CN111763805B - 一种基于冷等静压湿袋法制得的透气砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于冷等静压湿袋法制得的透气砖及其制备方法。包括砖外层，砖外层上端设有嵌入槽，嵌入槽内嵌设有砖内芯，砖内芯周壁与嵌入槽内壁间设有下气体流道，砖内芯周壁间隔布设有多个与砖外层连接的下连接柱；砖内芯上端向上延伸至嵌入槽外，置于嵌入槽外的砖内芯包裹有透气层，砖内芯周壁与透气层间设有与下气体流道连通的上气体流道砖内芯周壁设有与透气层连接的上连接柱；砖外层底部设有导气孔，导气孔向上贯穿砖外层与下气体流道连通，导气孔还外接有导气管，导气管一端连通有气体接头，砖外层和导气管均外套有钢套；砖外层与外套于砖外层的钢套间设有火泥层。
Description
技术领域
本发明涉及透气砖制备技术领域，尤其是涉及一种基于冷等静压湿袋法制得的透气砖及其制备方法。
背景技术
透气砖位于钢包底部，主要作用是精炼工段通过向透气砖中吹入氩气的方式实现加速搅拌钢水，在氩气泡的扰动下促进钢水中非金属夹杂物上浮，并实现钢包内部钢水温度、成分趋于均匀一致的作用。
当前透气砖采用浇筑或机压成型方式，透气砖在成型时因内外上、下等各部位所收到的成型压力存在一定的差异，且在泥料粒度分布等方面，存在颗粒偏析现象，相对较大颗粒往下移动，较小颗粒或细粉往上移动，进而导致透气砖各部位质量存在波动性。再有，目前透气砖在施工安装在钢包底部时都需要镶嵌在坐砖里面，进行保护使用，该方式在操作方面，不仅增加了劳动强度，而且在安全质量控制方面，还会因透气砖与坐砖之间因涂抹火泥问题，会在两者之间出现渗钢问题，对钢水浇铸环境带来安全隐患。目前，使用的透气砖主要有弥散式、狭缝式及直通孔式，三种方式的透气砖在使用过程中都会存在透气孔或通道进钢水堵塞问题，影响透气砖吹氩气效果。
因此，针对上述问题本发明急需提供一种基于冷等静压湿袋法制得的透气砖及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于冷等静压湿袋法制得的透气砖及其制备方法，通过透气砖的设计以解决现有技术中存在的当前透气砖采用浇筑或机压成型方式，透气砖在成型时因内外上、下等各部位所收到的成型压力存在一定的差异，且在泥料粒度分布等方面，存在颗粒偏析现象，相对较大颗粒往下移动，较小颗粒或细粉往上移动，进而导致透气砖各部位质量存在波动性的技术问题。
本发明提供的一种基于冷等静压湿袋法制得的透气砖，包括砖外层，砖外层上端设有嵌入槽，嵌入槽内嵌设有砖内芯，砖内芯周壁与嵌入槽内壁间设有下气体流道，砖内芯周壁间隔布设有多个与砖外层连接的下连接柱；砖内芯上端向上延伸至嵌入槽外，置于嵌入槽外的砖内芯包裹有透气层，砖内芯周壁与透气层间设有与下气体流道连通的上气体流道，砖内芯周壁设有与透气层连接的上连接柱；砖外层底部设有导气孔，导气孔向上贯穿砖外层与下气体流道连通，导气孔还外接有导气管，导气管一端连通有气体接头，砖外层和导气管均外套有钢套；砖外层与外套于砖外层的钢套间设有火泥层；
将砖内芯混料放入到一次成型模具中，在湿袋法等静压机中进行等静压压制成型，获得砖内芯；
在砖内芯外表面包裹蜡片，蜡片上间隔布设有多个贯穿蜡片的通孔，将包裹有蜡片的砖内芯放入到二次成型模具中，再将待用透气层混料和砖外层混料加入到二次成型模具对应位置，在湿袋法等静压机中进行等静压压制成型，使得砖内芯外形成透气层和砖外层，获得透气砖胚；
在透气砖胚底部钻孔，获得导气孔，钻孔延伸至蜡片处，焙烧后，在透气层和砖内芯间形成上气体流道，在转外层和砖内芯间形成下气体流道，获得待处理透气砖；
在导气孔处镶嵌导气管，在待处理透气砖的砖外层表面涂抹火泥，形成火泥层，在砖外层和导气管上套接钢套；导气管一端与气体接头连通，获得透气砖。
进一步地，透气层外覆设有抗氧化耐高温层。
进一步地，外套砖外层的钢套的高度低于砖外层的高度；外套砖外层的钢套与砖外层的高度差为10mm-40mm。
进一步地，上连接柱的长度为0.8-1.5mm；下连接柱的长度为0.8-1.5mm。
进一步地，钢套包括外套于砖外层的第一钢套，外套导气管的第二钢套，第二钢套与第一钢套焊接于一体；第二钢套与第一钢套外侧覆设有银粉层。
