CN110526691A - 组合式锥形弥散透气砖的配方二 - Google Patents

组合式锥形弥散透气砖的配方二 Download PDF

Info

Publication number
CN110526691A
CN110526691A CN201810499014.0A CN201810499014A CN110526691A CN 110526691 A CN110526691 A CN 110526691A CN 201810499014 A CN201810499014 A CN 201810499014A CN 110526691 A CN110526691 A CN 110526691A
Authority
CN
China
Prior art keywords
disperse
air brick
disperse block
block
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810499014.0A
Other languages
English (en)
Inventor
张小旭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Luoyang Xuan Shi New Mstar Technology Ltd
Original Assignee
Luoyang Xuan Shi New Mstar Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Luoyang Xuan Shi New Mstar Technology Ltd filed Critical Luoyang Xuan Shi New Mstar Technology Ltd
Priority to CN201810499014.0A priority Critical patent/CN110526691A/zh
Publication of CN110526691A publication Critical patent/CN110526691A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/101—Refractories from grain sized mixtures
    • C04B35/105—Refractories from grain sized mixtures containing chromium oxide or chrome ore
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0038—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by superficial sintering or bonding of particulate matter
    • C04B38/0041—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by superficial sintering or bonding of particulate matter the particulate matter having preselected particle sizes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/072—Treatment with gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5427—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof millimeter or submillimeter sized, i.e. larger than 0,1 mm
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5445—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)

Abstract

组合式锥形弥散透气砖的配方(二)，是基于主题的各种具有不同先进性的结构而设计的弥散块的配方，以刚玉为主要原料，分三级配料，经一定的压力压制而成，烧制后的弥散块具有一定的通气性能，并且具有良好的力学性能，配料相对简单，是与本发明所述结构、方法相搭配的材料配方，所制作的弥散块具有长寿命特点，可用于任意大型精炼钢包。

