成为限制钢包寿命提高的瓶颈因素，尤其是透气砖使用寿命无法满足钢包包龄的需求，造成钢包需多次砌筑维修、更换透气砖，导致透气砖用量大幅增加，钢铁冶炼的耐材成本不断提高。钢包停包维修必将导致热量损失、重新上线前需再次烘烤，造成能源消耗增加，钢铁冶炼环保压力增大。

现阶段钢包用整体透气砖的生产工艺多为：先在模具中成型透气砖芯，脱模、养护干燥后经高温烧成，然后拣选、包钢套焊尾管得到成品透气砖芯，之后透气砖芯与座砖模具组装成型整体座砖。该生产工艺能源消耗高，产品生产周期长，且烧后成品率无法得到有效保证。目前高温烧成透气砖的成品率一般为90-95%，整体透气砖的生产周期一般为30-40天。因此该透气砖生产工艺也决定其生产运营成本居高不下。

透气砖的设计不合理，也影响透气砖的产量与质量，在加工透气砖时，需要先对透气砖芯单独加工，再在透气砖芯外围浇注透气座砖，此种方式加工工艺复杂，需要的成型模具也更为复杂，在加工时需要对模具进行多次拆卸安装，最终成型的透气砖可能因为工艺复杂造成产品损伤或产品偏差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种一次成型整体透气砖、成型模具以及成型方法，透气砖为一体成型结构设计合理，通过特殊的成型模具一次成型，并且经成型方法成型的透气砖无需经高温烧成，减少工艺步骤，满足钢包包龄的使用需求，同时可缩短透气砖产品的生产周期，降低能源消耗，实现节能减排。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种一次成型整体透气砖，透气砖一体成型，在透气砖的内部设有至少一个由围套、设置在围套内的下线板和将围套底部封口的盖板围成的气室，透气砖内设置由气室延伸至透气砖顶面的透气通道，在透气砖内还设有设置在气室下方并与气室相连通的气体输入管。

透气通道呈直线设置。

一种一次成型整体透气砖用的成型模具，包括浇注箱、至少一套浇注砖芯组合体、以及至少一条用于形成透气通道的轻烧挥发聚酯条，在浇注箱内设有浇注砖芯组合体，所述的浇注砖芯组合体包括围套、设有安装轻烧挥发聚酯条的安装口的下线板、将围套的底部封口的盖板以及气体输入管，围套上开口为与浇注箱内腔相连通的浇注开口，框形圈套的下开口由盖板进行封闭，围套内设置有下线板，下线板的形状与围套的截面形状相匹配，下线板和盖板之间设有间隙，下线板的下表面、盖板的上表面和围套的内壁围成气室，气体输入管固定安装在盖板上，并与气室相连通，轻烧挥发聚酯条的一端固定安装在安装口内，其另一端通过固定件固定设置在，浇注箱、浇注砖芯组合体与轻烧挥发聚酯条围成的空间为透气砖的一次成型浇注空间。

围套的外围设置有锚固件。

气体输入管的表面开设有外螺纹，浇注箱的底部开设有与外螺纹相配合的内螺孔，气体输入管通过螺纹固定在浇注箱上。

围套内壁上设有多个挡片，下线板和/或盖板通过挡片固定设置在围套内。

一种利用成型模具制成一次成型整体透气砖的成型方法，利用成型模具围成浇注空间倒入成型材料一体浇注成型透气座砖和透气砖芯，经过对成型的透气座砖和透气砖芯进行养护干燥后，烧制处理后，轻烧挥发聚酯条挥发得到一次成型整体透气砖。

本发明有益效果是：

（1）透气砖芯与透气座砖为一体，根据浇注情况各合理的设计的透气通道与气体输入管的位置与结构，一次浇注成型，大大缩短了透气砖的生产周期，节约了生产运营成本；（2）透气砖芯与透气座砖为一体，在制作双胞胎透气砖或多胞胎透气砖时的整体性更佳，结构更均一，使用过程中内部应力更均匀，可提高双胞胎或多胞胎透气砖的使用稳定性；（3）成型模具的设计使透气砖能够一次成型，并且不需要对轻烧挥发聚酯条进行拆卸，即保证了透气通道的位置规整，降低了生产难度，又可通过对透气砖的轻烧成型，使轻烧挥发聚酯条挥发完成透气通道的出现；（4）透气砖使用轻烧处理，可以使轻烧挥发聚酯条挥发，免去了透气砖芯的高温烧成，既可降低生产成本，又可减少能源消耗，实现节能减排。