进一步地，按照重量份数计，透气层包括电熔镁砂97份、锆莫来石10份-15份、熔融石英5份-15份、煅烧氧化铝微粉2份-5份、氮化硅铁1份-5份、抗氧化剂3份-6份，烧失剂5份-8份、热固性液体树脂8份-15份和热塑性酚醛树脂粉1份-5份。
进一步地，按照重量份数计，电熔镁砂包括3-5mm粒径电熔镁砂20-30份、1-3mm粒径电熔镁砂20份-40份,0-1mm粒径电熔镁砂20份-40份；
按照重量份数计，熔融石英包括0.2-0.5mm粒径的熔融石英3份-10份、0-0.2mm粒径的熔融石英2份-10份;
煅烧氧化铝微粉的粒径为1μm；
锆莫来石粒径为0.2-0.5mm。
进一步地，抗氧化剂为金属硅粉、铝粉、碳化硅或碳化硼中的一种或两种以上任意组合；烧失剂采用糊精或石蜡粉中的一种或两种。
本发明还提供了一种如上述中任一项所述的基于冷等静压湿袋法制得的透气砖的制备方法，包括如下步骤：
将砖内芯混料、透气层混料、砖外层混料分别经混料、干燥和困料后，获得待用砖内芯混料、待用透气层混料和砖外层混料；
将砖内芯混料放入到一次成型模具中，在湿袋法等静压机中进行等静压压制成型，获得砖内芯；
在砖内芯外表面包裹蜡片，蜡片上间隔布设有多个贯穿蜡片的通孔，将包裹有蜡片的砖内芯放入到二次成型模具中，再将待用透气层混料和砖外层混料加入到二次成型模具对应位置，在湿袋法等静压机中进行等静压压制成型，获得透气砖胚；
在透气砖胚底部钻孔，钻孔延伸至蜡片处，放置8-12小时后，焙烧，获得待处理透气砖；
在待处理透气砖的钻孔处镶嵌导气管，在待处理透气砖的砖外层表面涂抹火泥，在砖外层和导气管上套接钢套；导气管一端与气体接头连通，获得透气砖。
进一步地，将砖内芯混料放入到一次成型模具中后，进行湿袋冷等静压压制时，湿袋冷等静压压力为15MPa-30MPa；
将包裹有蜡片的砖内芯放入到二次成型模具中后，进行湿袋冷等静压压制时，湿袋冷等静压压力为45MPa-130MPa；
在获得透气砖的透气层外表面喷涂抗氧化耐高温涂料；
抗氧化耐高温涂料的材质为镁碳材质或铝镁碳材质；
钢套包括外套于砖外层的第一钢套，套接于导气管的第二钢套，第二钢套焊接于第一钢套上，在第一钢套和第二钢套的外表面喷涂银粉；
湿袋法等静压机工作时的水温为25℃-30℃；
砖内芯外包裹的蜡片厚度为0.5-0.8mm;蜡片上通孔直径为8-10mm; 通孔占整个蜡片面积的28%;
导气孔的直径为4-6mm。
砖外层材质包括镁碳材质、铝镁尖晶石材质或刚玉质中至少一种；
砖内芯材质包括镁碳材质、铝镁尖晶石材质或刚玉质中至少一种。
本发明提供的一种基于冷等静压湿袋法制得的透气砖及其制备方法与现有技术相比具有以下进步：
1、本发明提供的基于冷等静压湿袋法制得的透气砖，透气砖外套接有钢套，当透气砖安装在钢包底部时，无需再镶嵌到坐砖中，可以有效的解决了透气砖与坐砖之间存在夹钢问题，规避因钢包使用过多元件，例如引入坐砖带来事故风险。
2本发明提供的基于冷等静压湿袋法制得的透气砖，在使用完清洗透气层表面的冷钢时，将氧气通过导气孔、下气体流道吹入到上气体流道，采用氧气对透气层进行清洗，有效的解决了传统方式直接用氧气吹透气砖表面问题，导致透气砖内芯被氧气吹损失的技术问题。
3本发明获得的透气砖，相比现有的弥散式、狭缝式及直通孔式透气砖，透气孔不易堵塞，不会影响吹氩气效果。
4、本发明提供的透气砖制备方法，通过湿袋法等静压机压制成型的透气砖在成型时，整个透气砖的各个部位受到的压力一致，能够很好的解决透气砖成型时不同部位受到的压力不一样的问题；采用湿袋法等静压机压制获得的透气砖具有较高的热震稳定性，透气量均匀稳定且充足，能够更加有效的促进钢液中非金属夹杂物上浮，使得钢包中钢水温度及成分趋于更加均匀稳定，提高钢水洁净度，对浇铸钢坯质量起到提升作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中所述基于冷等静压湿袋法制得的透气砖的结构示意图（剖面图）；
图2为本发明中所述透气砖制备方法步骤框图。
附图标记说明：