Description

组合式锥形弥散透气砖的配方二
技术领域
本发明涉及钢铁冶金炉外精炼底吹氩系统，特别是结构陶瓷中耐火材料方 面的钢包透气砖，更是透气砖中弥散型透气砖的结构、制作方法及其配方。
背景技术
钢铁冶金行业内，炉外精炼的出现是炼钢工艺的颠覆性发展，是将调整钢 水成分、温度去除夹杂的任务转移到钢包中冶炼的二次精炼工艺，因此钢包透 气砖是高品质钢的核心功能元件。
钢包透气砖的发展历程大概为：起初出现了高铝、黏土质的弥散型透气砖， 本文定义为“第一代透气砖”虽然其寿命只有若干次，但从方式上属于底吹， 较原来的顶吹搅拌具有进步意义，随着冶金材料的发展，透气砖出现了狭缝式， 其寿命大大提高，充分推进了钢铁冶金的发展，目前，大多钢包透气砖还选用 狭缝类透气砖，其寿命根据精炼情况的差异而有不同，从7-8次到约100次不等， 近年来，市场上还出现了一种弥散式透气砖，本文定义为“第二代弥散型透气 砖”，在某些精炼条件下，具有狭缝类透气砖不可具备的优势或性能特点，如不 易断裂，无须氧枪清扫等。
透气砖外观呈锥形，横截面呈圆形，有耐火材料本体、金属外壳、尾管等 几部分，其功能是向钢包内输送氩气，以搅拌钢水达到精炼等目的。
狭缝类透气砖是氩气通道具有特定物理形状的透气砖，狭缝的产生可以由 陶瓷板拼接、带状或线状烧失物预埋在透气砖浇注料中，经高温烧失后而产生。
弥散类透气砖包括第一代、第二代及本发明涉及的新型弥散透气砖，都是 通过颗粒级配的方式在耐火材料本体留置大量相互贯通的空隙或气孔达到氩气 通过的目的，制作方法一般都是经压制而成。
第一代弥散型透气砖，其弥散通气部分完全是锥形，也就是说，耐火材料 本体全部是弥散通气部分，制作方法是从透气砖大头立向手工捣制，后来发展 到单面机压，受压面是透气砖大头部位，但因耐火材料本体呈锥形，而且透气 砖高径比太大，因此这种压制的方法必然会存在坯体内部不均匀等缺陷，无法 制造出性能良好的弥散型透气砖。
近年来出现的第二代弥散型透气砖的结构则和第一代弥散透气砖不同，耐 火材料本体包括方形弥散块，周围包裹浇注料和底座(附图1所示)，弥散块制 作成方形便于侧面单面受力压制，弥散块均匀性较高，服役表现比较理想。
在第二代弥散型透气砖中，方形弥散块的结构形式必然导致通气截面积受 限制，如一般透气砖小头直径为120mm，方形弥散块最大只能制作成内接与直 径为120mm的圆，其面积最大约为该圆面积的63.7％。
前文所述，弥散类透气砖气体通道是通过弥散块的颗粒级配有意制造出空 隙缺陷实现通气，因为有大量的缺陷在内部，这样必然会导致弥散块的各种力 学性能大幅下降，如果降低弥散块内部缺陷以提高力学性能，那么在有限的截 面积的前提下，透气量会受到影响，因此，如果有一种办法，可以减少弥散块 内部气体通道的缺陷以提高弥散块的力学性能，又能保证透气量和弥散块的制 作均匀性，便可提供一种高寿命的弥散透气砖。我们知道，减少弥散块内部通 气空隙缺陷，可通过配方和工艺实现；弥散块的制作均匀性可通过工艺手段实 现；保证透气量则只能增大弥散块的截面积，将弥散块制作成和透气砖一致的 锥形，也就是说从外观而言，制作成与第一代弥散透气砖一致的形状，又能克 服第一代弥散透气砖的不足，即本发明的主题：组合式锥形弥散透气砖，包括 其结构、制作方法及配方等。
另，具有上述特征的锥形透气砖也就是外观与第一代弥散型透气砖一致， 从制作工艺而言，可通过等静压的方法实现，但这种方法压制具有通气空隙缺 陷的物料时，非常容易断裂、层裂，成品率太低，生产效率非常低下。
在现有相关技术中，专利201020104628.3的核心是“位于芯部的狭缝透气部 分(4)和设置在所述狭缝透气部分(4)外部的弥散透气部分(5)”，其意义是“搅 拌效果好、具有较好净化作用且工作效率高”；专利201120352995.X的效果与 201020104628.3类似；专利201520819368.0在弥散部分中心置入一个柱状内芯其 有益效果是：“不但有利于成型，使用时可以消解透气砖受到的热应力，相应提 高了透气砖的安全系数”；专利201520821852.7透气砖内部完全是一个整体式的 弥散状，其意义是“大通气量”；专利201610199792.9、201610202807.2是经浇 注的方法而成的一种弥散砖；专利201610794506.3是经挤压而成制备了一种弥 散式透气砖；专利201710013255.5是以浇注的方法，通过预置一个海绵制作一种 弥散透气砖。
发明内容
为实现所述理念，以达到相应有益效果，本发明采取的技术方案是：
1，结构
1.1透气砖耐火材料部分包括：由两部分组合而成的横截面为圆的锥形弥散 块、底座、接缝浇注料、接缝火泥几部分，锥形弥散块的特点是沿轴线纵向将 其分为对称的两部分，并直接物理组合而成，组合而成的弥散块与底座物理接 触，两者之间有气室，弥散块通过火泥与透气砖金属外壳贴紧，底座与透气砖 金属外壳之间用接缝浇注料填充，如图2所示结构，此为组合式锥形弥散透气 砖的基础结构。
底座的气体通道是狭缝式，底座的高度为80mm-250mm，底座上有一道或 两道锚固槽，底座轮廓可呈锥形或圆柱形，火泥的厚度为0.1mm-3mm。
本方案的核心是在于弥散块呈锥形并且分割成对称的两部分，锥形的意义 就是从体积而言，透气量会大，分割的意义在于可以单面机压而成，保证压制 均匀性。
