复合式狭缝透气砖及其制备方法与流程

本发明涉及一种冶金精炼用钢包透气砖，尤其涉及一种将弥散透气部分和狭缝透气部分相结合的复合式狭缝透气砖及其制备方法。

背景技术：

透气砖作为钢铁冶炼工艺中重要的供气原件，在现代冶炼工艺中起着至关重要的作用。尤其是在品种钢和洁净钢的冶炼上，通过透气砖向钢液中吹入惰性气体，起到搅拌钢水的作用，使钢水中的夹杂物上浮、温度和成份均匀，是提高钢材品质必不可少的关键手段。

授权公告号为CN205057030U的中国专利，专利名称为一种大通气量复合弥散透气砖，其包括尾管与具有大头端和小头端的砖体，所述砖体包括具有大头端和小头端的壳体、底板和具有大头端和小头端的弥散透气芯体，所述弥散透气芯体的大头端设有气室；该实用新型使用寿命长、透气量大且吹通率高。

授权公告号为CN205437123U的中国专利，专利名称为一种组合式环形狭缝透气砖，包括套置设置的内部本体和外部本体，所述内部本体的热膨胀系数大于外部本体的热膨胀系数，所述的外部本体套置在所述内部本体的外部，且两者之间具有间隙；所述外部本体、内部本体之间的间隙为环形间隙，其所述的环形间隙作为组合式环形狭缝透气砖的环形狭缝。本实用新型能够有效阻止钢水从狭缝中渗透并降低透气砖整体热应力，从而降低透气砖狭缝堵塞和横向断砖风险。

但是在实际使用过程中，并未公开如何在复合弥散透气砖，即狭缝式和弥散式进行结合的复合砖，该狭缝部分需满足其基本性能同时需要配合弥散部分进行工作。

技术实现要素：

本发明的目的之一是针对现有技术的不足之处，提供一种复合式狭缝透气砖，该砖体结合了弥散式透气砖和狭缝式透气砖的优点，其狭缝部分能够支持弥散透气部分的透气工作，且具有足够的耐压强度和耐折度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种复合式狭缝透气砖，包括壳体及设置在壳体内部的弥散透气部分和狭缝透气部分，所述弥散透气部分与所述狭缝透气部分上下设置；所述壳体具有大头端和小头端；所述狭缝透气部分的底部设置有气室，该气室位于所述大头端；所述弥散透气部分包括弥散透气芯体，该弥散透气芯体内部均布设置有相互贯通的微气孔；所述狭缝透气部分包括狭缝芯体，所述狭缝芯体包括透气狭缝层和若干透气狭缝；所述气室与所述透气狭缝及所述微气孔相通；所述狭缝透气部分主要由下述重量百分含量的原料制成：板状刚玉59-80％，白刚玉5-10％，电熔尖晶石10-15％，氧化铝微粉2-5％，纯铝酸钙水泥2-3％，工业氧化铬2-5％，分散剂1。

作为一种实施方式，所述板状刚玉包括板状刚玉5-3、板状刚玉3-1和板状刚玉1-0，所述板状刚玉5-3的重量百分含量为25-35％，所述板状刚玉3-1的重量百分比含量为15-20，所述板状刚玉1-0的重量百分比含量为19-25％。

作为一种实施方式，所述白刚玉及所述电熔尖晶石为细粉。

作为一种实施方式，所述氧化铝为微粉。

作为一种实施方式，还包括防爆剂，所述防爆剂为。

作为一种实施方式，所述狭缝透气部分的三氧化二铝的质量百分比大于90％，所述狭缝透气部分的三氧化二铝、氧化镁及三氧化二铬的质量百分比大于95％，所述透气砖的体积密度大于3.1g/cm³,所述体积密度的检测环境为：240℃X24h。

