专利名称：一种转炉用透气砖的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种透气砖，具体为一种用于转炉的透气砖。
背景技术：
透气砖是一种重要的精炼钢包用耐火材料制品，在实际工程使用中，透气砖始终面临以下几个问题第一、抗热剥落性能差，透气砖在使用过程中接触高温的钢液，使得透气砖产生很大的热应力，这样会使得透气砖由于其接触钢液的表面局部热应力的作用和中心热应力的作用大小不同，长期使用后，导致透气砖接触钢液的表层剥落。第二、抗侵蚀性能差，目前使用过程中明显地表现为透气砖的蚀损速率大，蚀损后残砖的高度已经无法达到工程需求。第三、透气性能不稳定，由于钢液中存有大量的杂质，杂质沉积后会落到透气砖上容易影响透气砖内气流通道的透气性。也正是由于上述三个问题，所以精炼钢包内需要不定期地对透气砖进行更换，而且更换后还需要进行重新烤包，这样就影响了精炼钢包的正常工作，降低了工作效率。而转炉内的透气砖在使用过程中是不能更换的，并且由于转炉的使用寿命长，高达上万次。因此对转炉透气砖的使用性能要求较高。在上述三个问题中，前两个问题可以通过寻求合理的原料来实现，所以在耐火材料领域，寻求抗热剥落性能和抗侵蚀性能好的透气砖已经成为技术研究的重点。现有技术中，中国专利CN101492^7A公开了一种电炉底吹定向多孔式透气砖本体，该透气砖本体由以下原料按重量份配比制成5. Omm的电熔镁砂1份、< 3. Omm的电熔镁砂0. 8^1份、彡1. Omm的电熔镁砂0. 8^1份、200目的电熔镁砂细粉0. 3^0. 5份、高纯石墨0. 8份、添加剂0. Γ0. 2份、结合剂0. 15份，其中结合剂为酚醛树脂，添加剂按重量百分比由4(Γ60%铝粉、2(Γ40%铝镁合金粉、5 15%碳化硅粉制成。现有技术的透气砖中都添加有石墨，添加石墨的主要原因是其具有良好的不易浸润的性能，这样可以增加耐火材料的抗侵蚀性能。虽然，在该技术中，添加了铝粉作为添加剂，由于铝的化学活泼性好，相对于石墨而言其具有更好的氧化竞争优势，所以铝粉的存在会对石墨的抗氧化产生一定的作用，但是从其添加量来看，仅仅只有不到0. 15份，从本质上来讲，上述重量份的添加剂的添加不会对石墨的抗氧化产生有效的作用，而一旦石墨产生了氧化，那么其不易浸润和可增加耐火材料抗侵蚀性能的特点将不复存在。将会对透气砖本体的性能造成影响。在耐火材料领域内，通过添加金属粉来提高石墨的稳定性是最为惯用的技术手段。当然，作为本领域技术人员而言，其可以想到通过提高添加剂的添加量来实现对石墨稳定性的保护。但是，对于上述技术而言，即便添加尽可能多的金属粉，也只是单纯从石墨的化学稳定性上来对其进行保护，即通过保证石墨的化学稳定性，从而可以利用石墨不易浸润的特性，防止钢水侵蚀透气砖。但是，在上述技术中，透气砖的原料组成中石墨的份数并不大，这样单纯依靠石墨提高透气砖的抗侵蚀性并非是最有效的方法，应该考虑在搭建透气砖原料形成致密结构的基础上进一步通过石墨不易浸润的特性来提高透气砖的抗侵蚀性，而上述技术中添加金属粉并不会对透气砖原料形成致密结构产生任何作用，所以制备得到的透气砖的抗侵蚀性仍很差。碳化钨为黑色六方晶体，硬度与金刚石相近，其熔点达^70°C，沸点高达6000°C， 为电、热的良好导体。碳化钨的化学性质十分稳定。二硅化钼是钼一娃二元合金系中含硅量最高的一种中间相，是成分固定的道尔顿型金属间化合物，具有金属与陶瓷的双重特性，是一种性能优异的高温材料，且其具有较低的热膨胀系数。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中的透气砖通过添加金属粉保证石墨的化学稳定性，但是金属粉的添加并没有对透气砖原料形成致密结构产生作用，导致透气砖抗侵蚀性差，进而提供一种添加有可保证石墨化学稳定性、同时有助于形成透气砖致密结构的复合抗氧化剂、具有良好的抗侵蚀性的透气砖。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种透气砖，至少由以下重量份的原料组成
电熔镁砂颗粒颗粒粒径3 I130 -50份电熔镁砂颗粒颗粒粒径1 Omm20 40份电熔镁砂粉粒径0. 088 - Omm20 40份电熔尖晶石细粉粒径0. 044 - Omm5 25份鳞片石墨10 --30份液体结合剂5 8份复合抗氧化剂粒径0. 088 -Omm3 8份
所述复合抗氧化剂由二硅化钼以及金属粉组成，所述二硅化钼和所述金属粉的份数比为 1 :9 1 :1。
所述二硅化钼和所述金属粉的份数比为1 :7。所述金属粉为镁粉、铝粉和硅粉的混合物。所述二硅化钼和所述镁粉、铝粉、硅粉的份数比为1 :4 1 :2。所述液体结合剂为酚醛树脂中的至少一种、或多元醇类中的至少一种、或酚醛树脂和多元醇类的混合物；所述多元醇类中羟基的数量为大于或等于3。所述透气砖还包括3飞重量份的碳化钨，所述碳化钨的粒径小于lOOnm。所述透气砖至少包含如下重量百分比的组分=Al2O3 5 16%，MgO 60 80%，C 10 2觊。本发明所述的透气砖具有如下优点