1.2，透气砖耐火材料部分包括：由两部分组合而成的横截面为圆的锥形弥 散块、弥散块中心的防断芯、底座、接缝浇注料、接缝火泥几部分，两部分对 称的弥散块组合而成时在弥散块中心形成一个完整圆柱空缺，其中振动灌注高 性能耐火浇注料形成防断芯，锥形弥散块的特点是沿轴线纵向将其分为对称的 两部分，并直接物理组合而成，组合而成的弥散块与底座物理接触，两者之间 有气室，弥散块通过火泥与透气砖金属外壳贴紧，底座与透气砖金属外壳之间 用接缝浇注料填充，如图3所示结构，此为防断型组合式锥形弥散透气砖。
底座的气体通道是狭缝式，底座的高度为80mm-250mm，底座上有一道或 两道锚固槽，底座轮廓可呈锥形或圆柱形，火泥的厚度为0.1mm-3mm，防断芯 的直径为20mm-80mm，防断芯浇注料要求临界粒度不超过6mm，1620℃温度 下的冷态抗折强度大于等于36MPa，相应线变化率为+0.08％至+0.25％之间，耐 火度大于等于1810℃。
本方案是在方案1的基础上，在锥形弥散块的中心设计一个由高性能浇注 料制成的防断芯，意义在于防止弥散块的断裂。
1.3，透气砖的结构包括：由两部分组合而成的横截面为圆的锥形弥散块、 底座、接缝浇注料几部分，锥形弥散块的特点是沿轴线纵向将其分为对称的两 部分，并直接物理组合而成，组合而成的弥散块与底座物理接触，两者之间有 气室，弥散块与透气砖金属外壳之间、底座与透气砖金属外壳之间用接缝浇注 料填充，如图4所示结构，此为抗渗型组合式锥形弥散透气砖。
接缝浇注料最薄处的厚度为8mm-30mm，底座的气体通道是狭缝式，底座 的高度为80mm-250mm，底座上有一道或两道锚固槽，底座轮廓可呈锥形或圆 柱形。
本方案是在方案1的基础上去掉接缝火泥，用接缝浇注料代替，我们知道， 火泥相比耐火浇注料而言，永远是薄弱点，因此方案3的意义能够避免方案1 所描述的透气砖用到后期可能从火泥部分渗钢，同时由两瓣组合而成的弥散块 的横截面理论上可呈圆形，要求弥散块制作精度较高，用火泥连接弥散块与金 属外壳有一定的弊端，利用耐火浇注料来代替，则会避免上述弊端，但从另一 方面将，本方案与方案1的不足之处就是因为弥散块周围有接缝浇注料，因此 通气面积稍有减少，因此两者各有先进性。
1.4，由两部分组合而成的横截面为圆的锥形弥散块、弥散块中心的防断芯、 底座、接缝浇注料几部分，两部分对称的弥散块组合而成时在弥散块中心形成 一个完整圆柱空缺，其中振动灌注高性能耐火浇注料形成防断芯，锥形弥散块 的特点是沿轴线纵向将其分为对称的两部分，并直接物理组合而成，组合而成 的弥散块与底座物理接触，两者之间有气室，弥散块与透气砖金属外壳之间、 底座与透气砖金属外壳之间用接缝浇注料填充，如图5所示结构，此为防断、 抗渗型组合式锥形弥散透气砖。
接缝浇注料最薄处的厚度为8mm-30mm，底座的气体通道是狭缝式，底座 的高度为80mm-250mm，底座上有一道或两道锚固槽，底座轮廓可呈锥形或圆 柱形，防断芯浇注料要求临界粒度不超过6mm，1620℃温度下的冷态抗折强度 大于等于36MPa，相应线变化率为+0.08％至+0.25％之间，耐火度大于等于 1810℃。
本方案是在方案2的基础上去掉接缝火泥，用接缝浇注料代替，同样，火 泥相比耐火浇注料而言，永远是薄弱点，因此方案4的意义能够避免方案2所 描述的透气砖用到后期可能从火泥部分渗钢，同时由两瓣组合而成的弥散块的 横截面理论上可呈圆形，要求弥散块制作精度较高，用火泥连接弥散块与金属 外壳有一定的弊端，利用耐火浇注料来代替，则会避免上述弊端，但从另一方 面将，本方案与方案2的不足之处就是因为弥散块周围有接缝浇注料，因此通 气面积稍有减少，因此两者各有先进性。
2，锥形弥散块的制作方法：
2.1弥散块没有防断芯的情况，如图8的形式：
按配方备料，将所有颗粒料和细粉料分别混合均匀，在搅拌机中加入所有 颗粒料，再外加聚乙烯醇溶液，混合均匀后加入其余细粉料，混合3min后，将 物料备用成型；
将弥散块设计成对称的两个部分，成型方式为单面受压成型，受压面为弥 散块沿轴线切开的面，按照砖型制作模具，上压头受压面为平面(图12、13所 示)，然后加入混好的物料压制弥散块的每一部分，成型压力为70MPa-150MPa， 压制而成的弥散块预留1mm-10mm的直段；
压制后的两瓣弥散块经过最高150℃干燥并经最高1500℃-1700℃烧制而 成；
将两瓣弥散块的直段磨掉，要求保证精度，将打磨后的两瓣弥散块直接物 理组合即可完成所述弥散芯的制作。
2.2弥散块中心有防断芯的情况，如图11的形式：
按配方备料，将所有颗粒料和细粉料分别混合均匀，在搅拌机中加入所有 颗粒料，再外加聚乙烯醇溶液，混合均匀后加入其余细粉料，混合3min后，将 物料备用成型；
将弥散块设计成对称的两个部分，成型方式为单面受压成型，受压面为弥 散块沿轴线切开的面，按照砖型制作模具，上压头受压面的中心线上沿长度方 向设计直径为20mm-80mm的半圆柱凸起，并包含1mm-10mm的直段(图15、 16所示)，然后加入混好的物料压制弥散块的每一部分，成型压力为 70MPa-150MPa，压制而成的弥散块预留1mm-10mm的直段；
压制后的两瓣弥散块经过最高150℃干燥并经最高1500℃-1700℃烧制而 成；
