专利名称：直通式气道透气砖的制备方法
技术领域：
本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种直通式气道透气砖的制备方法。
技术背景
炉外精炼底吹氩工艺是通过安装在钢包炉底部的透气砖将高压惰性气体(氩气) 吹入钢包搅拌钢液，使钢液成分和温度均勻，达到精炼的目的。所以透气砖的使用性能优劣对炉外精炼工艺的可靠性和安全性至关重要。
目前主流的透气砖多数采用直通式气道。气道可由砖坯中嵌入预合成的陶瓷棒和陶瓷芯板、或预埋烧失物而制得。直通式气道气流稳定，对钢液搅拌效果好，使用寿命长，通气量调节范围大。缺点是在钢液静压力的作用下，以及钢水与目前材质的润湿性较好导致钢液和钢渣容易沿气道渗透，导致吹通率降低；同时气道作为透气砖的薄弱环节，易受钢渣侵蚀破坏以及温度剧烈变化造成的热应力破坏而导致快速损毁。从而严重影响透气砖的使用效果。
针对直通式气道的缺点，目前主要通过控制气道的尺寸以减少钢渣渗透，并采用性能良好的高档耐火原料以改善透气砖的使用性能。但是气道尺寸小，气体流量小，精炼效果差；而采用高档耐火原料则增加透气砖生产成本。
如果可以单独对气道部分进行特殊处理，仅在气道部分使用对钢水润湿角大、钢水不易渗透同时又具有良好高温性能的耐火原料，既可以提高透气砖的使用寿命，又不会显著增加生产成本。发明内容
本发明的目的是提供了一种直通式气道透气砖的制备方法，使其能提高透气砖的使用效果，又不会显著增加生产成本。
本发明为完成上述发明任务采用如下技术方案一种直通式气道透气砖的制备方法，在所述透气砖的气道壁上具有光滑、致密的涂层； 所述涂层的获得方式为在烧失物表面涂抹上预先制备好的浆料，将烧失物置于砖坯内需设置气道位置，所述的砖坯烧成后，烧失物烧失形成直通式气道，烧失物表面具有的涂层残留于气道的壁上，构成光滑致密的气道壁；或，在多个陶瓷芯板表面涂抹上预先制备好的浆料，将若干陶瓷芯板置于模具内制得砖坯，陶瓷芯板之间构成所需的直通式气道，所述的砖坯烧成后，在透气砖直通式气道的壁上得到光滑致密的壁面；在烧失物或陶瓷芯板上涂抹预先制备好的浆料后，对涂抹浆料的烧失物或陶瓷芯板进行预热处理，使涂层具有一定强度并与烧失物或陶瓷芯板紧密结合； 其具体步骤如下a、首先配制好浆料；b、在陶瓷芯板或烧失物上涂抹预先制备好的浆料后，对涂抹浆料的陶瓷芯板或烧失物进行预热处理，使涂层具有一定强度并与陶瓷芯板或烧失物紧密结合，预热温度为500C "150°C ；C、将表面具有涂层的陶瓷芯板拼装在一起固定在模具中，打上浇注料，制成砖坯，陶瓷芯板位于透气砖砖坯的中心部位构成所需的气道；所述的砖坯烧成后，在透气砖直通式气道的壁上具有光滑致密的壁面；或将表面具有涂层的烧失物置于砖坯内，进行焙烧后烧失物烧失形成气道，烧失物表面具有的涂层残留于气道的壁上，构成光滑致密的气道壁；所述砖坯的焙烧温度为800°C 1650°C。
所述涂层的厚度为0. 05mnT3mm。
本发明涉及的直通式气道透气砖具有以下优点1)涂层选用的耐火原料与钢液的润湿角大，可以有效防止气道渗钢，提高吹通率；涂层具有优良的抗热震性能，可以减轻因气道中吹入冷气造成的热应力破坏。因而气道性能得到优化，不再是透气砖的薄弱环节，可以显著改善透气砖的使用性能；此外，仅在气道表面使用高档耐火原料，生产成本相应降低；2)制备工艺简单，适合产业化生产。
图1是本发明直通式气道透气砖的剖面示意图。
图2是图1的俯视图。
图3为图2中A部的放大图。