(1)本发明所述的透气砖，选择硬度大、热振稳定性好、荷重软化点高、抗化学侵蚀性好的电熔镁砂和电熔尖晶石作为透气砖的骨料，并限定所述颗粒粒径，合理设置粒径分布，避免因颗粒粒径较大而导致成型后的透气砖气孔多，骨料间缝隙大，钢水经由骨料缝隙渗入； 本发明所述的透气砖还加入了一定重量份的电熔镁砂粉，从而利用颗粒和粉料之间的配合协调作用机理，在电熔镁砂和电熔尖晶石颗粒形成喷补料的整体结构框架后，粉料可以进入该框架内部，进行框架的进一步填充支撑，并在结合剂的作用下增强了颗粒和粉料之间的粘附性能，同时也使得透气砖的致密性大大提高，进一步减少了钢水经由骨料缝隙进入的可能性；鳞片石墨包裹在颗粒表面或分散于粉料内，并利用其不易被钢水浸润的特性，防止钢水进入透气砖内部。最为重要的是，本发明所述的透气砖中选用复合抗氧化剂作为鳞片石墨的稳定剂，并且复合抗氧化剂必须是由二硅化钼和金属粉组成，经试验表明，上述组成的复合抗氧化剂，通过限定所述复合抗氧化剂的适宜重量份比、以及在所述复合抗氧化剂中二硅化钼和金属粉的份数比，较之现有技术中采用金属粉作为抗氧化剂的透水砖促进了镁铝-尖晶石致密结构的形成，镁铝一尖晶石致密结构的形成使得经电熔镁砂粉填充后的骨料缝隙大幅度减小，大幅提高了透气砖的抗侵蚀性。(2)本发明所述的透气砖，进一步添加了碳化钨作为原料组分，并限定所述碳化钨的粒径为纳米粒径，粒径较小的碳化钨粒子具有很好的分散性，一方面，碳化钨添加后可以很好地包裹并保护石墨粒子，使得石墨可以在中、高温条件下保持稳定存在，避免被钢水润湿而受破坏；另一方面，纳米碳化钨的添加还可以进一步填充一部分骨料缝隙，减少了石墨被氧化的可能，提高了透气砖的抗侵蚀性和抗氧化性。(3)本发明所述的透气砖，使用多元醇类有机物做为结合剂，该类结合剂较之液体树脂更容易与石墨结合，能更好地形成对石墨的保护层，加强了石墨的抗钢水侵蚀性。
图1是静态抗渣坩锅的结构示意图。
具体实施例方式
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例作进一步详细的说明
诱气砖的原料组成
权利要求
1. 一种透气砖，其特征在于，至少由以下重量份的原料组成电熔镁砂颗粒颗粒粒径3广 Imm30 --50份电熔镁砂颗粒颗粒粒径1 一 Omm20 ‘ 40份电熔镁砂粉粒径0. 088 -一 Omm20 ‘ 40份电熔尖晶石细粉粒径0. 044 -一 Omm5 '25份鳞片石墨10 --30份液体结合剂5 8份复合抗氧化剂粒径0. 088 -“Omm3 份所述复合抗氧化剂由二硅化钼以及金属粉组成，所述二硅化钼和所述金属粉的份数比为 1 :9 1 :1。
2.根据权利要求1所述的透气砖，其特征在于，所述二硅化钼和所述金属粉的份数比为 1 :7。
3.根据权利要求1或2所述的透气砖，其特征在于，所述金属粉为镁粉、铝粉和硅粉的混合物。
4.根据权利要求3所述的透气砖，其特征在于，所述二硅化钼和所述镁粉、铝粉、硅粉的份数比为1 41 :2。
5.根据权利要求1-4任一所述的透气砖，其特征在于，所述液体结合剂为酚醛树脂中的至少一种、或多元醇类中的至少一种、或酚醛树脂和多元醇类的混合物；所述多元醇中羟基的数量为大于或等于3。
6.根据权利要求1-5任一所述的透气砖，其特征在于，还包括3飞重量份的碳化钨，所述碳化钨的粒径小于lOOnm。
7.根据权利要求1-6任一所述的透气砖，其特征在于，至少包含如下重量百分比的组分=Al2O3 5 16%，MgO 60 80%，C :10 22%。
全文摘要
本发明提供了一种转炉用透气砖，其至少由以下重量份的原料组成颗粒粒径3～1mm的电熔镁砂颗粒30～50份，颗粒粒径1～0mm的电熔镁砂颗粒20～40份，粒径0.088～0mm的电熔镁砂粉20～40份，粒径0.044～0mm的电熔尖晶石细粉5～25份，鳞片石墨10～30份，液体结合剂5～8份，粒径0.088～0mm的复合抗氧化剂3～8份，所述复合抗氧化剂由二硅化钼以及金属粉组成，所述二硅化钼和所述金属粉的份数比为19~11；本发明提供的透气砖有着良好的抗侵蚀性和抗氧化性。
文档编号C04B35/66GK102180685SQ201110057369
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月10日 优先权日2011年3月10日
发明者刘国涛, 孙荣海, 李雪冬, 秦岩, 陈勇 申请人:濮阳濮耐高温材料(集团)股份有限公司, 濮阳濮耐高温材料(集团)股份有限公司北京科技研发中心