将两瓣弥散块的直段磨掉，要求保证精度，将打磨后的两瓣弥散块直接物 理组合，即可完成弥散芯的制作，其中心自然形成一个直径为20-80mm的圆柱 空心。
弥散块的制作方法是本发明的核心之一，即两瓣分开压制，受力高度较低， 因此可保证制品的均匀性，然后经打磨、组合，这样压制的锥形弥散块内部组 织均匀程度，是两端单面受压无法实现的，其生产及制作效率也是等静压一次 成型无法实现的。
3，制作弥散块模具的结构及使用方法
3.1模具包括含有直段的钢质底板、四块可拆卸钢质边板及钢质模框，此外 还有钢质压头，底板内腔与所压制弥散块的弧形外观一致，底板直段高度为 1mm-10mm，边板的厚度为20mm-50mm，模框有效厚度为50mm-100mm，相邻 边板之间呈斜角组合，俯视时斜角为40°-50°，四块边板、底板组合后与模框 内腔搭配，模框与组合后的边板的接触面有1°-15°的脱模稍度，组合后的边 板和底板能够被底板下面压机中的顶杆顶出模框，压头尺寸比与之搭配的内模 相应最小尺寸小0.2mm-10mm。
耐火材料的压制方法，一般是固定模，就是在脱模过程中，下底板顶出制 品，在顶出过程中，制品与边板有摩擦，势必会不同程度的损伤制品，本方案 是基于所压制品的形状特点设计而成，脱时可拆卸边板与制品同时顶出，因此 保证了制品不受损伤，具有一定的先进性，方案中还提供了各个部件的相互搭 配方式，脱模角度等，实践证明，本方案所设计的模具能够有效的保证所述弥 散块的理想成型。
3.2模具的使用方法：设计模具并组装在液压机台面上，如图12、图13所 示，然后加入预先混合好的物料。
缓慢加压，设定具体的压力，要求压头下压位置为图12，图13所示上部虚 线，可通过加料的体积来控制，虚线所示高度为直段高度，保压20秒后升起压 头。
用压力机顶杆顶模具底板，此时底板、边板、所压制的样块同时被顶出， 如图17所示。
移开四块边板后，将样块移动到窑车上，装满后进入干燥内进行烘烤。
将底板、边板清理干净后重新组装，然后按照同样方法进行下一块弥散块 的压制。
如果需要压制带有圆柱孔的弥散块，只需要制作模具的时候在压头沿长度 方向加工一个半圆柱芯，应当注意的是此圆柱芯也包含直段，其高度与弥散块 预留的直段高度、模具底板的直段高度相同，其它压制方法与所述相同。
4，弥散块的配方
4.1粒度为1mm-2mm的板状刚玉、白刚玉及氧化铬含量为1wt％-5wt％的铬 刚玉中的一种或任意几种按任意比例组合后的总量为32wt％-40wt％，粒度为0.2mm-0.8mm的板状刚玉、白刚玉及氧化铬含量为1wt％-5wt％的铬刚玉中的一 种或任意几种按任意比例组合后的总量为45wt％-57wt％，粒度小于等于325目 的板状刚玉、白刚玉及氧化铬含量为1wt％-5wt％的铬刚玉中的一种或任意几种 按任意比例组合后的总量为0.5wt％-11wt％，α氧化铝微粉为1.5wt％-10wt％， 氧化铬微粉为1wt％-8wt％，纯度大于等于99.9％、粒度小于等于325目的石英 粉为2wt％-5wt％，97二氧化硅微粉为0.02wt％-2wt％，成型时外加冷凝型聚乙 烯醇饱和溶液2wt％-5wt％。
4.2粒度为0.6mm-1.4mm的板状刚玉、白刚玉及氧化铬含量为1wt％-5wt％ 的铬刚玉中的一种或任意几种按任意比例组合后的总量为76wt％-89wt％，粒度 小于等于325目的板状刚玉、白刚玉及氧化铬含量为1wt％-5wt％的铬刚玉中的 一种或任意几种按任意比例组合后的总量为1wt％-13wt％，α氧化铝微粉为 1wt％-12wt％，氧化铬微粉为1wt％-7wt％，纯度大于等于99.9％、粒度小于等于 325目的石英粉为1wt％-6wt％，97二氧化硅微粉为0.1wt％-2wt％，成型时外加 冷凝型聚乙烯醇饱和溶液2wt％-5wt％。
4.3粒径范围为1.2mm-1.8mm的任意尺寸的等径颗粒，可以是板状刚玉、 白刚玉及氧化铬含量为1wt％-5wt％的铬刚玉中的一种或任意几种按任意比例组 合，总量为37wt％-42wt％，粒径范围为0.2mm-0.8mm的任意等径颗粒，可以是 板状刚玉、白刚玉及氧化铬含量为1wt％-5wt％的铬刚玉中的一种或任意几种按 任意比例组合，总量为36wt％-41wt％，粒度小于等于325目的板状刚玉、白刚 玉及氧化铬含量为1wt％-5wt％的铬刚玉中的一种或任意几种按任意比例组合后 的总量为2wt％-14wt％，α氧化铝微粉为2wt％-13wt％，氧化铬微粉为 2wt％-11wt％，纯度大于等于99.9％、粒度小于等于325目的石英粉为 1.5wt％-2.5wt％，97二氧化硅微粉为0.3wt％-3.5wt％，成型时外加冷凝型聚乙烯 醇饱和溶液2wt％-5wt％。
4.4透气砖弥散块的配方为：粒径范围为0.8mm-1.2mm的任意尺寸的等径 颗粒，可以是板状刚玉、白刚玉及氧化铬含量为1wt％-5wt％的铬刚玉中的一种 或任意几种按任意比例组合，总量为77wt％-88wt％，粒度小于等于325目的板 状刚玉、白刚玉及氧化铬含量为1wt％-5wt％的铬刚玉中的一种或任意几种按任 意比例组合后的总量为2wt％-14wt％，α氧化铝微粉为3.5wt％-8wt％，氧化铬微 粉为1.5wt％-6wt％，纯度大于等于99.9％、粒度小于等于325目的石英粉为 0.5wt％-4wt％，97二氧化硅微粉为0.05wt％-1.8wt％，成型时外加冷凝型聚乙烯 醇饱和溶液2wt％-5wt％。