1、砖外层；2、砖内芯；101、嵌入槽；3、下气体流道；4、下连接柱；5、透气层；6、上气体流道；7、上连接柱；8、导气孔；9、导气管；10、钢套；11、气体接头；12、火泥层；1001、第一钢套；1002、第二钢套。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提供了一种基于冷等静压湿袋法制得的透气砖，包括砖外层1，砖外层1上端设有嵌入槽101，嵌入槽101内嵌设有砖内芯2，砖内芯2周壁与嵌入槽101内壁间设有下气体流道3，砖内芯2周壁间隔布设有多个与砖外层1连接的下连接柱4；砖内芯2上端向上延伸至嵌入槽101外，置于嵌入槽101外的砖内芯2包裹有透气层5，砖内芯2周壁与透气层5间设有与下气体流道3连通的上气体流道6，砖内芯2周壁设有与透气层5连接的上连接柱7；砖外层1底部设有导气孔8，导气孔8向上贯穿砖外层1与下气体流道3连通，导气孔8还外接有导气管9，导气管9一端连通有气体接头11，砖外层1和导气管9均外套有钢套10；砖外层1与外套于砖外层1的钢套10间设有火泥层12。
具体地，透气层5外覆设有抗氧化耐高温层。
具体地，外套砖外层1的钢套10的高度低于砖外层1的高度；外套砖外层1的钢套与砖外层1的高度差为10mm-40mm。
具体地，上连接柱7的长度为0.8-1.5mm；下连接柱4的长度为0.8-1.5mm。
具体地，钢套10包括外套于砖外层1的第一钢套1001，外套导气管9的第二钢套1002，第二钢套1002与第一钢套1001焊接于一体；第二钢套1002与第一钢套1001外侧覆设有银粉层。
具体地，按照重量份数计，透气层5包括电熔镁砂97份、锆莫来石10份-15份、熔融石英5份-15份、煅烧氧化铝微粉2份-5份、氮化硅铁1份-5份、抗氧化剂3份-6份，烧失剂5份-8份、热固性液体树脂8份-15份和热塑性酚醛树脂粉1份-5份。
具体地，按照重量份数计，电熔镁砂包括3-5mm粒径电熔镁砂20-30份、1-3mm粒径电熔镁砂20份-40份,0-1mm粒径电熔镁砂20份-40份；
按照重量份数计，熔融石英包括0.2-0.5mm粒径的熔融石英3份-10份、0-0.2mm粒径的熔融石英2份-10份;
煅烧氧化铝微粉的粒径为1μm；
锆莫来石粒径为0.2-0.5mm。
具体地，抗氧化剂为金属硅粉、铝粉、碳化硅或碳化硼中的一种或两种以上任意组合；烧失剂采用糊精或石蜡粉中的一种或两种。
如图2所示，本发明还提供了一种如上述中任一项所述的基于冷等静压湿袋法制得的透气砖的制备方法，包括如下步骤：
S1)将砖内芯混料、透气层混料、砖外层混料分别经混料、干燥和困料后，获得待用砖内芯混料、待用透气层混料和砖外层混料；
S2)将砖内芯混料放入到一次成型模具中，在湿袋法等静压机中进行等静压压制成型，获得砖内芯2；
S3)在砖内芯2外表面包裹蜡片，蜡片上间隔布设有多个贯穿蜡片的通孔，将包裹有蜡片的砖内芯2放入到二次成型模具中，再将待用透气层混料和砖外层混料加入到二次成型模具对应位置，在湿袋法等静压机中进行等静压压制成型，获得透气砖胚；在透气砖胚底部钻孔，钻孔延伸至蜡片处，放置8-12小时后，焙烧，获得待处理透气砖；在待处理透气砖的钻孔处镶嵌导气管9，在待处理透气砖的砖外层1表面涂抹火泥，在砖外层1和导气管9上套接钢套10；导气管9一端与气体接头11连通，获得透气砖。
具体地，将砖内芯混料放入到一次成型模具中后，进行湿袋冷等静压压制时，湿袋冷等静压压力为15MPa-30MPa；
将包裹有蜡片的砖内芯2放入到二次成型模具中后，进行湿袋冷等静压压制时，湿袋冷等静压压力为45MPa-130MPa；
在获得透气砖的透气层5外表面喷涂抗氧化耐高温涂料；
抗氧化耐高温涂料的材质为镁碳材质或铝镁碳材质；
钢套10包括外套于砖外层1的第一钢套1001，套接于导气管9的第二钢套1002，第二钢套1002焊接于第一钢套1001上，在第一钢套1001和第二钢套1002的外表面喷涂银粉；
湿袋法等静压机工作时的水温为25℃-30℃；
砖内芯2外包裹的蜡片厚度为0.5-0.8mm;蜡片上通孔直径为8-10mm; 通孔占整个蜡片面积的28%;
导气孔8的直径为4-6mm；
砖外层1材质包括镁碳材质、铝镁尖晶石材质或刚玉质中至少一种；
砖内芯2材质包括镁碳材质、铝镁尖晶石材质或刚玉质中至少一种。
本发明提供的透气砖，透气砖外套接有钢套，当透气砖安装在钢包底部时，无需再镶嵌到坐砖中，可以有效的解决了透气砖与坐砖之间存在夹钢问题，规避因钢包使用过多元件，例如引入坐砖带来事故风险。
