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申请/专利权人：洛阳轩石新材料科技有限公司

摘要：依次吹氩以延长底吹整体型透气砖综合寿命的方法，提供了一种透气砖结构和制作方法，可显著提高底吹透气砖综合寿命，钢包内砌筑两块透气砖，第一块透气砖是常规整体型透气砖，第二块透气砖由透气座砖、透气芯和灌注浇注料三部分组成，灌注浇注料的高度为30mm‑100mm，灌注浇注料与座砖锥形孔侧面不结合的面积为40％‑80％，不结合面呈条状均布，灌注浇注料与透气芯表面在制作时通过涂刷石蜡的办法设置厚度为1mm‑2mm的间隙，使用时先使用第一块透气砖，当第一块透气砖达到寿命后用刚玉质封堵自流料封堵，然后用氧枪吹开第二块透气砖开始使用。

主权项：1.依次吹氩以延长底吹整体型透气砖综合寿命的方法，其特征是：通过调整透气芯的狭缝，设计一种流量较高的透气砖使其保证一块透气砖能够满足钢包精炼要求，在钢包底砌筑时，砌筑两块透气砖，现场使用时，先使用第一块透气砖，直到其达到最终寿命，将使用到最终寿命的第一块透气砖用刚玉质封堵自流料封堵，然后用氧枪将第二块透气芯烧开使其开始工作，第一块透气砖是常规的整体型透气砖，第二块透气砖的透气芯不直接暴露在座砖表面，而是距座砖上表面有30mm-100mm的距离并埋在座砖里面的整体型透气砖，第二块透气砖的制作方法如下：1.1将透气芯放置在座砖模具里面，此时透气芯比座砖低30mm-100mm，需要在透气芯小头固定一个便于脱模的锥形模具，锥形模具大小头直径差为5mm-10mm，大头朝外，高度不低于座砖上表面，锥形模具与透气芯接触后必须完全遮盖住透气芯供气通道，在透气芯小头涂刷一层厚度为1mm-2mm的石蜡，并使其凝固，然后安装锥形模具，设置好锥形模具后开始预制座砖，养护、拆模具、烘干后进行下一步处置；1.2将透气砖的锥形孔内杂物清理干净，在透气芯小头表面涂刷一层厚度为1mm-2mm的石蜡并使其凝固，然后在锥形孔侧面上自透气芯表面到座砖上表面间断式涂刷工业机油，涂刷面积为锥形孔侧面积的40％-80％，呈条状均布，或用厚度不超过0.2mm的纸条、塑料膜粘贴在锥形孔的侧面上代替涂刷工业机油；1.3最后在锥形孔内灌注与座砖材料颜色有区别的浇注料，颜色的区分通过氧化铬的加入量来调整，经干燥后完成制作，要求灌注浇注料的耐火度≥1700℃，110℃烘烤24h条件下的耐压强度和1600℃保温3h条件下的耐压强度是与之搭配座砖相应条件下耐压强度的70％-90％，1600℃烧后线变化率为0.02％-0.35％。

全文数据：依次吹氩以延长底吹整体型透气砖综合寿命的方法技术领域[0001]本发明涉及钢包炉外精炼领域，特别是耐火材料领域的底吹氩透气砖。背景技术[0002]炉外精炼是保证钢材质量和提高其品位的关键工序，炉外精炼工艺中，底吹氩透气砖是其核心功能元件，透气砖的意义在于通过向包内输送氩气从而达到钢水精炼的目的。[0003]目前透气砖从其组成结构上分为分体式和整体式两种，两种透气砖各有优劣特点，但国内钢铁冶炼现场用的较多的还是整体式透气砖。整体式透气砖是指在浇注座砖的过程中，将透气砖芯预置在座砖模具中，使其成为一个整体直接预制型），也有将透气芯和透气座砖分别制作好以后，通过火泥将两者组装在一起组装型），使用时砌筑在包底，一般而言当透气芯消耗至安全高度时，该整体透气砖完成使命，需要下线更换。