5，弥散块的物理指标：1685℃保温4h后的冷态抗折强度为6MPa-10MPa， 相应耐压强度为25MPa-90MPa，相应气孔率为23％-32％，耐火度大于等于 1810℃。
本发明的有益效果是：每个技术方案都有不同的特点与有益效果，并在其 后已附，总体而言，本发明的目的是将透气砖消耗段的耐火材料部分全部做成 弥散块，因为通气横截面积变大，因此可以将弥散块内部的通气通道设计的较 小，也就是弥散块的空隙或缺陷较少，自然会提高弥散块的机械性能，从而延 长寿命，也是本发明的有益效果。说明书所采取的技术措施的原则是避免弥散 块大小头受压成型伴随的内部不均匀，因此将弥散块分割成两瓣分别单面受压 成型，保证了弥散块的均匀性，并通过一些必要工艺手段如打磨来实现制作， 然后采取预留一个圆柱芯、弥散块外围设计接缝浇注料等这些措施全部是技术 方案的逐步优化；方案中不采用等静压或浇注成型的方式制作锥形弥散块，是 因为这些工艺手段存在较严重的缺陷，或不够成熟，无法提供有效、可靠的产 品。
技术方案中还提供了一系列的基于其它技术方案之上的弥散块制作配方， 与传统的弥散块配方是有较大区别的，从整体而言，配方的设计理念是适度减 小弥散块内部的通气空隙，保证空隙更高的贯通度，并尽可能的提高弥散块的 性能指标，从而实现长寿命，如果存在较大的封闭空隙，对透气性能没有贡献， 而且可能降低材料自身性能。
因此，制造出应用于大型钢包，如300吨精炼钢包用长寿命并具有良好功 能性的锥形弥散透气砖是本发明的最终目的和有益效果。
附图说明：
图1：传统透气砖剖面图；
图2：弥散块不带防断芯，用火泥接缝透气砖剖面图；
图3：弥散块带有防断芯，用火泥接缝透气砖剖面图；
图4：弥散块不带防断芯，用浇注料接缝透气砖剖面图；
图5：弥散块带有防断芯，用浇注料接缝透气砖剖面图；
图6：压制后不带圆柱孔弥散块剖面图；
图7：打磨后不带圆柱孔弥散块剖面图；
图8：不带圆柱孔弥散块组合后剖面图；
图9：压制后带圆柱孔弥散块筑剖面图；
图10：打磨后带圆柱孔弥散块剖面图；
图11：带圆柱孔弥散块组合后剖面图；
图12：模具组装后剖面示意图；
图13：模具组装后剖面示意图；
图14：模具组装后俯视图；
图15：带防断芯弥散块所用模具组装后剖面示意图；
图16：带防断芯弥散块所用模具组装后剖面示意图；
图17：模具顶出后脱模示意图。
图中：①：弥散块，②：接缝浇注料，③：底座，④：防断芯，⑤： 狭缝，⑥：锚固槽，⑦：气室，⑧：圆柱槽，⑨：底板，⑩：模具边板， 模框，压头，圆柱芯，方块状弥散块，H：直段高度，D： 防断芯、圆柱槽直径，α：模具边板组合角度，β：模具脱模角度。
具体实施方式
1，弥散块①配方示例
基于技术方案的前提下示例如表1-表4：
表1，弥散块①配方示例
表2，弥散块①配方示例
表3，弥散块①配方示例
表4，弥散块①配方示例
表1-4中所列举的配方皆可制成本方案中所述的弥散块①，其中每个表中 的1#为最优配方。
2，模具使用示例
压制大小头直径分别为φ120、φ170，高度为380mm的弥散块①。
2.1，设计模具四块边板的厚度为50mm⑩，模具边板⑩中两块侧边板⑩ 的高度H1取96mm，大头所在端面边板⑩高度H2取200mm，小头所在端面边板 ⑩高度H3取176mm，模框有效厚度取80mm，内腔俯视图呈梯形，下部的尺 寸取215mm×275mm×480mm，上部尺寸取223mm×283mm×488mm，自然形成脱模 角，压头俯视图呈梯形，尺寸取119mm×169mm×379mm。
2.2，将上述模具部件组装后固定在600吨的液压机台面上，如图12、图13 所示，然后加入预先混合好的物料。
2.3，缓慢加压，压力设定为415吨，要求压头下压位置为图12，图13所 示上虚线，可通过加料的重量来控制，虚线所示高度为直段高度，本示例取 10mm，保压20秒后升起压头
2.4，用压力机顶杆顶模具底板⑨，此时底板⑨、边板⑩、所压制的样块 同时被顶出，如图17所示。
2.5，移开四块边板⑩后，将样块移动到窑车上，装满后进入干燥内进行烘 烤。
2.6将底板⑨、边板⑩清理干净后重新组装，然后按照同样方法进行下一 块弥散块①的压制。
如果需要压制带有圆柱孔的弥散块①，只需要制作模具的时候在压头沿长度方向加工一个半圆柱芯应当注意的是此圆柱芯也包含直段，其高度 与弥散块①预留的直段高度相同，其它压制方法与所述相同。
3，透气砖制作方法示例
3.1弥散块①的制作方法
3.1.1如图8所示，不带圆柱孔弥散块①的制作：
按配方备料，选取示例中任一配方，将所有颗粒料和细粉料分别混合均匀， 在搅拌机中加入所有颗粒料，再外加聚乙烯醇溶液，混合均匀后加入其余细粉 料，混合3min后，将物料备用成型；
将弥散块①设计成对称的两个部分，成型方式为单面受压成型，受压面为 弥散块①沿轴线切开的面，按照砖型制作模具，上压头受压面为平面，然后加 入混好的物料压制弥散块①的每一部分，成型压力为70MPa-150MPa，如取值 80MPa，压制而成的弥散块①预留1mm-10mm的直段，如取值10mm；
