专利名称：冶金炉底部供气用弥散式供气元件及制造方法
技术领域：
本发明为冶金过程底吹气搅拌用弥散式透气元件，主要应用于转炉、电炉和各种精炼炉的底吹供气系统。
现有的冶金过程用各种弥散式透气元件采用在钢玉质、高铝质、镁质或粘土质耐火材料中加入一定量的碳化物(或不加碳化物)和其他粘结剂与烧结剂，按一定粒度与配比配好(《国外转炉顶底复合吹炼技术(四)，1989年11月P122～130，《耐火材料》，1972，增刊P1-7)，装入金属或耐火材料外壳内，高压成型。然后在1500℃以上高温烧结，制成弥散式透气元件。加碳化物的弥散式供气元件的主要特点是气孔率高，透气性好，其主要缺点是由于加入碳化物在高温处理时的烧失造成透气元件密度低，高温强度低，抗浸蚀性和抗钢水冲刷性差，使用寿命低，一般小于10炉，加工工艺复杂，生产成本高；不加碳化物的弥散式透气元件的主要特点是密度较高，高温强度高于前者，其主要缺点是气孔率较低，透气性较差，加工工艺较复杂，生产成本高。
本发明的目的在于提供一种冶金炉底部供气用弥散式透气元件及制造方法，该透气元件不仅密度高、高温强度高、透气性好，抗浸蚀性好，使用过程中易填补，使用寿命长而且制造方法简单，成本低，使用范围广，可用于各种冶金炉如转炉、电炉和精炼炉的底吹搅拌系统中。
本发明采用不加易燃碳化物，不经过1500℃以上高温处理，通过调整耐火材料的成分配比和粘结剂、烧结剂的配方提高弥散式透气元件的密度和透气性，增加强度，提高使用寿命，简化制作工序，降低生产成本，克服现有弥散式透气元件的缺点和不足。
本发明所述弥散式供气元件，由耐火材料芯部和外壳组成，其耐火材料芯部的具体化学成分《重量％)为MgO80～95％，Al2O30.5～5％，氧化铁0.4～5％，H3BO30.1～5％，水玻璃3～15％，树脂1～10％，其中氧化铁是指FeO、Fe2O3、Fe3O4中任一种或两种以上之和，树脂是指环氧树脂或酚醛树脂中任一种或两种之和，所用MgO的颗粒粒度＜4mm。
本发明所述弥散式供气元件的制造方法如下选用合适粒度配比的电熔MgO颗粒作为透气元件主体，加入一定量的Al2O3、FeOx和硼酸作为烧结剂，以合适密度的水玻璃作为粘结剂，按耐火材料芯部的化学成分范围选择合适配比，混合均匀，装入弥散式透气元件外壳内气室的上部，高压成形，压力为≥500公斤/厘米2，然后在烘箱内在50°～300°温度范围内烘烤20～150小时，即制成本发明弥散式供气元件。
根据上述粒度要求和成分范围所制成的弥散式透气元件可达到如下物理性能体积密度≥2.6g/cm3，常温耐压强度≥50MPa，显气孔率≥20％。
与现有技术相比，本发明具有如下优点(1)加工工艺简单，生产成本低。
(2)本发明通过加入Al2O3作烧结剂，改善了水玻璃作为粘结剂的高温强度，提高了透气元件的抗浸蚀性，延长了使用寿命。
(3)本发明采用MgO作为耐火材料基体，不经过1500℃以上高温烧结，只需使用前在300℃以下低温烘烤，然后在使用过程中逐步进行烧结，浸蚀后易于填补，延长了透气元件的使用寿命。
(4)本发明可根据冶金过程工艺要求及冶金炉大小，通过调整MgO粒度要求，改变透气元件的透气性，气量可调节范围大，适应能力强，使用范围广，可用于各种冶金炉如转炉、电炉和精炼炉的底吹搅拌系统中。
图1为本发明冶金炉底吹气搅拌用弥散式透气元件纵部面示意图。
图2为图1中A-A横剖面图。
图1、图2中，1为底部进气管，2为透气元件外壳，3为金属丝或金属条，4为金属丝网或多孔金属板，5为耐火材料芯部。
实施例根据本发明所述耐火材料芯部的化学成分范围，制备了4批弥散式透气元件。具体耐火材料芯部化学成分见表1。4批透气元件的加工工艺制度见表2，4批透气元件耐火材料芯部的物理性能列于表3，将四种不同成分配比制成的弥散式透气元件安装在转炉炉底试用，结果表明，透气元件的性能参数完全满足使用要求，透气性好，气量调节范围大，抗炉渣浸蚀性能好，平均浸蚀速度小于1.0mm/炉。
表1实施例所用耐火材料的化学成分(重量％
表2实施例加工工艺制度
权利要求
1.一种冶金炉底部供气用弥散式透气元件，由耐火材料芯部和外壳组成，其特征在于所述耐火材料芯部的化学成分(重量％)为MgO80～95％，Al2O30.5～5％，氧化铁0.4～5％，H3BO30.1～5％，水玻璃3～15％，树脂1～10％，其中氧化铁是指FeO、Fe2O3、Fe3O4中任一种或两种以上之和，树脂是指环氧树脂或酚醛树脂中任一种或两种之和，所用MgO的颗粒粒度＜4mm。
2.根据权利要求1所述的透气元件的制造方法，其特征在于按MgO颗粒粒度要求准备好MgO，再按耐火材料芯部的化学成分范围选择合适配比，混合均匀，装入弥散式透气元件外壳气室的上部，高压成型，压力为≥500公斤/厘米2，然后在烘箱内在50～300℃温度范围内烘烤30～150小时，即制得弥散式透气元件。
全文摘要
一种冶金炉底部供气用弥散式透气元件及其制造方法，适用于转炉、电炉和各种精炼炉。它由耐火材料芯部和外壳组成，其耐火材料的成分(重量％)为MgO80～95％，Al
文档编号F27D3/00GK1168416SQ97101969
公开日1997年12月24日 申请日期1997年3月26日 优先权日1997年3月26日
发明者丁容, 刘浏, 崔淑贤 申请人:冶金工业部钢铁研究总院