本发明的透气砖在使用完清洗透气层表面的冷钢时，将氧气通过导气孔8、下气体流道3吹入到上气体流道6，采用氧气对透气层进行清洗，有效的解决了传统方式直接用氧气吹透气砖表面问题，导致透气砖内芯被氧气吹损失的技术问题；
本发明通过湿袋法等静压机压制成型的透气砖在成型时，整个透气砖的各个部位受到的压力一致，能够很好的解决透气砖成型时不同部位受到的压力不一样的问题；采用湿袋法等静压机压制获得的透气砖具有较高的热震稳定性，透气量均匀稳定且充足，能够更加有效的促进钢液中非金属夹杂物上浮，使得钢包中钢水温度及成分趋于更加均匀稳定，提高钢水洁净度，对浇铸钢坯质量起到提升作用。
本发明获得的透气砖，相比现有的弥散式、狭缝式及直通孔式透气砖，透气孔不易堵塞，不会影响吹氩气效果。
实施例一
基于以上基础，制备样品一，制备步骤如下：
101)将砖内芯混料、透气层混料、砖外层混料分别经混料、干燥和困料后，获得待用砖内芯混料、待用透气层混料和砖外层混料；
其中，困料时的温度为23℃-25℃；困料时间为48h；
其中，待用透气层混料在160℃条件下挥发分为2.55%-2.65%；
其中，按照重量份数计，透气层混料包括电熔镁砂97份、锆莫来石13份、熔融石英9份、煅烧氧化铝微粉3份、氮化硅铁1.5份、抗氧化剂5.5份，烧失剂5份、热固性液体树脂10份、热塑性酚醛树脂粉1.5份；
其中，烧失剂为糊精；
其中，电熔镁砂包括3-5mm粒径电熔镁砂30份、1-3mm粒径电熔镁砂30份,0-1mm粒径电熔镁砂37份;锆莫来石粒径为0.2-0.5mm；熔融石英包括0.2-0.5mm粒径的熔融石英6份、0-0.2mm粒径的熔融石英3份;煅烧氧化铝微粉的粒径为1μm；
抗氧化剂为金属硅粉和碳化硅，其中，按照重量份数计，金属硅粉3.5份，碳化硅2份；
102)将砖内芯混料放入到一次成型模具中，在湿袋法等静压机中进行等静压压制成型，获得砖内芯2；
其中，一次成型模具为橡胶胶套，一次成型模具壁厚为20±2mm内，内表面光滑度≤1.6，耐压≥200MPa，夏季加工硬度绍尔A70；
其中，湿袋法等静压机在20MPa等静压压力下预成型备用；湿袋法等静压机所需介质为水，水温控制在25℃-30℃之间；
103)在砖内芯2外表面包裹蜡片，蜡片上间隔布设有多个贯穿蜡片的通孔，将包裹有蜡片的砖内芯2放入到二次成型模具中，再将待用透气层混料和砖外层混料加入到二次成型模具对应位置，在湿袋法等静压机中进行等静压压制成型，获得透气砖胚；
其中，砖内芯2外包裹的蜡片厚度为0.8mm;蜡片上通孔直径为10mm;通孔占整个蜡片面积的28%；
其中，透气层1控制高度为60±2mm；
其中，二次成型模具封口后，放入到水温为25℃-30℃的湿袋法等静压机中，在压力45MPa下保压5min后终端成型；
104)在透气砖胚底部钻孔，钻孔延伸至蜡片处，放置8小时后，焙烧，获得待处理透气砖；
其中，从透气砖胚的砖外层5底部中间位置使用5mm钻头打孔，打孔深度直接延伸到砖内芯2外包裹蜡片处，形成排蜡孔；将透气砖胚在自然室温下静置8h后，放入温度为220℃的干燥窑中24h进行排蜡造孔，形成导气孔；
105)在待处理透气砖的钻孔处镶嵌导气管9，在待处理透气砖的砖外层1表面涂抹火泥，在砖外层1和导气管9上套接钢套10；导气管9一端与气体接头11连通，获得透气砖；
其中，钢套10低于砖外层1高度在35±1mm；
其中，透气层5外表面涂上一层耐560℃-1200℃的抗氧化高温涂料，抗氧化耐高温涂料的材质为镁碳材质或铝镁碳材质；
其中，钢套10包括外套于砖外层1的第一钢套1001，套接于导气管9的第二钢套1002，第二钢套1002焊接于第一钢套1001上，在第一钢套1001和第二钢套1002的外表面喷涂银粉；
其中，在钢套10外表面喷涂银粉，获得样品一，包装入库。
获得的样品一理化性能见表1。
经在某钢厂初步试验，获得样品一采用钢包在连续接钢过程中，通过氩气通道将氧气吹入将冷钢熔化清理，其中要求控制清扫氧气流量为450NL/min-500NL/min，该透气砖在使用过程中未出现异常情况，使用效果达到试验预期，并满足精炼钢水需求，优于目前透气砖吹氩效果，所精炼钢水质量全部达标。
实施例二
基于以上基础，制备样品二，制备步骤如下：
201)将砖内芯混料、透气层混料、砖外层混料分别经混料、干燥和困料后，获得待用砖内芯混料、待用透气层混料和砖外层混料；