压制后的两瓣弥散块①经过最高150℃干燥并经最高1500℃-1700℃烧制 而成，如在1700℃下烧成；
将两瓣弥散块①的直段磨掉，要求保证精度，将打磨后的两瓣弥散块①直 接物理组合即可完成弥散块①的制作。
3.1.2如图11所示，带圆柱孔弥散块①的制作
按配方备料，选取示例中任一配方，将所有颗粒料和细粉料分别混合均匀， 在搅拌机中加入所有颗粒料，再外加聚乙烯醇溶液，混合均匀后加入其余细粉 料，混合3min后，将物料备用成型；
将弥散块①设计成对称的两个部分，成型方式为单面受压成型，受压面为 弥散块沿轴线切开的面，按照砖型制作模具，上压头受压面的中心线上沿长度 方向设计直径为20mm-80mm的半圆柱凸起，如设计成50mm的半圆柱，并包 含1mm-10mm的直段，如直段取值高度8mm，然后加入混好的物料压制弥散块 ①的每一部分，成型压力为70MPa-150MPa，压制而成的弥散块①预留 1mm-10mm的直段，弥散块①预留的直段必须与上压头半圆柱凸起的直段高度 相同才能制作出横截面为规范圆形的防断芯④；
压制后的两瓣弥散块①经过最高150℃干燥并经最高1500℃-1700℃烧制 而成，如烧成温度为1520℃；
将两瓣弥散块①的直段磨掉，要求保证精度，将打磨后的两瓣弥散块①直 接物理组合，即可完成弥散块①的制作，其中心自然形成一个直径为20-80mm 的圆柱孔。
3.2透气砖的制作方法
3.2.1制作如图2所示弥散块①不带防断芯④，用火泥接缝透气砖
首先制作底座③，底座③上下留气室⑦，气体通道选择狭缝式⑤，浇 注而成，经1500℃-1700℃烧制而成，材质选择传统透气砖浇注料即可；
将组合好的弥散块①的外表面涂抹火泥并压入透气砖金属外壳中，要求火 泥厚度为0.1mm-3mm，随后经过最高150℃干燥；
将底座③通过夹具固定在上述透气砖相应位置并固定在振动台上后，在底 座③周围灌注接缝浇注料②，所用接缝浇注料②为传统透气砖浇注料，接缝 浇注料②所用原料的临界粒度不超过接缝浇注料②最小厚度的二分之一，且 不超过6mm；
经50-70℃养护后经最高150℃烘烤；
焊接透气砖后盖及尾管完成制作。
3.2.2制作如图4所示弥散块①不带防断芯④，用浇注料接缝透气砖
首先制作底座③，底座③上下留气室⑦，气体通道选择狭缝式⑤，浇 注而成，经1500℃-1700℃烧制而成，材质选择传统透气砖浇注料即可；
将两瓣弥散块①物理组合，并用直径小于0.5mm的高强尼龙线捆扎，然后 将底座③、组合后的弥散块①一同固定在透气砖金属外壳中，并固定在振动 台上；
在底座③及弥散块①周围灌注接缝浇注料②，所用接缝浇注料②为传 统透气砖浇注料，接缝浇注料②所用原料的临界粒度不超过接缝浇注料②最 小厚度的二分之一，且不超过6mm；
经50-70℃养护后经最高220℃烘烤；
焊接透气砖后盖及尾管完成制作。
3.2.3制作如图3所示弥散块①带有防断芯④，用火泥接缝透气砖
首先制作底座③，底座③上下留气室⑦，气体通道选择狭缝式⑤，浇 注而成，经1500℃-1700℃烧制而成，材质选择传统透气砖浇注料即可；
将组合好带有圆柱孔的弥散块①的外表面涂抹火泥并压入透气砖金属外 壳中，要求火泥厚度为0.1mm-3mm，随后经过最高150℃干燥；
将上述经过烘烤的半成品固定在振动台上，往弥散块①的圆柱孔内灌注高 性能浇注料，要求浇注料的临界粒度不超过6mm，1620℃温度下的冷态抗折强 度大于等于36MPa，相应线变化率为+0.08％至+0.25％之间，耐火度大于等于 1810℃，浇注完毕高性能浇注料后在20℃-35℃环境下自然凝固，然后经最高 150℃烘烤；
将底座通过夹具固定在上述透气砖相应位置并固定在振动台上后，在底座 ③周围灌注接缝浇注料②，所用接缝浇注料②为传统透气砖浇注料，接缝浇 注料②所用原料的临界粒度不超过接缝浇注料②最小厚度的二分之一，且不 超过6mm；
经50-70℃养护后经最高150℃烘烤；
焊接透气砖后盖及尾管完成制作。
3.2.4制作如图5所示弥散块①带防断芯，用浇注料接缝透气砖
首先制作底座③，底座③上下留气室⑦，气体通道选择狭缝式⑤，浇 注而成，经1500℃-1700℃烧制而成，材质选择传统透气砖浇注料即可；
将两瓣弥散块①物理组合，并用直径小于0.5mm的高强尼龙线捆扎，然后 将组合后的弥散块①一同固定在透气砖金属外壳中，并固定在振动台上；
在弥散块①周围灌注接缝浇注料②，所用接缝浇注料②为传统透气砖浇 注料，接缝浇注料②所用原料的临界粒度不超过接缝浇注料②最小厚度的二 分之一，且不超过6mm；
浇筑完所述浇注料后经50-70℃养护后经最高150℃烘烤；
再将上述办成品固定在振动台上，往弥散块①的圆柱孔内灌注高性能浇注 料，要求浇注料的临界粒度不超过6mm，1620℃温度下的冷态抗折强度大于等 于36MPa，相应线变化率为+0.08％至+0.25％之间，耐火度大于等于1810℃，浇 注完毕高性能浇注料后在20℃-35℃环境下自然凝固，然后经最高150℃烘烤；
将底座通过夹具固定在上述半成品相应位置并固定在振动台上后，在底座 ③周围灌注接缝浇注料②，所用接缝浇注料②为传统透气砖浇注料，接缝浇 注料②所用原料的临界粒度不超过接缝浇注料②最小厚度的二分之一，且不 超过6mm；
经50-70℃养护后经最高150℃烘烤；
焊接透气砖后盖及尾管完成制作。