附图说明

图1为一次成型双胞胎整体透气砖的结构示意图；

图2为一次成型整体透气砖的剖视结构示意图；

图3为图1的A部放大图；

图4为一次成型整体透气砖用的成型模具的结构示意图；

图中：1、透气座砖，2、透气通道，3、围套，4、锚固件，5、挡片，6、下线板，7、盖板，8、气室，9、气体输入管路，10、浇注箱，11、固定块，12、支撑杆，13、支撑螺母，14、上线板，15、蝶形螺母，16、轻烧挥发聚酯条，17、大头针，18、透气砖芯，19、浇注砖芯组合体，20、安装口。

具体实施方式

为进一步阐明本发明所采用的技术手段，以下结合附图对本发明提出的一种一次成型轻烧双胞胎透气砖的具体实施方式、系统组成作进一步说明。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所得到的其他实施方式，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，一种一次成型整体透气砖，透气砖一体成型，即透气座砖和透气砖芯同材质浇注为一个整体，在透气砖的内部设有至少一个由围套3、设置在围套3内的下线板6和将围套3的底部封口的盖板7围成的气室8，透气砖内设置由气室8延伸至透气砖顶面的透气通道2，在透气砖内还设有设置在气室8下方并与气室8相连通的气体输入管9。

透气通道2呈直线设置，即透气通道2以直线形式从透气座砖的顶部延伸至透气砖芯的底部，并与气室相连通。

一种一次成型整体透气砖用的成型模具，包括具有浇注开口的浇注箱10、至少一套具有浇注开口的浇注砖芯组合体19、以及至少一条轻烧挥发聚酯条16，在浇注箱10内设有浇注砖芯组合体19，所述的浇注砖芯组合体19包括围套3、设有安装轻烧挥发聚酯条16的安装口20的下线板6、将围套3的底部封口的盖板7以及气体输入管9，围套3上开口为与浇注箱10内腔相连通的浇注开口，框形圈套3的下开口由盖板7进行封闭，围套3内设置有下线板6，下线板6的形状与围套3的截面形状相匹配，下线板6和盖板7之间设有间隙，下线板6的下表面、盖板7的上表面和围套3的内壁围成气室8，气体输入管9固定安装在盖板7上，并与气室8相连通，轻烧挥发聚酯条16的一端固定安装在安装口20内，其另一端通过固定件固定设置，使轻烧挥发聚酯条16拉直设置在浇注空间内，浇注箱10、浇注砖芯组合体19与轻烧挥发聚酯条16围成的空间为一次成型整体透气砖浇注空间。

浇注箱10的内腔形状可以根据需要选择，例如：圆柱形内腔、长方形内腔、圆锥形内腔等，浇注箱10由多块拼接板通过螺栓螺固定而成，此种设计形式方便拆卸与更换，拼接板也可进行重复组合利用。

透气座砖1中预埋有轻烧挥发聚酯条16，为透气通道2的前期存在形式。轻烧挥发聚酯条的材质是在轻烧温度下可先液化再进行挥发的材质，在常温下为条形固态结构。轻烧挥发聚酯条的下端安装在相匹配的安装口内，即可以实现预埋，又可通过安装口进行固定，可以增加大头针进行限位固定，上端通过固定组件进行固定，保证整条轻烧挥发聚酯条的拉直即可。通过拉直预设的轻烧挥发聚酯条16保证最终成型的透气通道2绝对的规整，该通道随轻烧自动出现，无需人力去除。

轻烧挥发聚酯条16下端固定在下线板6上，轻烧挥发聚酯条16上端通过使用大头针17固定在上线板14上。上线板14通过支撑螺母13与蝶形螺母15固定在支撑杆12上，支撑杆12通过支架10、固定块11与成型模具连接为一体。使成型模具上方保留浇注开口。轻烧挥发聚酯条16高度要高于浇注箱的浇注开口的高度，第一方便进行固定，第二防止高度不够无法实现预埋。

如图2所示，围套3的形状不受限制，截面形状可以为多边形或圆形，只需要保证气室的密封，可在围套3上可开设多个与浇注箱内空间连通的通孔，加快一体浇注速度，围套3的外围设置有锚固件，锚固件4可以提高钢套与整体式座砖的1结合强度。

气体输入管9的表面开设有外螺纹，浇注箱10的底部开设有与外螺纹相配合的内螺孔，气体输入管9通过螺纹固定在浇注箱10上，可以通过此种方式完成对浇注砖芯组合体的迅速固定。气体输入管9设置时，要保证浇注后能使外部空间能通过气体输入管9与气室8连通，即气体输入管9伸出浇注空间一部分。

如图3所示，围套3内壁上设有多个挡片，下线板6和/或盖板7通过挡片固定设置在围套3内。通过设置的挡面，可将下线板和盖板7快速固定限位安装在围套3内和底部上，实现了气室的迅速成型。