其中，困料时的温度为23℃-25℃；困料时间为48h；
其中，待用透气层混料在160℃条件下挥发分为2.55%-2.65%之间；
其中，按照重量份数计，透气层混料包括电熔镁砂97份、锆莫来石13份、熔融石英8份、煅烧氧化铝微粉3份、氮化硅铁1.5份、抗氧化剂5.5份，烧失剂5份、热固性液体树脂9份和热塑性酚醛树脂粉1.5份；
其中，烧失剂为糊精；
其中，电熔镁砂包括3-5mm粒径电熔镁砂20份、1-3mm粒径电熔镁砂40份,0-1mm粒径电熔镁砂37份;锆莫来石粒径为0.2-0.5mm；熔融石英包括0.2-0.5mm粒径的熔融石英5份、0-0.2mm粒径的熔融石英3份;煅烧氧化铝微粉的粒径为1μm；
抗氧化剂为金属硅粉和碳化硅，按照重量份数计，金属硅粉3.5份，碳化硅2份；烧失剂为糊精；
砖内芯2外包裹的蜡片厚度为0.5mm;蜡片上通孔直径为10mm;通孔占整个蜡片面积的28%；
202)将砖内芯混料放入到一次成型模具中，在湿袋法等静压机中进行等静压压制成型，获得砖内芯2；
其中，一次成型模具为橡胶胶套，壁厚要求20±2mm内，内表面光滑度要求≤1.6，耐压≥200MPa，夏季加工硬度绍尔A70；
其中，湿袋法等静压机在15MPa等静压压力下预成型备用；湿袋法等静压机所需介质为水，水温控制在25℃-30℃之间；
203)在砖内芯2外表面包裹蜡片，蜡片上间隔布设有多个贯穿蜡片的通孔，将包裹有蜡片的砖内芯2放入到二次成型模具中，再将待用透气层混料和砖外层混料加入到二次成型模具对应位置，在湿袋法等静压机中进行等静压压制成型，获得透气砖胚；
其中，砖内芯2外包裹的蜡片厚度为0.5-0.8mm;蜡片上通孔直径为8-10mm;通孔占整个蜡片面积的28%；
其中，透气层1控制高度为60±2mm；
其中，二次成型模具封口后，放入到水温为25℃-30℃的湿袋法等静压机中，在压力80MPa下保压5min后终端成型；
204)在透气砖胚底部钻孔，钻孔延伸至蜡片处，放置12小时后，焙烧，获得待处理透气砖；
其中，从透气砖胚的砖外层5底部中间位置使用5mm钻头打孔，打孔深度直接延伸到砖内芯2外包裹蜡片处，形成排蜡孔；将透气砖胚在自然室温下静置8h后，放入温度为220℃的干燥窑中24h进行排蜡造孔，形成导气孔；
205)在待处理透气砖的钻孔处镶嵌导气管9，在待处理透气砖的砖外层1表面涂抹火泥，在砖外层1和导气管9上套接钢套10；导气管9一端与气体接头11连通，获得透气砖；
其中，钢套10低于砖外层1高度在35±1mm；
其中，透气层5外表面涂上一层耐560℃-1200℃的抗氧化高温涂料，抗氧化耐高温涂料的材质为镁碳材质或铝镁碳材质；
其中，钢套10包括外套于砖外层1的第一钢套1001，套接于导气管9的第二钢套1002，第二钢套1002焊接于第一钢套1001上，在第一钢套1001和第二钢套1002的外表面喷涂银粉；
其中，在钢套10外表面喷涂银粉，获得样品二，包装入库。
获得的样品二理化性能见表1。
经在某钢厂初步试验，获得样品二采用钢包在连续接钢过程中，通过氩气通道将氧气吹入将冷钢熔化清理，其中要求控制清扫氧气流量为450NL/min-500NL/min，该透气砖在使用过程中未出现异常情况，使用效果达到试验预期，并满足精炼钢水需求，优于目前透气砖吹氩效果，所精炼钢水质量全部达标。
实施例三
样品三制备步骤如下：
301)将砖内芯混料、透气层混料、砖外层混料分别经混料、干燥和困料后，获得待用砖内芯混料、待用透气层混料和砖外层混料；
其中，困料时的温度为23℃-25℃；困料时间为48h；
其中，待用透气层混料在160℃条件下挥发分为2.55%-2.65%之间；
其中，按照重量份数计，透气层混料包括电熔镁砂97份、锆莫来石10份、熔融石英15份、煅烧氧化铝微粉5份、氮化硅铁5份、抗氧化剂6份，烧失剂8份、热固性液体树脂15份和热塑性酚醛树脂粉5份；
其中，按照重量份数计，电熔镁砂包括3-5mm粒径电熔镁砂25份、1-3mm粒径电熔镁砂40份，0-1mm粒径电熔镁砂32份;锆莫来石粒径为0.2-0.5mm；熔融石英包括0.2-0.5mm粒径的熔融石英10份、0-0.2mm粒径的熔融石英5份;煅烧氧化铝微粉的粒径为1μm；