图4是本发明直通式气道透气砖的剖面示意图。
图5是图4的俯视图。
图6为图5中B部的放大图。
图中1、陶瓷芯板，2、涂层，3、气道。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1、图2、图3所示，一种直通式气道透气砖的制备方法，所涉及透气砖的中部要求具有6条直通式气道，气道3的尺寸250mmX50mmX0. Imm ；配制浆料，将所配制的浆料均勻涂抹在刚玉质陶瓷芯板表面，涂层2厚度Imm ；经30°C和110°C各保温3小时处理后， 涂层已有一定强度并紧密附着在陶瓷芯板上；将7块陶瓷芯板1拼装在一起固定在模具中， 打上浇注料，制成砖坯，7块陶瓷芯板位于透气砖砖坯的中心部位形成6条气道；经1000°C 烧成后得到直通式气道透气砖。
实施例2 如图4、图5、图6所示，另一种直通式气道透气砖的制备方法，所涉及透气砖要求具有30条直通式气道，气道3尺寸为300mmX15mmX0. 2mm ；配制料浆，将所配制的浆料均勻涂抹在塑料烧失物上，塑料烧失物尺寸为400mmX15mmX0. 2mm，浆料涂抹的高度为310mm、厚度为Imm ；经30°C和110°C各保温3小时处理后，涂层已有一定强度并紧密附着在塑料烧失物上；将30条涂抹有涂层的塑料烧失物固定在模具中，打上浇注料，制成砖坯，经1000°C烧成后，30条涂抹有涂层的烧失物在砖坯中形成30条直通式气道。
实施例3，用实施例2相似的工艺制得的有36条直通式气道的直通式透气砖，气道尺寸为 350mmX 17mmX0. 25mm。
采用性能良好的高档耐火原料生产直通式气道透气砖，是现在很多企业所采用的方法；高档耐火原料与钢液的润湿角大，可以有效防止气道渗钢，提高吹通率，同时又具有良好高温性能；但是采用高档耐火原料增加了透气砖的生产成本；本发明是单独对透气砖的气道部分进行处理，使用对钢水润湿角大、钢水不易渗透同时又具有良好高温性能的耐火原料，制作浆料，用于气道部分，既可以提高透气砖的使用寿命，又不会显著增加生产成本。本发明中所涉及的浆料的耐火原料，为现有企业生产透气砖广泛应用的公知技术。
上述实施例中所用浆料的材质为工业上广泛应用的高级耐火原料，如纯刚玉质、 铬刚玉质、锆刚玉质、碳化硅质和氧化锆质等，给出几种具体配比和配置过程如下①纯刚玉材质各组分具体配比所采用原料为< 0. 044mm电熔刚玉和< 5 μ m烧结氧化铝微粉，原料质量百分比为0. 044mm电熔刚玉70%，烧结氧化铝微粉30% ；结合剂采用磷酸铝，加入量为原料质量的5%，分散剂采用三聚磷酸钠，加入量为原料质量的2%。将各种干料在混合机中干混1(Γ20分钟，加入适量的水(原料质量的8% 20%)搅拌混勻，另外引入原料质量0. 1%的发酵酒精废液以改善涂层的可塑性。
②铬刚玉材质各组分具体配比所采用原料为< 0. Olmm氧化铬、0. 044mm烧结氧化铝细粉和< 2 μ m烧结氧化铝微粉，原料质量百分比为< 0.01mm氧化铬60%，0. 044mm烧结氧化铝细粉25%，烧结氧化铝微粉15% ；结合剂采用磷酸铝，加入量为原料质量的6%，分散剂采用三聚磷酸钠，加入量为原料质量的1. 5%。将各种干料在混合机中干混1(Γ20分钟，加入适量的水(加入量为原料质量的8% 20%)搅拌混勻即可。