整体砖具有安全、可靠，安装砌筑简单的特点，分体透气砖的优点在于透气芯消耗至安全高度后可以在线热换透气芯，因此其综合寿命较整体透气砖高，但其安全风险较高，这是很多钢厂不愿意采用分体式透气砖的主要原因之一。[0004]随着透气砖技术的发展，通过透气砖材料、供气通道的优化设计，以及精炼工艺的不断改进，如预熔精炼渣的添加，精炼合金的添加工艺等，一般中小型钢包只需要一块透气砖即可满足精炼要求，如果采用分体式透气砖，安全风险较高，需要严格的现场管理和安装砌筑操作规范，如果采用整体式透气砖则透气砖寿命可能会影响整个钢包耐火材料。[0005]目前实际冶炼现场也存在一个钢包砌筑两块整体型透气砖而只用一块吹氩，在满足精炼要求前提下，先开启一块透气砖吹氩，另一块不吹氩，每隔若干次如5次），关闭当前透气砖，开启另一块透气砖吹氩，如此循环，这种工艺在一定程度上可延长底吹透气砖寿命，但出现的问题是不吹氩的透气砖长时间浸泡在钢液中形成自然损耗，而且会很容易导致渗钢、砖芯断裂、开启时清扫不通等工艺事故。[0006]关于透气砖流量的设计，目前一般是通过透气芯供气通道的数量及规格来调整，如狭缝式透气砖，狭缝的数量可以设置成24条，也可以设置成48条，但后者的流量必然比前者大。^[0007]关于透气砖材质，从烧后颜色区分可以是无铬和含铬两类，含铬透气砖高温烧后颜色根据铬含量呈不同程度的红色，无铬透气砖呈原材料颜色，一般为白色。发明内容[0008]为了解决目前中小型钢包透气砖存在的上述矛盾与不足，本发明在使用整体型透气砖的前提下，首先设计了一种钢包内透气砖的砌筑形式，同时提供了一种透气砖的结构，使其在使用时可以达到延长透气砖寿命的目的。[0009]本发明所采用的技术方案是：[0010]1，通过调整透气芯的狭缝，设计一种流量较高的透气砖使其保证一块透气砖能够满足钢包精炼要求，在钢包底砌筑时，砌筑两块透气砖，现场使用时，先使用第一块透气砖，直到其达到最终寿命，将使用到最终寿命的第一块透气砖用刚玉质封堵自流料封堵，然后用氧枪将第二块透气芯烧开使其开始工作，第一块透气砖是常规的整体型透气砖，第二块透气砖的透气芯不直接暴露在座砖表面，而是距座砖上表面有3〇mm-l〇〇mm的距离并埋在座砖里面的整体型透气砖。[0011]本技术方案的特点是砌筑两块流量较高的透气砖但工作时只用一块吹氩，透气砖流量目前能较容易、可靠调整，因此可满足一般钢包流量需求，如180T精炼钢包，当第一块透气砖使用都寿命时，用刚玉质封堵自流料封堵，保证安全;其次，第二块透气砖的特点是透气芯不直接暴露在座砖表面，也就是第二块透气砖吹氩之前透气芯与钢液不接触，保证自身性能，当第一块透气砖使用到寿命时，第二块透气砖预埋30mm-100mm厚度的类座砖材料也基本损耗完毕，此时用氧枪很容易将其吹通进行吹氩工作。[0012]第二块透气砖的制作方法是：[0013]1.1直接预制型整体透气砖：[0014]1.1.1将透气芯放置在座砖模具里面，此时透气芯比座砖低30mm-100mm，需要在透气芯小头固定一个便于脱模的锥形模具，锥形模具大小头直径差为5mm-10mm，大头朝外，高度不低于座砖上表面，锥形模具与透气芯接触后必须完全遮盖住透气芯供气通道，在透气芯小头涂刷一层厚度为的石蜡，并使其凝固，然后安装锥形模具，设置好锥形模具后开始预制座砖，养护、拆模具、烘干后进行下一步处置；[0015]1.1.2将透气砖的锥形孔内杂物清理干净，在透气芯小头表面涂刷一层厚度为1mm-2mm的石蜡并使其凝固，然后在锥形孔侧面上自透气芯表面到座砖表面间断式涂刷工业机油，涂刷面积为锥形孔侧面积的40%-80%，呈条状均布，也可以用厚度不超过0.2mm的纸条、塑料膜粘贴在锥形孔的侧面上代替涂刷工业机油。