Claims (3)

1.组合式锥形弥散透气砖的配方(二)，其特征是：透气砖弥散块的配方为：粒度为0.6mm-1.4mm的板状刚玉、白刚玉及氧化铬含量为1wt％-5wt％的铬刚玉中的一种或任意几种按任意比例组合后的总量为76wt％-89wt％，粒度小于等于325目的板状刚玉、白刚玉及氧化铬含量为1wt％-5wt％的铬刚玉中的一种或任意几种按任意比例组合后的总量为1wt％-13wt％，α氧化铝微粉为1wt％-12wt％，氧化铬微粉为1wt％-7wt％，纯度大于等于99.9％、粒度小于等于325目的石英粉为1wt％-6wt％，97二氧化硅微粉为0.1wt％-2wt％，成型时外加冷凝型聚乙烯醇饱和溶液2wt％-5wt％。
2.根据权利要求1所述的配方，其特征是：透气砖弥散块的配方为下表中任意一种：
3.根据权利要求1或2所述的配方，其特征是：所制弥散块的指标为：1685℃保温4h后的冷态抗折强度为6MPa-10MPa，相应耐压强度为25MPa-90MPa，相应气孔率为23％-32％，耐火度大于等于1810℃。
CN201810499014.0A 2018-05-23 2018-05-23 组合式锥形弥散透气砖的配方二 Pending CN110526691A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810499014.0A CN110526691A (zh) 2018-05-23 2018-05-23 组合式锥形弥散透气砖的配方二

