组合式锥形弥散透气砖的制作方法技术

组合式锥形弥散透气砖的制作方法，提供了弥散块的制作方法，并提供了以该弥散块为重要部件制作透气砖的方法，包括以火泥接缝的透气砖制作方法和以浇注料接缝的制作方法，所述方法基于发明专利技术中的相应结构和配方特点，所制作的弥散块具有长寿命特点，可用于任意大型精炼钢包。

Making method of combined type conical diffused air permeable brick

A method for making a combined conical diffused breathable brick, provides a method for making a dispersion block, and provides a method for making a breathable brick with the dispersion block as an important part, including a method of making a porous brick with a fire mud and a method for making a joint with a castable material. The method is based on the characteristics of the corresponding structure and formula in the invention. The dispersion block has long service life and can be used in any large refining ladle.

【技术实现步骤摘要】
组合式锥形弥散透气砖的制作方法
本专利技术涉及钢铁冶金炉外精炼底吹氩系统，特别是结构陶瓷中耐火材料方面的钢包透气砖，更是透气砖中弥散型透气砖的结构、制作方法及其配方。
技术介绍
钢铁冶金行业内，炉外精炼的出现是炼钢工艺的颠覆性发展，是将调整钢水成分、温度去除夹杂的任务转移到钢包中冶炼的二次精炼工艺，因此钢包透气砖是高品质钢的核心功能元件。钢包透气砖的发展历程大概为：起初出现了高铝、黏土质的弥散型透气砖，本文定义为“第一代透气砖”虽然其寿命只有若干次，但从方式上属于底吹，较原来的顶吹搅拌具有进步意义，随着冶金材料的发展，透气砖出现了狭缝式，其寿命大大提高，充分推进了钢铁冶金的发展，目前，大多钢包透气砖还选用狭缝类透气砖，其寿命根据精炼情况的差异而有不同，从7-8次到约100次不等，近年来，市场上还出现了一种弥散式透气砖，本文定义为“第二代弥散型透气砖”，在某些精炼条件下，具有狭缝类透气砖不可具备的优势或性能特点，如不易断裂，无须氧枪清扫等。透气砖外观呈锥形，横截面呈圆形，有耐火材料本体、金属外壳、尾管等几部分，其功能是向钢包内输送氩气，以搅拌钢水达到精炼等目的。狭缝类透气砖是氩气通道具有特定物理形状的透气砖，狭缝的产生可以由陶瓷板拼接、带状或线状烧失物预埋在透气砖浇注料中，经高温烧失后而产生。弥散类透气砖包括第一代、第二代及本专利技术涉及的新型弥散透气砖，都是通过颗粒级配的方式在耐火材料本体留置大量相互贯通的空隙或气孔达到氩气通过的目的，制作方法一般都是经压制而成。第一代弥散型透气砖，其弥散通气部分完全是锥形，也就是说，耐火材料本体全部是弥散通气部分，制作方法是从透气砖大头立向手工捣制，后来发展到单面机压，受压面是透气砖大头部位，但因耐火材料本体呈锥形，而且透气砖高径比太大，因此这种压制的方法必然会存在坯体内部不均匀等缺陷，无法制造出性能良好的弥散型透气砖。近年来出现的第二代弥散型透气砖的结构则和第一代弥散透气砖不同，耐火材料本体包括方形弥散块，周围包裹浇注料和底座(附图1所示)，弥散块制作成方形便于侧面单面受力压制，弥散块均匀性较高，服役表现比较理想。在第二代弥散型透气砖中，方形弥散块的结构形式必然导致通气截面积受限制，如一般透气砖小头直径为120mm，方形弥散块最大只能制作成内接与直径为120mm的圆，其面积最大约为该圆面积的63.7％。前文所述，弥散类透气砖气体通道是通过弥散块的颗粒级配有意制造出空隙缺陷实现通气，因为有大量的缺陷在内部，这样必然会导致弥散块的各种力学性能大幅下降，如果降低弥散块内部缺陷以提高力学性能，那么在有限的截面积的前提下，透气量会受到影响，因此，如果有一种办法，可以减少弥散块内部气体通道的缺陷以提高弥散块的力学性能，又能保证透气量和弥散块的制作均匀性，便可提供一种高寿命的弥散透气砖。我们知道，减少弥散块内部通气空隙缺陷，可通过配方和工艺实现；弥散块的制作均匀性可通过工艺手段实现；保证透气量则只能增大弥散块的截面积，将弥散块制作成和透气砖一致的锥形，也就是说从外观而言，制作成与第一代弥散透气砖一致的形状，又能克服第一代弥散透气砖的不足，即本专利技术的主题：组合式锥形弥散透气砖，包括其结构、制作方法及配方等。另，具有上述特征的锥形透气砖也就是外观与第一代弥散型透气砖一致，从制作工艺而言，可通过等静压的方法实现，但这种方法压制具有通气空隙缺陷的物料时，非常容易断裂、层裂，成品率太低，生产效率非常低下。在现有相关技术中，专利201020104628.3的核心是“位于芯部的狭缝透气部分(4)和设置在所述狭缝透气部分(4)外部的弥散透气部分(5)”，其意义是“搅拌效果好、具有较好净化作用且工作效率高”；专利201120352995.X的效果与201020104628.3类似；专利201520819368.0在弥散部分中心置入一个柱状内芯其有益效果是：“不但有利于成型，使用时可以消解透气砖受到的热应力，相应提高了透气砖的安全系数”；专利201520821852.7透气砖内部完全是一个整体式的弥散状，其意义是“大通气量”；专利201610199792.9、201610202807.2是经浇注的方法而成的一种弥散砖；专利201610794506.3是经挤压而成制备了一种弥散式透气砖；专利201710013255.5是以浇注的方法，通过预置一个海绵制作一种弥散透气砖。