[0016]1.1.3最后在锥形孔内灌注与座砖材料颜色有区别的浇注料，颜色的区分可通过氧化铬的加入量来调整，经千燥后完成制作，要求灌注浇注料的耐火度多1700°C，110°C烘烤24h条件下的耐压强度和1600°C保温3h条件下的耐压强度是与之搭配座砖相应条件下耐压强度的70%-90%，1600°C烧后线变化率为0.02%-0.35%。[0017]方案1.1.1中锥形模具大小头直径差的限制和大头朝外及涂抹石蜡的要求是为了能够实现制作并且保证性能；1.1•2中同样涂抹工业机油或用其它材料代替，目的是涂抹机油的部位，灌注浇注料与座砖不产生结合，其它不涂抹机油的部位产生结合，当该透气砖开始使用时用氧枪烧开时便于烧开；1.1.3中灌注浇注料与座砖材料性能的差异可使得在第一块透气砖使用过程中，灌注浇注料的损耗会比座砖材料较快且不能完全被损耗掉，基本形成一个凹坑，便于氧枪找准位置烧开，同样，通过氧化铬来区分灌注浇注料与座砖材料的颜色也是此目的。[0018]1.2组装型整体透气砖：[0019]将透气芯与座砖通过火泥组装，此时自然形成深度为3〇mm-100mm的锥形孔，锥向与1•1中所述的相反，然后按照1.1.2、1.1.3的方法制作。[0020]2,两块透气砖在常温状态、压力为〇.3MPa、介质为空气条件下的流量范围为30Nm3h-65Nm3h，并根据钢包大小来具体设定，在钢包内服役时，底吹氩气的压力需在0•8MPa-2.2MPa范围内通过手阀灵活、方便调整。[0021]本方案所提的要求目的是通过调整透气砖流量和调整底吹氩气压力尽可能在吨位较大的钢包上实施本发明以扩大应用范围。[0022]本发明的有益效果是：[0023]1，透气砖流量可行的调整设计可保证本发明尽可能在较大钢包实施，目前大多新制钢包的特点与较早钢包相比是直径较小而高度较高，这种钢包结构特点更适合本发明的应用；[0024]2,第二块透气砖结构和材料特征的设计一方面保证透气芯性能在使用前不被环境所影响，或极少影响同时又容易找准透气芯所在位置以氧枪吹开；[0025]3，通过上述方案可延长底吹综合寿命达到原来的1.5-1.7倍；[0026]4,底吹透气砖寿命的提高自然导致冶炼效率的提高、减少整体钢包耐火材料的的浪费、避免了换休透气砖产生的能耗等有益效果。附图说明：[0027]图1:第一块透气砖剖面图；[0028]图2:直接预制型第二块透气砖剖面图；[0029]图3:组装型第二块透气砖剖面图；[0030]图4:灌注浇注料施工之前透气砖剖面图；[0031]图5:锥形孔侧面展开后涂抹工业机油示意图；[0032]图6:第一块透气砖使用到寿命封堵后剖面图；[0033]图7:第一块透气砖使用到寿命后第二块透气砖剖面形貌图。[0034]图中①:透气座砖;②:透气芯；③：灌注浇注料;④:锥形孔侧面涂抹工业机油部位;⑤:锥形孔侧面保持清洁部位;⑥:透气芯表面涂抹石蜡的部位;⑦:封堵自流料;⑧:火泥;⑨:锥形孔;⑩:锥形孔高度为30mm-100mm。