③锆刚玉质各组分具体配比所采用原料为< 0. 2mm氧化锆、0. 044mm电熔刚玉和<5 μ m工业氧化铝。原料质量百分比为彡0. 2mm氧化锆25%，0. 044mm电熔刚玉55%，< 5 μ m 工业氧化铝20% ；稳定剂采用三氧化二铑，加入量为原料质量的0. 5^0. 7%，结合剂采用磷酸铝，加入量为原料质量的5%，分散剂采用三聚磷酸钠，加入量为原料质量的2%。将各种干料在混合机中干混1(Γ20分钟，加入适量的水(加入量为原料质量的8% 20%)搅拌混勻即可。
④碳化硅质各组分具体配比所采用原料为彡0.2mm碳化硅、0.044mm莫来石、 0. 044mm氧化铝细粉和< 10 μ m硅微粉，原料质量百分比为< 0. 2mm碳化硅25%，0. 044mm莫来石50%，0. 044mm氧化铝细粉15%，^ 10 μ m硅微粉10% ；分散剂采用三聚磷酸钠，加入量为原料质量的1 ；将各种干料在混合机中干混1(Γ20分钟，加入适量的水(加入量为原料质量的8% 20%)搅拌混勻即可。
⑤氧化锆质各组分具体配比制备均勻、稳定的氧化锆料浆，方法是先把粒度<3 μ m的电熔氧化锆微粉和水溶液按质量比为1 :0. 5进行调和，再分别加入占电熔氧化锆微粉和水溶液总重量1. 5%的聚丙烯酸胺分散剂和0. 3%的CMC防沉剂，并用氨水调节溶液 PH值到9 ；然后，继续搅拌直至料浆均勻稳定。
直通式气道透气砖的制备为现有耐火材料行业普遍使用的成熟技术，即所涉及的直通式气道透气砖的材质及制备、陶瓷芯板的材质及制备均为现有耐火材料行业普遍使用的成熟技术，对其不作过多说明。
权利要求
1.一种直通式气道透气砖的制备方法，其特征在于所述透气砖的气道壁上具有光滑、致密的涂层(1)；所述涂层(1)的制备方式为在烧失物表面涂抹上预先制备好的浆料，将烧失物置于砖坯内需设置气道位置，所述的砖坯烧成后，烧失物烧失形成直通式气道 (2)，烧失物表面具有的涂层残留于气道的壁上，构成光滑致密的气道壁；或，在多个陶瓷芯板(3)表面涂抹上预先制备好的浆料，将若干陶瓷芯板(3)置于模具内制得砖坯，陶瓷芯板之间构成所需的直通式气道(2)，所述的砖坯烧成后，在透气砖直通式气道的壁上得到光滑致密的壁面；在烧失物或陶瓷芯板上涂抹预先制备好的浆料后，对涂抹浆料的烧失物或陶瓷芯板进行预热处理，使涂层具有一定强度并与烧失物或陶瓷芯板紧密结合；其具体步骤如下a、首先配制好浆料；b、在陶瓷芯板或烧失物上涂抹预先制备好的浆料后，对涂抹浆料的陶瓷芯板或烧失物进行预热处理，使涂层具有一定强度并与陶瓷芯板或烧失物紧密结合，预热温度为 500C "150°C ；C、将表面具有涂层的陶瓷芯板拼装在一起固定在模具中，打上浇注料，制成砖坯，陶瓷芯板位于透气砖砖坯的中心部位构成所需的气道；所述的砖坯烧成后，在透气砖直通式气道的壁上具有光滑致密的壁面；或将表面具有涂层的烧失物置于砖坯内，进行焙烧后烧失物烧失形成气道，烧失物表面具有的涂层残留于气道的壁上，构成光滑致密的气道壁；所述砖坯的焙烧温度为800°C 1650°C。
2.如权利要求1所述的一种直通式气道透气砖的制备方法，其特征在于所述涂层的厚度为 0. 05mnT3mm。
3.如权利要求1所述的一种直通式气道透气砖的制备方法，其特征在于所述的浆料为纯刚玉材质，所述浆料的组分及具体配比所采用原料为< 0. 044mm电熔刚玉和< 5μπι 烧结氧化铝微粉，原料质量百分比为0. 044mm电熔刚玉70%，< 5 μ m烧结氧化铝微粉30% ； 结合剂采用磷酸铝，加入量为原料质量的5%，分散剂采用三聚磷酸钠，加入量为原料质量的 2% ；将各种干料在混合机中干混1(Γ20分钟，加入原料质量89Γ20%的水搅拌混勻，另外引入原料质量0. 1%的发酵酒精废液以改善涂层的可塑性。