抗氧化剂为金属硅粉和铝粉，按照重量份数计，金属硅粉3份，铝粉3份；
砖内芯2外包裹的蜡片厚度为0.5mm;蜡片上通孔直径为8mm; 通孔占整个蜡片面积的28%；
302)将砖内芯混料放入到一次成型模具中，在湿袋法等静压机中进行等静压压制成型，获得砖内芯2；
其中，一次成型模具为橡胶胶套，壁厚要求20±2mm内，内表面光滑度要求≤1.6，耐压≥200MPa，夏季加工硬度绍尔A70；
其中，湿袋法等静压机在15MPa等静压压力下预成型备用；湿袋法等静压机所需介质为水，水温控制在25℃-30℃之间；
303)在砖内芯2外表面包裹蜡片，蜡片上间隔布设有多个贯穿蜡片的通孔，将包裹有蜡片的砖内芯2放入到二次成型模具中，再将待用透气层混料和砖外层混料加入到二次成型模具对应位置，在湿袋法等静压机中进行等静压压制成型，获得透气砖胚；
其中，砖内芯2外包裹的蜡片厚度为0.5-0.8mm;蜡片上通孔直径为8-10mm;通孔占整个蜡片面积的28%；
其中，透气层5控制高度为60±2mm；
其中，二次成型模具封口后，放入到水温为25℃-30℃的湿袋法等静压机中，在压力130MPa下保压5min后终端成型；
304)在透气砖胚底部钻孔，钻孔延伸至蜡片处，放置8-12小时后，焙烧，获得待处理透气砖；
其中，从透气砖胚的砖外层5底部中间位置使用4mm钻头打孔，打孔深度直接延伸到砖内芯2外包裹蜡片处，形成排蜡孔；将透气砖胚在自然室温下静置8h后，放入温度为220℃的干燥窑中24h进行排蜡造孔，形成导气孔；
305)在待处理透气砖的钻孔处镶嵌导气管9，在待处理透气砖的砖外层1表面涂抹火泥，在砖外层1和导气管9上套接钢套10；导气管9一端与气体接头11连通，获得透气砖；
其中，钢套10低于砖外层1高度在35±1mm；
其中，透气层5外表面涂上一层耐560℃-1200℃的抗氧化高温涂料，抗氧化耐高温涂料的材质为镁碳材质或铝镁碳材质；
其中，钢套10包括外套于砖外层1的第一钢套1001，套接于导气管9的第二钢套1002，第二钢套1002焊接于第一钢套1001上，在第一钢套1001和第二钢套1002的外表面喷涂银粉；
其中，在钢套10外表面喷涂银粉，获得样品三，包装入库。
获得的样品三理化性能见表1。
经在某钢厂初步试验，获得样品三采用钢包在连续接钢过程中，通过氩气通道将氧气吹入将冷钢熔化清理，其中要求控制清扫氧气流量为450NL/min-500NL/min，该透气砖在使用过程中未出现异常情况，使用效果达到试验预期，并满足精炼钢水需求，优于目前透气砖吹氩效果，所精炼钢水质量全部达标。
实施例四
样品四制备步骤如下：
401)将砖内芯混料、透气层混料、砖外层混料分别经混料、干燥和困料后，获得待用砖内芯混料、待用透气层混料和砖外层混料；
其中，困料时的温度为23℃-25℃；困料时间为48h；
其中，待用透气层混料在160℃条件下挥发分为2.55%-2.65%之间；
其中，按照重量份数计，透气层混料包括电熔镁砂97份、锆莫来石15份、熔融石英8份、煅烧氧化铝微粉2份、氮化硅铁1份、抗氧化剂3份，烧失剂5份、热固性液体树脂8份份和热塑性酚醛树脂粉1份；
其中，按照重量份数计，电熔镁砂包括3-5mm粒径电熔镁砂27份、1-3mm粒径电熔镁砂30份,0-1mm粒径电熔镁砂40份;锆莫来石粒径为0.2-0.5mm；熔融石英包括0.2-0.5mm粒径的熔融石英4份、0-0.2mm粒径的熔融石英4份;煅烧氧化铝微粉的粒径为1μm；
抗氧化剂为金属硅粉和碳化硼，按照重量份数计，金属硅粉1份、碳化硼2份；
砖内芯2外包裹的蜡片厚度为0.5-0.8mm;蜡片上通孔直径为8-10mm; 通孔占整个蜡片面积的28%；
402)将砖内芯混料放入到一次成型模具中，在湿袋法等静压机中进行等静压压制成型，获得砖内芯2；
其中，一次成型模具为橡胶胶套，壁厚要求20±2mm内，内表面光滑度要求≤1.6，耐压≥200MPa，夏季加工硬度绍尔A70；
其中，湿袋法等静压机在30MPa等静压压力下预成型备用；湿袋法等静压机所需介质为水，水温控制在25℃-30℃之间；
403)在砖内芯2外表面包裹蜡片，蜡片上间隔布设有多个贯穿蜡片的通孔，将包裹有蜡片的砖内芯2放入到二次成型模具中，再将待用透气层混料和砖外层混料加入到二次成型模具对应位置，在湿袋法等静压机中进行等静压压制成型，获得透气砖胚；