具体实施方式[0035]1，在180吨精炼钢包示例：[0036]1.1制作第一块透气砖，采用直接预制型透气砖，透气芯②采用铬刚玉尖晶石质狭缝式，狭缝数量为54条，流量为65Nm3h，透气座砖①采用刚玉尖晶石质，透气座砖①110°C烘烤24h条件下的耐压强度为65MPa，1600°C保温3h条件下的耐压强度是185MPa，l6〇0°C烧后线变化率为0.41%。[0037]1.2制作第二块透气砖，采用直接预制型透气砖，透气芯②采用铬刚玉尖晶石质狭缝式，狭缝数量为54条，流量为65Nm3h，透气座砖①采用刚玉尖晶石质，透气座砖①110°C烘烤24h条件下的耐压强度为65MPa，l6〇0°C保温3h条件下的耐压强度是l85MPa，l6〇0°C烧后线变化率为0.41%，锥形孔高度⑩取38圓。[0038]1.3准备灌注浇注料③，材质选择铬刚玉尖晶石质，氧化铬含量为3%，ll〇°C烘烤24h条件下的耐压强度为58MPa，1600°C保温3h条件下的耐压强度是l6〇MPa，l6〇0°C烧后线变化率为0.22%。[0039]1.4第二块透气砖制作呈图4状态后，首先在透气芯②表面涂刷一层1mm厚度的石蜡，凝固后在锥形孔⑨侧面涂刷工业机油，每条宽25mm，共涂8条，然后将灌注浇注料③灌入锥形孔内，捣或振实，凝固后即可完成制作，无须烘烤，当透气砖砌筑在钢包内时随钢包一同烘烤即可。[0040]1.5将上述两块透气砖砌筑在包内，先用第一块透气砖，按照精炼需要钢水翻腾情况调整氩气流量。[0041]1.6根据某钢厂实际情况，第一块透气砖平均可使用38次，第一块透气砖到寿命后用氧枪清扫干净第一块透气砖座砖①孔表面的钢、渣。[0042]1.7观察第二块透气砖部位形貌，凹陷部位即为透气芯②所在部位，图7所示，用氧枪烧开第二块透气砖。[0043]1.8将钢包立置，然后用封堵自流料⑦封堵第一块透气砖，封堵自流料⑦可选择座砖①周围接缝自流料即可满足需要，封堵后的第一块透气砖呈图6所示。[0044]1•9封堵完毕后钢包正常使用，选择第二块透气砖底吹氩气。[0045]2,在100T精炼钢包示例：[0046]2.1制作第一块透气砖，采用组装型型透气砖，透气芯②采用铬刚玉尖晶石质狭缝式透气砖，狭缝数量为36条，流量为30Nm3h，透气座砖米用刚玉尖晶石质，透气座砖①110°C烘烤24h条件下的耐压强度为65MPa，1600°C保温3h条件下的耐压强度是145MPa，160TC烧后线变化率为0.38%。[0047]2.2制作第二块透气砖，采用组装型整体透气砖，分别制作透气芯②和透气座砖①，透气芯②采用铬刚玉尖晶石质狭缝式透气砖，狭缝数量为36条，流量为30Nm3h，透气座砖①采用刚玉尖晶石质，透气座砖①110°C烘烤24h条件下的耐压强度为65MPa，l6〇TC保温3h条件下的耐压强度是145MPa，1600°C烧后线变化率为〇.38%，锥形孔高度取45mm，然后通过火泥⑧来组装，组装后的透气砖经150°C干燥后备用。[0048]2•3准备灌注浇注料③，材质选择铬刚玉尖晶石质，氧化铬含量为4%，11TC烘烤24h条件下的耐压强度为55MPa，160TC保温3h条件下的耐压强度是120MPa，160TC烧后线变化率为0.21%。[0049]2•4首先在第二块透气砖的透气芯②表面涂刷一层1mm厚度的石蜡，凝固后在锥形孔⑨侧面涂刷工业机油，每条宽20mm，共涂8条，然后将灌注浇注料③灌入锥形孔内，捣或振实，凝固后即可完成制作，无须烘烤，当透气砖砌筑在钢包内时随钢包一同烘烤即可。[0050]2.5将上述两块透气砖砌筑在包内，先用第一块透气砖，按照精炼需要钢水翻腾情况调整氩气流量。