技术实现思路
为实现所述理念，以达到相应有益效果，本专利技术采取的技术方案是：1，结构1.1透气砖耐火材料部分包括：由两部分组合而成的横截面为圆的锥形弥散块、底座、接缝浇注料、接缝火泥几部分，锥形弥散块的特点是沿轴线纵向将其分为对称的两部分，并直接物理组合而成，组合而成的弥散块与底座物理接触，两者之间有气室，弥散块通过火泥与透气砖金属外壳贴紧，底座与透气砖金属外壳之间用接缝浇注料填充，如图2所示结构，此为组合式锥形弥散透气砖的基础结构。底座的气体通道是狭缝式，底座的高度为80mm-250mm，底座上有一道或两道锚固槽，底座轮廓可呈锥形或圆柱形，火泥的厚度为0.1mm-3mm。本方案的核心是在于弥散块呈锥形并且分割成对称的两部分，锥形的意义就是从体积而言，透气量会大，分割的意义在于可以单面机压而成，保证压制均匀性。1.2，透气砖耐火材料部分包括：由两部分组合而成的横截面为圆的锥形弥散块、弥散块中心的防断芯、底座、接缝浇注料、接缝火泥几部分，两部分对称的弥散块组合而成时在弥散块中心形成一个完整圆柱空缺，其中振动灌注高性能耐火浇注料形成防断芯，锥形弥散块的特点是沿轴线纵向将其分为对称的两部分，并直接物理组合而成，组合而成的弥散块与底座物理接触，两者之间有气室，弥散块通过火泥与透气砖金属外壳贴紧，底座与透气砖金属外壳之间用接缝浇注料填充，如图3所示结构，此为防断型组合式锥形弥散透气砖。底座的气体通道是狭缝式，底座的高度为80mm-250mm，底座上有一道或两道锚固槽，底座轮廓可呈锥形或圆柱形，火泥的厚度为0.1mm-3mm，防断芯的直径为20mm-80mm，防断芯浇注料要求临界粒度不超过6mm，1620℃温度下的冷态抗折强度大于等于36MPa，相应线变化率为+0.08％至+0.25％之间，耐火度大于等于1810℃。本方案是在方案1的基础上，在锥形弥散块的中心设计一个由高性能浇注料制成的防断芯，意义在于防止弥散块的断裂。1.3，透气砖的结构包括：由两部分组合而成的横截面为圆的锥形弥散块、底座、接缝浇注料几部分，锥形弥散块的特点是沿轴线纵向将其分为对称的两部分，并直接物理组合而成，组合而成的弥散块与底座物理接触，两者之间有气室，弥散块与透气砖金属外壳之间、底座与透气砖金属外壳之间用接缝浇注料填充，如图4所示结构，此为抗渗型组合式锥形弥散透气砖。接缝浇注料最薄处的厚度为8mm-30mm，底座的气体通道是狭缝式，底座的高度为80mm-250mm，底座上有一道或两道锚固槽，底座轮廓可呈锥形或圆柱形。本方案是在方案1的基础上去掉接缝火泥，用接缝浇注料代替，我们知道，火泥相比耐火浇注料而言，永远是薄弱点，因此方案3的意义能够避免方案1所描述的透气砖用到后期可能从火泥部分渗钢，同时由两瓣组合而成的弥散块的横截面理论上可呈圆形，要求弥散块制作精度较高，用火泥连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.组合式锥形弥散透气砖的制作方法，其特征是：1.1不带防断芯弥散块的制作：按配方备料，将所有颗粒料和细粉料分别混合均匀，在搅拌机中加入所有颗粒料，再外加聚乙烯醇溶液，混合均匀后加入其余细粉料，混合3min后，将物料备用成型；将弥散块设计成对称的两个部分，成型方式为单面受压成型，受压面为弥散块沿轴线切开的面，按照砖型制作模具，上压头受压面为平面，然后加入混好的物料压制弥散块的每一部分，成型压力为70MPa‑150MPa，压制而成的弥散块预留1mm‑10mm的直段；压制后的两瓣弥散块经过最高150℃干燥并经最高1500℃‑1700℃烧制而成；将两瓣弥散块的直段磨掉，要求保证精度，将打磨后的两瓣弥散块直接物理组合即可完成弥散芯的制作；1.2弥散块不带防断芯，用火泥接缝透气砖的制作：首先制作底座③，底座③上下留气室⑦，气体通道选择狭缝式⑤，浇注而成，经1500℃‑1700℃烧制而成，材质选择传统透气砖浇注料即可；将组合好的弥散块的外表面涂抹火泥并压入透气砖金属外壳中，要求火泥厚度为0.1mm‑3mm，随后经过最高150℃干燥；将底座通过夹具固定在上述透气砖相应位置并固定在振动台上后，在底座③周围灌注接缝浇注料②，所用接缝浇注料②为传统透气砖浇注料，接缝浇注料②所用原料的临界粒度不超过接缝浇注料②最小厚度的二分之一，且不超过6mm；经50‑70℃养护后经最高150℃烘烤；焊接透气砖后盖及尾管完成制作；1.3弥散块不带防断芯，用浇注料接缝透气砖的制作：首先制作底座③，底座③上下留气室⑦，气体通道选择狭缝式⑤，浇注而成，经1500℃‑1700℃烧制而成，材质选择传统透气砖浇注料即可；将两瓣弥散块物理组合，并用直径小于0.5mm的高强尼龙线捆扎，然后将底座、组合后的弥散块一同固定在透气砖金属外壳中，并固定在振动台上；在底座③及弥散块周围灌注接缝浇注料②，所用接缝浇注料②为传统透气砖浇注料，接缝浇注料②所用原料的临界粒度不超过接缝浇注料②最小厚度的二分之一，且不超过6mm；经50‑70℃养护后经最高220℃烘烤；焊接透气砖后盖及尾管完成制作。...