其中，砖内芯2外包裹的蜡片厚度为0.8mm;蜡片上通孔直径为8mm;通孔占整个蜡片面积的28%；
其中，透气层5控制高度为60±2mm；
其中，二次成型模具封口后，放入到水温为25℃-30℃的湿袋法等静压机中，在压力45MPaMPa下保压5min后终端成型；
404)在透气砖胚底部钻孔，钻孔延伸至蜡片处，放置8-12小时后，焙烧，获得待处理透气砖；
其中，从透气砖胚的砖外层5底部中间位置使用4mm钻头打孔，打孔深度直接延伸到砖内芯2外包裹蜡片处，形成排蜡孔；将透气砖胚在自然室温下静置8h后，放入温度为220℃的干燥窑中24h进行排蜡造孔，形成导气孔；
205)在待处理透气砖的钻孔处镶嵌导气管9，在待处理透气砖的砖外层1表面涂抹火泥，在砖外层1和导气管9上套接钢套10；导气管9一端与气体接头11连通，获得透气砖；
其中，钢套10低于砖外层1高度在35±1mm；
其中，透气层5外表面涂上一层耐560℃-1200℃的抗氧化高温涂料，抗氧化耐高温涂料的材质为镁碳材质或铝镁碳材质；
其中，钢套10包括外套于砖外层1的第一钢套1001，套接于导气管9的第二钢套1002，第二钢套1002焊接于第一钢套1001上，在第一钢套1001和第二钢套1002的外表面喷涂银粉；
其中，在钢套10外表面喷涂银粉，获得样品四，包装入库。
获得的样品四理化性能见表1。
经在某钢厂初步试验，获得样品四采用钢包在连续接钢过程中，通过氩气通道将氧气吹入将冷钢熔化清理，其中要求控制清扫氧气流量为450NL/min-500NL/min，该透气砖在使用过程中未出现异常情况，使用效果达到试验预期，并满足精炼钢水需求，优于目前透气砖吹氩效果，所精炼钢水质量全部达标。
表1 透气砖的理化指标
| 控制名称 | 单位 | 样品一 | 样品二 | 样品三 | 样品四 |
| 体积密度 | g/cm<sup>3</sup> | 2.78 | 2.82 | 2.88 | 2.75 |
| 显气孔率（烧后） | % | 18.54 | 17.50 | 18.20 | 18.7 |
| 透气量 | Nm<sup>3</sup>/h（0.3MPa） | 30 | 32 | 31 | 33 |
| 常温耐压强度（烧后） | MPa | 82.4 | 86 | 85 | 87 |
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种基于冷等静压湿袋法制得的透气砖，其特征在于：包括砖外层（1），砖外层（1）上端设有嵌入槽（101），嵌入槽（101）内嵌设有砖内芯（2），砖内芯（2）周壁与嵌入槽（101）内壁间设有下气体流道（3），砖内芯（2）周壁间隔布设有多个与砖外层（1）连接的下连接柱（4）；砖内芯（2）上端向上延伸至嵌入槽（101）外，置于嵌入槽（101）外的砖内芯（2）包裹有透气层（5），砖内芯（2）周壁与透气层（5）间设有与下气体流道（3）连通的上气体流道（6），砖内芯（2）周壁设有与透气层（5）连接的上连接柱（7）；砖外层（1）底部设有导气孔（8），导气孔（8）向上贯穿砖外层（1）与下气体流道（3）连通，导气孔（8）还外接有导气管（9），导气管（9）一端连通有气体接头（11），砖外层（1）和导气管（9）均外套有钢套（10）；砖外层（1）与外套于砖外层（1）的钢套（10）间设有火泥层（12）;
将砖内芯混料放入到一次成型模具中，在湿袋法等静压机中进行等静压压制成型，获得砖内芯（2）；
在砖内芯（2）外表面包裹蜡片，蜡片上间隔布设有多个贯穿蜡片的通孔，将包裹有蜡片的砖内芯（2）放入到二次成型模具中，再将待用透气层混料和砖外层混料加入到二次成型模具对应位置，在湿袋法等静压机中进行等静压压制成型，使得砖内芯（2）外形成透气层（5）和砖外层（1），获得透气砖胚；
在透气砖胚底部钻孔，获得导气孔（8），钻孔延伸至蜡片处，焙烧后，在透气层（5）和砖内芯（2）间形成上气体流道（6），在转外层（1）和砖内芯（2）间形成下气体流道（3），获得待处理透气砖；
在导气孔（8）处镶嵌导气管（9），在待处理透气砖的砖外层（1）表面涂抹火泥，形成火泥层（12），在砖外层（1）和导气管（9）上套接钢套（10）；导气管（9）一端与气体接头（11）连通，获得透气砖。