[0051]2.6根据某钢厂实际情况，第一块透气砖平均可使用40次，第一块透气砖到寿命后用氧枪清扫干净第一块透气砖座砖①孔表面的钢、渣。[0052]2•7观察第二块透气砖部位形貌，凹陷部位即为透气芯②所在部位，用氧枪烧开第二块透气砖。[0053]2•S将钢包立置，然后用封堵自流料⑦封堵第一块透气砖，封堵自流料⑦可选择座砖①周围接缝自流料即可满足需要。[0054]2•9封堵完毕后钢包正常使用，选择第二块透气砖底吹氩气。[0055]3，理论上在钢包内可以安装三块透气砖，按照本发明技术方案可进一步提高底吹透气砖综合寿命：[0056]第一块、第二块透气砖按照上述示例进行，第二块透气砖使用到寿命后可按照类似的办法封堵后开始使用第三块透气砖。[0057]包底的部位需要安装水口座砖、透气砖，根据目前实际情况在钢包底部安装三块透气砖是可以实现的。

权利要求：1.依次吹氩以延长底吹整体型透气砖综合寿命的方法，其特征是:通过调整透气芯的狭缝，设计一种流量较高的透气砖使其保证一块透气砖能够满足钢包精炼要求，在钢包底砌筑时，砌筑两块透气砖，现场使用时，先使用第一块透气砖，直到其达到最终寿命，将使用到最终寿命的第一块透气砖用刚玉质封堵自流料封堵，然后用氧枪将第二块透气芯烧开使其开始工作，第一块透气砖是常规的整体型透气砖，第二块透气砖的透气芯不直接暴露在座砖表面，而是距座砖上表面有30mm-100mm的距离并埋在座砖里面的整体型透气砖，第二块透气砖可制作成直接预制型和组装型两种，其制作方法如下：1.1直接预制型：1.1.1将透气芯放置在座砖模具里面，此时透气芯比座砖低30mm_100mm，需要在透气芯小头固定一个便于脱模的锥形模具，锥形模具大小头直径差为5皿_10™，大头朝外，高度不低于座砖上表面，锥形模具与透气芯接触后必须完全遮盖住透气芯供气通道，在透气芯小头涂刷一层厚度为的石蜡，并使其凝固，然后安装锥形模具，设置好锥形模具后开始预制座砖，养护、拆模具、烘干后进行下一步处置；1.1.2将透气砖的锥形孔内杂物清理干净，在透气芯小头表面涂刷一层厚度为的石蜡并使其凝固，然后在锥形孔侧面上自透气芯表面到座砖表面间断式涂刷工业机油，涂刷面积为锥形孔侧面积的40%-80%，呈条状均布，也可以用厚度不超过〇.2mm的纸条、塑料膜粘贴在锥形孔的侧面上代替涂刷工业机油；1.1.3最后在锥形孔内灌注与座砖材料颜色有区别的浇注料，颜色的区分可通过氧化铬的加入量来调整，经干燥后完成制作，要求灌注浇注料的耐火度多17〇〇°C，110°C烘烤24h条件下的耐压强度和1600°C保温3h条件下的耐压强度是与之搭配座砖相应条件下耐压强度的70%-90%，1600°C烧后线变化率为0.02%-0.35%;1.2组装型：将透气芯与座砖通过火泥组装，此时自然形成深度为30mm-100mm的锥形孔，然后按照1.1.2、1.1.3的方法制作。2.根据权利要求1所述的方法，透气砖自身流量和工作时底吹氩气的压力值及其调整是关键，其特征是:两块透气砖在常温状态、压力为0.3MPa、介质为空气条件下的流量范围为30Nm3h-65Nm3h，并根据钢包大小来具体设定，在钢包内服役时，底吹氩气的压力需在0.8MPa-2.2MPa范围内通过手阀灵活、方便调整。

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