【技术特征摘要】
1.组合式锥形弥散透气砖的制作方法，其特征是：1.1不带防断芯弥散块的制作：按配方备料，将所有颗粒料和细粉料分别混合均匀，在搅拌机中加入所有颗粒料，再外加聚乙烯醇溶液，混合均匀后加入其余细粉料，混合3min后，将物料备用成型；将弥散块设计成对称的两个部分，成型方式为单面受压成型，受压面为弥散块沿轴线切开的面，按照砖型制作模具，上压头受压面为平面，然后加入混好的物料压制弥散块的每一部分，成型压力为70MPa-150MPa，压制而成的弥散块预留1mm-10mm的直段；压制后的两瓣弥散块经过最高150℃干燥并经最高1500℃-1700℃烧制而成；将两瓣弥散块的直段磨掉，要求保证精度，将打磨后的两瓣弥散块直接物理组合即可完成弥散芯的制作；1.2弥散块不带防断芯，用火泥接缝透气砖的制作：首先制作底座③，底座③上下留气室⑦，气体通道选择狭缝式⑤，浇注而成，经1500℃-1700℃烧制而成，材质选择传统透气砖浇注料即可；将组合好的弥散块的外表面涂抹火泥并压入透气砖金属外壳中，要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小旭，陈瑞峰，赵晓东，
申请(专利权)人：洛阳轩石高温材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41