2.根据权利要求1所述的基于冷等静压湿袋法制得的透气砖，其特征在于：透气层（5）外覆设有抗氧化耐高温层。
3.根据权利要求1所述的基于冷等静压湿袋法制得的透气砖，其特征在于：外套砖外层（1）的钢套（10）的高度低于砖外层（1）的高度；外套砖外层（1）的钢套与砖外层（1）的高度差为10mm-40mm。
4.根据权利要求1所述的基于冷等静压湿袋法制得的透气砖，其特征在于：上连接柱（7）的长度为0.8-1.5mm；下连接柱（4）的长度为0.8-1.5mm。
5.根据权利要求1所述的基于冷等静压湿袋法制得的透气砖，其特征在于：钢套（10）包括外套于砖外层（1）的第一钢套（1001），外套导气管（9）的第二钢套（1002），第二钢套（1002）与第一钢套（1001）焊接于一体；第二钢套（1002）与第一钢套（1001）外侧覆设有银粉层。
6.根据权利要求1所述的基于冷等静压湿袋法制得的透气砖，其特征在于：按照重量份数计，透气层（5）包括电熔镁砂97份、锆莫来石10份-15份、熔融石英5份-15份、煅烧氧化铝微粉2份-5份、氮化硅铁1份-5份、抗氧化剂3份-6份，烧失剂5份-8份、热固性液体树脂8份-15份和热塑性酚醛树脂粉1份-5份。
7.根据权利要求1所述的基于冷等静压湿袋法制得的透气砖，其特征在于：按照重量份数计，电熔镁砂包括3-5mm粒径电熔镁砂20-30份、1-3mm粒径电熔镁砂20份-40份,0-1mm粒径电熔镁砂20份-40份；
按照重量份数计，熔融石英包括0.2-0.5mm粒径的熔融石英3份-10份、0-0.2mm粒径的熔融石英2份-10份;
煅烧氧化铝微粉的粒径为1μm；
锆莫来石粒径为0.2-0.5mm。
8.根据权利要求7所述的基于冷等静压湿袋法制得的透气砖，其特征在于：抗氧化剂为金属硅粉、铝粉、碳化硅或碳化硼中的一种或两种以上任意组合；烧失剂采用糊精或石蜡粉中的一种或两种。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述的基于冷等静压湿袋法制得的透气砖的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
将砖内芯混料、透气层混料、砖外层混料分别经混料、干燥和困料后，获得待用砖内芯混料、待用透气层混料和砖外层混料；
将砖内芯混料放入到一次成型模具中，在湿袋法等静压机中进行等静压压制成型，获得砖内芯（2）；
在砖内芯（2）外表面包裹蜡片，蜡片上间隔布设有多个贯穿蜡片的通孔，将包裹有蜡片的砖内芯（2）放入到二次成型模具中，再将待用透气层混料和砖外层混料加入到二次成型模具对应位置，在湿袋法等静压机中进行等静压压制成型，获得透气砖胚；
在透气砖胚底部钻孔，钻孔延伸至蜡片处，放置8-12小时后，焙烧，获得待处理透气砖；
在待处理透气砖的钻孔处镶嵌导气管（9），在待处理透气砖的砖外层（1）表面涂抹火泥，在砖外层（1）和导气管（9）上套接钢套（10）；导气管（9）一端与气体接头（11）连通，获得透气砖。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：
将砖内芯混料放入到一次成型模具中后，进行湿袋冷等静压压制时，湿袋冷等静压压力为15MPa-30MPa；
将包裹有蜡片的砖内芯（2）放入到二次成型模具中后，进行湿袋冷等静压压制时，湿袋冷等静压压力为45MPa-130MPa；
在获得透气砖的透气层（5）外表面喷涂抗氧化耐高温涂料；
抗氧化耐高温涂料的材质为镁碳材质或铝镁碳材质；
钢套（10）包括外套于砖外层（1）的第一钢套（1001），套接于导气管（9）的第二钢套（1002），第二钢套（1002）焊接于第一钢套（1001）上，在第一钢套（1001）和第二钢套（1002）的外表面喷涂银粉；
湿袋法等静压机工作时的水温为25℃-30℃；
砖内芯（2）外包裹的蜡片厚度为0.5-0.8mm;蜡片上通孔直径为8-10mm; 通孔占整个蜡片面积的28%;
导气孔（8）的直径为4-6mm；
砖外层（1）材质包括镁碳材质、铝镁尖晶石材质或刚玉质中至少一种；
砖内芯（2）材质包括镁碳材质、铝镁尖晶石材质或刚玉质中至少一种。
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