一种利用成型模具制成一次成型整体透气砖的成型方法，利用成型模具围成浇注空间倒入成型材料一体浇注成型透气座砖和透气砖芯，经过对成型的透气座砖和透气砖芯进行养护干燥后，烧制处理后，轻烧挥发聚酯条挥发得到一次成型整体透气砖。

成型材料用料主要采用：板状刚玉颗粒或白刚玉颗粒，活性氧化铝微粉，纯铝酸钙水泥，镁铝尖晶石细粉，氧化铬、水等常规配方。为保证快速成型，与传统的高温烧成透气砖不同之处主要为，轻烧透气砖方案使用的活性氧化铝微粉、尖晶石细粉粒度更细，活性更高；所需的铝酸钙水泥相较于原比例含量更低，成型加水量降低。对轻烧透气砖的具体配方不做特定限制。

如图2、图4所示，双胞胎透气砖中的透气砖芯与透气座砖为一体结构，通过一次浇注成型，统称为整体式透气座砖。整体式透气砖成型前，先将聚酯条、钢套、狭缝下线板、盖板，气体输入管路组合为浇注砖芯组合体，然后将浇注砖芯组合体固定在模具中，轻浇挥发聚酯条上下两端分别固定在上线板14与下线板6上。模具组装完毕后，使用浇注料一次性浇注成型，然后经模具拆卸前养护干燥和模具拆卸后养护干燥、烧制处理后轻烧挥发聚酯条16烧后挥发形成透气通道2，即为一次成型整体透气砖。

如图1所示，双胞胎透气砖或多胞胎透气砖成型前，在浇注箱内固定安装所需个数的浇注砖芯组合体，安装两个浇注砖芯组合体，最终炼制的为一次成型双胞胎透气砖，安装超过两个的浇注砖芯组合体，最终炼制的为一次成型多胞胎透气砖。

一次成型整体透气砖的生产周期可缩短至10-15天，成品率可达到99%以上。使用该透气砖即可满足钢包包龄的使用需求，降低钢铁企业的能源消耗，实现节能减排，又可降低耐材企业的透气砖生产运营成本。

Claims (7)

1.一种一次成型整体透气砖，其特征在于：透气砖一体成型，在透气砖的内部设有至少一个由围套（3）、设置在围套（3）内的下线板（6）和将围套（3）的底部封口的盖板（7）围成的气室（8），透气砖内设置由气室（8）延伸至透气砖顶面的透气通道（2），在透气砖内还设有设置在气室（8）下方并与气室（8）相连通的气体输入管（9）。

2.如权利要求1所述的一种一次成型整体透气砖，其特征在于：透气通道（2）呈直线设置。

3.一种一次成型整体透气砖用的成型模具，其特征在于：包括浇注箱（10）、至少一套浇注砖芯组合体（19）、以及至少一条用于形成透气通道（2）的轻烧挥发聚酯条（16），在浇注箱（10）内设有浇注砖芯组合体（19），所述的浇注砖芯组合体（19）包括围套（3）、设有安装轻烧挥发聚酯条（16）的安装口（20）的下线板（6）、将围套（3）的底部封口的盖板（7）以及气体输入管（9），围套（3）上开口为与浇注箱（10）内腔相连通的浇注开口，框形圈套（3）的下开口由盖板（7）进行封闭，围套（3）内设置有下线板（6），下线板（6）的形状与围套（3）的截面形状相匹配，下线板（6）和盖板（7）之间设有间隙，下线板（6）的下表面、盖板（7）的上表面和围套（3）的内壁围成气室（8），气体输入管（9）固定安装在盖板（7）上，并与气室（8）相连通，轻烧挥发聚酯条（16）的一端固定安装在安装口（20）内，其另一端通过固定件固定设置，浇注箱（10）、浇注砖芯组合体（19）与轻烧挥发聚酯条（16）围成的空间为透气砖的一次成型浇注空间。

4.如权利要求3所述的一种一次成型整体透气砖用的成型模具，其特征在于：围套（3）的外围设置有锚固件。

5.如权利要求3所述的一种一次成型整体透气砖用的成型模具，其特征在于：气体输入管（9）的表面开设有外螺纹，浇注箱（10）的底部开设有与外螺纹相配合的内螺孔，气体输入管（9）通过螺纹固定在浇注箱（10）上。

6.如权利要求3所述的一种一次成型整体透气砖用的成型模具，其特征在于：围套（3）内壁上设有多个挡片，下线板（6）和/或盖板（7）通过挡片固定设置在围套（3）内。

7.如权利要求3所述的一种利用成型模具制成一种一次成型整体透气砖的成型方法，其特征在于：利用成型模具围成浇注空间倒入成型材料一体浇注成型透气座砖（1）和透气砖芯（18），经过对成型的透气座砖（1）和透气砖芯（18）进行养护干燥后，烧制处理后，轻烧挥发聚酯条（16）挥发得到一次成型整体透气砖。