作为一种实施方式，所述狭缝透气部分的耐压强度大于90Mpa，其抗折强度大于30Mpa，所述耐压强度和所述抗折强度的检测环境为：1500℃X3h。

作为一种实施方式，所述狭缝透气部分的荷重软化点大于1700℃。

作为一种实施方式，所述狭缝透气部分的热态抗折大于15Mpa，所述烧后气孔率和热态抗折的检测环境为1450℃X3h。

作为一种实施方式，所述狭缝透气部分的顶端设置有凹槽，所述弥散透气部分的一端伸入至所述凹槽内与所述狭缝透气部分连接。

作为一种实施方式，还包括耐火保护层，该耐火保护层设置在所述壳体与所述弥散透气部分及所述狭缝透气部分之间。

作为一种实施方式，所述透气狭缝的进气端与所述气室导通连接，所述微气孔的进气端与所述透气狭缝的出气端导通连接，所述微气孔的出气端与所述小头端的外部空间气体导通。

作为一种实施方式，所述弥散透气部分和狭缝透气部分体积占砖体体积的百分比大于或等于50％。

作为一种实施方式，所述气室高度为5-18mm。

作为一种实施方式，所述弥散透气芯体为方形状芯体。

作为一种实施方式，所述狭缝芯体为圆柱状芯体。

作为一种实施方式，所述耐火保护层的厚度为10-50mm。

作为一种实施方式，所述弥散透气芯体和所述狭缝芯体的工作长度值比为1.2:1-3:1。

本发明的另一目的是针对现有技术的不足之处，提供一种复合式的狭缝透气砖的制造方法，采用上述的原料，将原料进行细粉预混后拼模后再搅拌，之后依次经振动浇筑成型、脱模及养护后，经干燥后再经1550-1650℃进行高温烧结，得到所述透气砖的狭缝透气部分。

需要说明的是，为更好地进行专利布局保护，在与发明人进行充分沟通后，在本技术方案中，仅仅公开了弥散透气部分的成分和制造方法，并不局限于其他如狭缝透气部分及耐火保护层的成分和制造方法以及弥散透气部分、狭缝透气部分及耐火保护层三者制成复合式耐火砖的制造方法。

本发明的有益效果在于：

(1)、本技术方案创新性地想到将弥散式透气砖和狭缝式透气砖进行有效地结合以克服二者在独立使用过程中的缺点，且将二者的优点进行合并，使二者的性能得到相互促进，增强其使用效果。即采用复合式结构既达到了弥散透气的目的，又充分发挥了狭缝式透气在使用安全性上的优势。

(2)、当透气砖在使用后期，其弥散层消耗殆尽，就可以清楚的看到狭缝透气结构，提示透气砖已经到达使用寿命，必须立即下线更换，能起到很好的警示作用，大大提高了使用安全性。

(3)、本技术方案的弥散透气部分以内部弥散分布的微气孔作为气体导流通道，由于孔径较小且弥散部分，从设计上避免了钢液和钢渣的渗透，吹通率高本技术方案中的狭缝透气部分能够阻止钢水在狭缝中渗透并降低透气砖整体热应力，提高了透气砖狭缝堵塞和横向断砖风险。在实际的使用过程中，气体首先经过狭缝透气部分的狭缝后再进入至弥散透气部分的微气孔内，最终进入至砖体小头端的外部空间内实施吹气工作；经过狭缝式气流的分割后再经微气孔进行气体分散处理，较单独采用狭缝式进行气体分散及单独采用弥散式进行气体分散效果均好；发明人认为，狭缝可将气流进行有效的导向梳理，将气流进行稳定处理；经稳定处理后的气流再进入微气孔内向外进行传播，可想而知经稳定后的气流能够快速稳定的进入弥散部分，从而提高气流的均匀性，有利于气体发挥作用。

(4)、本技术方案中的弥散透气部分采用刚玉、白刚玉、电熔尖晶石作为主要成分，其能够增强狭缝透气部分的耐压强度，且通过增加纯铝酸钙水泥和工业氧化铬提高抗折强度，获得较好的烧后气孔率，有助于更好地与所述狭缝透气砖进行结合和共同工作。

综上所述，本发明创新性地弥散式透气砖和狭缝式透气砖进行功能结合，克服了技术偏见，提高了弥散式透气砖的使用性能。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明实施例一所提供的一种复合式弥散透气砖中狭缝透气部分的制造方法的流程示意图。

图2为本发明实施例一所提供的一种复合式弥散透气砖的结构示意图。

图3为本发明实施例一所提供的复合弥散透气砖其弥散透气部分的工作表面示意图。

图4为本发明实施例一所提供的复合弥散透气砖其狭缝透气部分的结构示意图。

图5为本发明实施例一所提供的复合弥散透气砖其狭缝透气部分的工作表面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

本发明的第一个核心是公开一种复合式狭缝透气砖，以提高透气砖的使用性能，以下参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

如图2、图3、图4及图5所示，一种复合式弥散透气砖，包括壳体1及设置在壳体1内部的弥散透气部分2和狭缝透气部分3，所述弥散透气部分2与所述狭缝透气部分3上下设置；所述壳体1具有大头端10和小头端11；所述狭缝透气部分3的底部设置有气室4，该气室4位于所述大头端10；所述弥散透气部分2包括弥散透气芯体20，该弥散透气芯体20内部均布设置有相互贯通的微气孔21；所述狭缝透气部分3包括狭缝芯体30，所述狭缝芯体30包括透气狭缝层301和若干透气狭缝302；所述气室4与所述透气狭缝302及所述微气孔21相通。