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810499014.0A CN110526691A (zh) 2018-05-23 2018-05-23 组合式锥形弥散透气砖的配方二

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110526691A true CN110526691A (zh) 2019-12-03

Family

ID=68656387

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810499014.0A Pending CN110526691A (zh) 2018-05-23 2018-05-23 组合式锥形弥散透气砖的配方二

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110526691A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1482443A (en) * 1973-07-27 1977-08-10 Didier Werke Ag Gas pervious refractory brick
CN105859315A (zh) * 2016-03-31 2016-08-17 武汉科技大学 一种轻质弥散型透气砖及其制备方法
CN105859309A (zh) * 2016-03-31 2016-08-17 武汉科技大学 一种弥散型透气砖及其制备方法
CN106392047A (zh) * 2016-08-31 2017-02-15 长兴科特碳化硅有限公司 复合式狭缝透气砖及其制备方法
CN107382357A (zh) * 2017-06-22 2017-11-24 通达耐火技术股份有限公司 一种钢包底吹复合透气砖用弥散材料及其制备方法
CN107879732A (zh) * 2017-11-27 2018-04-06 武汉科技大学 一种弥散型透气耐火材料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1482443A (en) * 1973-07-27 1977-08-10 Didier Werke Ag Gas pervious refractory brick
CN105859315A (zh) * 2016-03-31 2016-08-17 武汉科技大学 一种轻质弥散型透气砖及其制备方法
CN105859309A (zh) * 2016-03-31 2016-08-17 武汉科技大学 一种弥散型透气砖及其制备方法
CN106392047A (zh) * 2016-08-31 2017-02-15 长兴科特碳化硅有限公司 复合式狭缝透气砖及其制备方法
CN107382357A (zh) * 2017-06-22 2017-11-24 通达耐火技术股份有限公司 一种钢包底吹复合透气砖用弥散材料及其制备方法
CN107879732A (zh) * 2017-11-27 2018-04-06 武汉科技大学 一种弥散型透气耐火材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丁钰等: "颗粒级配和结合体系对弥散式透气砖性能的影响", 《耐火材料》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105645979B (zh) 一种钢包透气砖及其制备方法
CN105565830B (zh) 复合材质rh精炼炉浸渍管外包体及其成型工艺
CN104841920B (zh) 一种复合式高寿命、低成本钢包透气砖座砖及其制备工艺
CN109487178B (zh) 高纯净超高锰钢及其制备工艺
CN106631050A (zh) 一种结构均匀免清扫的透气砖及其制作方法
CN113718156B (zh) 一种三维预制体结构wc颗粒增强铁基复合材料的制备方法
CN206622611U (zh) 一种硬质合金粉末冶金坯块压制模具
CN110527790A (zh) 防断型组合式锥形弥散透气砖的制作方法
CN108821770B (zh) 一种高性能石墨密封材料的制备方法
CN111054903A (zh) 一种具有空间网格状陶瓷金属复合层的耐磨件及其制备方法
CN208218708U (zh) 防断型组合式锥形弥散透气砖
CN111531166A (zh) 一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法
CN111113637A (zh) 一种组合式异形坯连铸中间包湍流控制器及其制备方法
CN208261838U (zh) 组合式锥形弥散透气砖
CN114682755A (zh) 一种耐磨镶嵌块增强钢铁基复合材料、制备方法及应用
CN109487036B (zh) 高纯净锰18高锰钢及其制备方法
CN108358618A (zh) 组合式锥形弥散透气砖的制作方法
CN208263084U (zh) 组合式锥形弥散透气砖的模具
CN208308903U (zh) 抗渗型组合式锥形弥散透气砖
CN114012070A (zh) 一种空心陶瓷球增强金属基复合材料制备方法及复合材料
CN110526691A (zh) 组合式锥形弥散透气砖的配方二
US20230050493A1 (en) Casting Ladle For Casting Aluminum Alloy
CN108821755A (zh) 一种组合式锥形弥散透气砖的配方
CN110526690A (zh) 组合式锥形弥散透气砖的一种配方
CN108424130A (zh) 组合式锥形弥散透气砖的配方三

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20191203

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication