[发明专利]一种中间包透气砖

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种中间包透气砖。

背景技术

随着中间包冶金技术的发展，通过安装在中间包底部的透气砖向钢液中吹入惰性气体进行搅拌，不仅可以有效改善钢液的流动、延长钢液的停留时间、促进钢液的混合和利于温度均匀，且可利用产生的微小气泡捕获夹杂物，促进夹杂物的上浮去除，降低钢液中总氧含量，利于洁净钢的生产。因此，研制具有良好透气性、热震稳定性、高强度和抗钢渣渗透侵蚀的中间包弥散式透气砖成为重要的课题。

早期的透气砖中使用的碱性材料(MgO)存在剥落性差和耐热冲击性差的问题，故目前很少使用这样的产品。相比之下，刚玉质材料具有良好的高温性能、抗热震性以及对钢水润湿角比较大的特点，已经成为代替镁质材料的主要材质。

但由于纯刚玉质透气砖在使用中抗侵蚀性能差，剥落掉块严重，人们进行了Al₂O₃-MgO材质的研究。MgO通常以细粉形式加入，在烧成过程中和Al₂O₃发生反应生成尖晶石，材料的膨胀系数增大而组织致密化，虽使透气砖的耐侵蚀性和抗氧化性提高，但其透气性受到严重影响。

在保证弥散式透气砖透气性的同时，使其具有良好的高温机械强度和荷重软化温度以及热震稳定性。人们发明了莫来石晶须原位增强的刚玉-莫来石质中间包透气砖，如“一种中间包透气砖及其制备方法”(CN1699267A)专利技术将莫来石以干凝胶粉形式加入，生成莫来石晶须，保持了透气性，增加了强度。但干凝胶粉不易分散，气孔分布不均，较大气孔仍然很多，钢渣易渗透侵蚀造成短寿，且晶须的引入也封闭了很多贯通气孔，其效率还有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提出一种中间包透气砖，该中间包透气砖显气孔率高、透气性好，强度高、抗热震、抗钢渣渗透侵蚀、耐冲刷、环境友好。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种中间包透气砖，该透气砖以重量份计由下列组份组成：板状刚玉颗粒45-55份，莫来石颗粒10-14份，氧化铬颗粒5-8份，白刚玉细粉4-6份，α-Al₂O₃细粉2-3份，硅微粉1.5-3.5份，六偏磷酸钠0.4-0.6份，黄糊精0.3-0.5份，偶氮二甲酰胺0.1-0.3份，硼酸0.2-0.4份，氟化铝0.1-0.3份，该透气砖为将上述原料混合后机压成型，在干燥窑200℃干燥24小时，然后在1250℃条件下3小时烧成的。

优选，该透气砖以重量份计由下列组份组成：板状刚玉颗粒48-52份，莫来石颗粒11-13份，氧化铬颗粒6-7份，白刚玉细粉4.5-5.5份，α-Al₂O₃细粉2.3-2.7份，硅微粉2-3份，六偏磷酸钠0.45-0.55份，黄糊精0.35-0.45份，偶氮二甲酰胺0.15-0.25份，硼酸0.25-0.35份，氟化铝0.15-0.25份。

最优选，该透气砖以重量份计由下列组份组成：板状刚玉颗粒50份，莫来石颗粒12份，氧化铬颗粒6.5份，白刚玉细粉5份，α-Al₂O₃细粉2.5份，硅微粉2.5份，六偏磷酸钠0.5份，黄糊精0.4份，偶氮二甲酰胺0.2份，硼酸0.3份，氟化铝0.2份。

本发明采用刚玉和莫来石为主要原料，添加适量的氧化铬，选择氧化铝结合剂，通过优化配料组成及含量，使得制备的透气砖具有高耐用性和优良的抗热震、抗渣侵蚀及抗钢水冲刷性能并对环境无污染等优点。

由于采用上述技术方案，本发明将偶氮二甲酰胺和硅微粉、黄糊精预混能消除偶氮二甲酰胺的团聚结块，保证其分散性，且构建的偏酸性的环境避免了偶氮二甲酰胺的常温分解；当热处理时，偶氮二甲酰胺快速分解，利用气泡在聚合物熔体上迅速生长产生很大的拉伸应力，产生原位膨胀-破裂效应，实现白刚玉细粉、α-Al₂O₃细粉、黄糊精、硅微粉等的均匀分散。由此，均匀分布的白刚玉细粉和硅微粉原位反应形成更合理的莫来石网络结构，莫来石晶须更加良好的形成，长径比更好，分布更均匀，不易堵塞气孔，较大提升透气砖的透气性和强度，且钢渣不易渗透侵蚀。本发明所制备中间包透气砖烧成后的显气孔率为35-45％、平均孔径为1-10μm、透气度为20-40μm²和耐压强度为65-70MPa。

因此，该法所制备的透气砖具有显气孔率高、透气性好、强度高、抗热震、抗钢渣渗透侵蚀、耐冲刷、环境友好和使用寿命长的特点。