如图3所示，所述狭缝透气部分3的顶端设置有凹槽31，所述弥散透气部分2的一端伸入至所述凹槽31内与所述狭缝透气部分3连接。

其中，在本实施例中还包括耐火保护层5，该耐火保护层5设置在所述壳体1与所述弥散透气部分2及所述狭缝透气部分3之间。

工作时，所述导气管5将惰性气体进入至所述气室4内，所述透气狭缝302的进气端与所述气室4导通连接，所述微气孔21的进气端与所述透气狭缝302的出气端导通连接，所述微气孔21的出气端与所述小头端的外部空间气体导通。

在实际使用过程中，为保证其强度和使用效果，所述弥散透气部分2和狭缝透气部分3体积占砖体体积的百分比大于或等于50％。当然，所述气室4高度为5-18mm。在本实施例中，所述弥散透气芯体20为方形状芯体；所述狭缝芯体30为圆柱状芯体。当然在此并不限制其上芯体的形状和外形，在此仅仅提供了一种圆柱形的弥散透气芯体和狭缝芯体。

根据实际的工况需求，所述耐火保护层5的厚度为10-50mm，可在该范围内进行任一的选择和调整。与此同时，所述弥散透气芯体20和所述狭缝芯体30的工作长度值比为1.2:1-3:1；根据实际的需求可在该范围内进行一定程度的调整和选择。

其中，在本实施例中，所述的壳体均可以根据实际的使用需求选择不同的材质及厚度，在本实施例中，所述的壳体1包括围绕设置在所述狭缝透气部分和弥散透气部分的壳体部分，也包括设置在所述狭缝透气部分底部的壳体部分。

在实际的使用过程中，发明人监测了由该复合式弥散透气砖渗出的气泡其在粒度和均匀性上均高于单独的弥散式透气砖和狭缝式透气砖，可见其验证了发明人的猜测，发明人创新性地将其二者进行大胆的结合，经过多次失败的经验获得了最终的良好试验数据。

此外，在本实施例中，所述的弥散透气部分需要进行有必要的公开和描述。在本实施例中，所述狭缝透气部分3主要由下述重量百分含量的原料制成：板状刚玉59-80％，白刚玉5-10％，电熔尖晶石10-15％，氧化铝微粉2-5％，纯铝酸钙水泥2-3％，工业氧化铬2-5％，分散剂1。所述板状刚玉包括板状刚玉5-3、板状刚玉3-1和板状刚玉1-0，所述板状刚玉5-3的重量百分含量为25-35％，所述板状刚玉3-1的重量百分比含量为15-20，所述板状刚玉1-0的重量百分比含量为19-25％。所述白刚玉及所述电熔尖晶石为细粉。所述氧化铝为微粉。还包括防爆剂，所述防爆剂为防爆纤维。

经上述可制得如下的狭缝透气部分3，其三氧化二铝的质量百分比大于90％，所述狭缝透气部分3的三氧化二铝、氧化镁及三氧化二铬的质量百分比大于95％，所述透气砖的体积密度大于3.1g/cm³,所述体积密度的检测环境为：240℃X24h。所述狭缝透气部分3的耐压强度大于90Mpa，其抗折强度大于30Mpa，所述耐压强度和所述抗折强度的检测环境为：1500℃X3h。所述狭缝透气部分3的荷重软化点大于1700℃。所述狭缝透气部分3的热态抗折大于20Mpa，所述烧后气孔率和热态抗折的检测环境为1450℃X3h。

为更好地对本发明进行阐述，特根据上述的实施例一中狭缝透气部分3分别进行多组实施例的说明以支持本发明所公开的发明点。

实施例二

本复合式狭缝透气砖中的狭缝透气部分3采用下述原料和方法制备而成。

所述狭缝透气部分3主要由下述重量百分含量的原料制成：板状刚玉70％，白刚玉8％，电熔尖晶石12％，氧化铝微粉3.5％，纯铝酸钙水泥2.5％，工业氧化铬3％，分散剂1。所述板状刚玉包括板状刚玉5-3、板状刚玉3-1和板状刚玉1-0，所述板状刚玉5-3的重量百分含量为30％，所述板状刚玉3-1的重量百分比含量为18％，所述板状刚玉1-0的重量百分比含量为22％。所述白刚玉及所述电熔尖晶石为细粉。所述氧化铝为微粉。还包括防爆剂，所述防爆剂为防爆纤维。

如图1所示，狭缝透气部分3的制备方法：采用上述的原料，将原料进行细粉预混后拼模后再搅拌，之后依次经振动浇筑成型、脱模及养护后，经干燥后再经1600℃进行高温烧结，得到所述透气砖的狭缝透气部分3。

经上述可制得如下的狭缝透气部分3，其三氧化二铝的质量百分比大于90％，所述狭缝透气部分3的三氧化二铝、氧化镁及三氧化二铬的质量百分比大于95％，所述透气砖的体积密度3.2g/cm³,所述体积密度的检测环境为：240℃X24h。

所述狭缝透气部分3的耐压强度91Mpa，其抗折强度31Mpa，所述耐压强度和所述抗折强度的检测环境为：1500℃X3h。所述狭缝透气部分3的荷重软化点1705℃。所述狭缝透气部分3的热态抗折16Mpa，所述烧后气孔率和热态抗折的检测环境为1450℃X3h。

实施例三

本复合式狭缝透气砖中的狭缝透气部分3采用下述原料和方法制备而成。

所述狭缝透气部分3主要由下述重量百分含量的原料制成：板状刚玉70％，白刚玉10％，电熔尖晶石10％，氧化铝微粉3％，纯铝酸钙水泥2％，工业氧化铬5％，分散剂1。所述板状刚玉包括板状刚玉5-3、板状刚玉3-1和板状刚玉1-0，所述板状刚玉5-3的重量百分含量为25％，所述板状刚玉3-1的重量百分比含量为20％，所述板状刚玉1-0的重量百分比含量为25％。所述白刚玉及所述电熔尖晶石为细粉。所述氧化铝为微粉。还包括防爆剂，所述防爆剂为防爆纤维。

如图1所示，狭缝透气部分3的制备方法：采用上述的原料，将原料进行细粉预混后拼模后再搅拌，之后依次经振动浇筑成型、脱模及养护后，经干燥后再经1500℃进行高温烧结，得到所述透气砖的狭缝透气部分3。

经上述可制得如下的狭缝透气部分3，其三氧化二铝的质量百分比大于90％，所述狭缝透气部分3的三氧化二铝、氧化镁及三氧化二铬的质量百分比大于95％，所述透气砖的体积密度3.5g/cm³,所述体积密度的检测环境为：240℃X24h。

所述狭缝透气部分3的耐压强度92Mpa，其抗折强度32Mpa，所述耐压强度和所述抗折强度的检测环境为：1500℃X3h。所述狭缝透气部分3的荷重软化点1710℃。所述狭缝透气部分3的热态抗折22Mpa，所述烧后气孔率和热态抗折的检测环境为1450℃X3h。

实施例四

本复合式狭缝透气砖中的狭缝透气部分3采用下述原料和方法制备而成。

所述狭缝透气部分3主要由下述重量百分含量的原料制成：板状刚玉69％，白刚玉5％，电熔尖晶石15％，氧化铝微粉5％，纯铝酸钙水泥3％，工业氧化铬2％，分散剂1。所述板状刚玉包括板状刚玉5-3、板状刚玉3-1和板状刚玉1-0，所述板状刚玉5-3的重量百分含量为35％，所述板状刚玉3-1的重量百分比含量为15％，所述板状刚玉1-0的重量百分比含量为19％。所述白刚玉及所述电熔尖晶石为细粉。所述氧化铝为微粉。还包括防爆剂，所述防爆剂为防爆纤维。

如图1所示，狭缝透气部分3的制备方法：采用上述的原料，将原料进行细粉预混后拼模后再搅拌，之后依次经振动浇筑成型、脱模及养护后，经干燥后再经1800℃进行高温烧结，得到所述透气砖的狭缝透气部分3。

经上述可制得如下的狭缝透气部分3，其三氧化二铝的质量百分比大于90％，所述狭缝透气部分3的三氧化二铝、氧化镁及三氧化二铬的质量百分比大于95％，所述透气砖的体积密度3.3g/cm³,所述体积密度的检测环境为：240℃X24h。

所述狭缝透气部分3的耐压强度91Mpa，其抗折强度33Mpa，所述耐压强度和所述抗折强度的检测环境为：1500℃X3h。所述狭缝透气部分3的荷重软化点1720℃。所述狭缝透气部分3的热态抗折23Mpa，所述烧后气孔率和热态抗折的检测环境为1450℃X3h。

值得说明的是板状刚玉5-3、板状刚玉3-1和板状刚玉1-0代表不同粒径的板状刚玉，在此就不再进行展开说明。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述的复合式狭缝透气砖并不局限于以上结构的狭缝式透气砖，作为一种由该产品和结构的的改进产品或是由该产品进一步加工的深加工产品作为复合式弥散透气砖使用也属于利用本发明的构思，均落在该专利的保护范围内。