4.如权利要求1所述的一种直通式气道透气砖的制备方法，其特征在于所述的浆料为铬刚玉材质，所述浆料的组分及具体配比所采用原料为< 0. Olmm氧化铬、0. 044mm烧结氧化铝细粉和< 2μπι烧结氧化铝微粉，原料质量百分比为< 0.01mm氧化铬60%，0. 044mm 烧结氧化铝细粉25%，烧结氧化铝微粉15% ；结合剂采用磷酸铝，加入量为原料质量的6%，分散剂采用三聚磷酸钠，加入量为原料质量的1. 5% ；将各种干料在混合机中干混1(Γ20分钟， 加入原料质量8% 20%的水搅拌混勻即可。
5.如权利要求1所述的一种直通式气道透气砖的制备方法，其特征在于所述的浆料为锆刚玉材质，所述浆料的组分及具体配比所采用原料为< 0. 2mm氧化锆、0. 044mm电熔刚玉和< 5 μ m工业氧化铝；原料质量百分比为< 0. 2mm氧化锆25%，0. 044mm电熔刚玉55%， (5 μ m工业氧化铝20% ；稳定剂采用三氧化二铑，加入量为原料质量的0. 5^0. 7%，结合剂采用磷酸铝，加入量为原料质量的5%，分散剂采用三聚磷酸钠，加入量为原料质量的1 ；将各种干料在混合机中干混1(Γ20分钟，加入原料质量8% 20%的水搅拌混勻即可。
6.如权利要求1所述的一种直通式气道透气砖的制备方法，其特征在于所述的浆料为碳化硅质，所述浆料的组分及具体配比所采用原料为< 0. 2mm碳化硅、0. 044mm莫来石、 0. 044mm氧化铝细粉和< 10 μ m硅微粉，原料质量百分比为< 0. 2mm碳化硅25%，0. 044mm莫来石50%，0. 044mm氧化铝细粉15%，^ 10 μ m硅微粉10% ；分散剂采用三聚磷酸钠，加入量为原料质量的m ；将各种干料在混合机中干混1(Γ20分钟，加入原料质量8% 20%的水搅拌混勻即可。
7.如权利要求1所述的一种直通式气道透气砖的制备方法，其特征在于所述的浆料为氧化锆质，先把粒度< 3μπι的电熔氧化锆微粉和水溶液按质量比为1 :0.5进行调和，再分别加入占电熔氧化锆微粉和水溶液总重量1. 5%的聚丙烯酸胺分散剂和0. 3%的CMC防沉剂，并用氨水调节溶液PH值到9 ；然后，继续搅拌直至料浆均勻稳定。
全文摘要
本发明涉及耐火材料技术领域，涉及一种直通式气道透气砖的制备方法，所述透气砖的气道壁上具有光滑、致密的涂层(1)；在烧失物表面涂抹上预先制备好的浆料，将表面涂抹浆料的烧失物预热处理后置于砖坯内需设置气道位置，所述的砖坯烧成后，烧失物烧失形成气道(2)，烧失物表面具有的涂层位于气道的壁上，构成光滑致密的气道壁；或，在多个陶瓷芯板(3)表面涂抹浆料并预热处理，将若干陶瓷芯板(3)置于模具内制得砖坯，陶瓷芯板之间构成所需的气道(2)，所述的砖坯烧成后，在透气砖直通式气道的壁上得到光滑致密的壁面。本发明的透气砖抗钢液和渣渗透、侵蚀能力强，流量稳定，吹通率高，使用寿命长，并且生产工艺简单，成本低廉。
文档编号C04B38/06GK102503445SQ20111027976
公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者余同署, 刘鹏, 尹洪丽, 张志雄, 张晖, 张立明, 毛庆龙, 陈卢, 齐志刚 申请人:中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司