[发明专利]一种钢包透气砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢包耐火材料技术领域。具体涉及一种钢包透气砖及其制备方法。

背景技术

随着特殊钢冶金技术及炉外精炼工艺的发展，通过钢包透气砖向钢液中吹入氩气等惰性气体，充分搅拌钢水，以快速、均匀地熔化添加存钢水中的各种材料，达到去除有害杂质和提高钢水洁净度的目的。透气砖作为这一工艺中的关键功能耐火材料，其使用性能对精炼工艺的顺利实施，保证钢的质量以及产量相当重要，对其寿命、吹气成功率、透气量要求较高。然而，随着洁净钢和高品质钢需求的不断增长，炉外精炼比例增大，时间延长，透气砖所承受的工作负荷加大，使用条件也日趋苛刻。多数情况下透气砖由于钢或渣的渗透、纵横向断裂等原因，吹开率降低，使用寿命缩短，目前其已成为限制钢包寿命提高和低成本运行的瓶颈因素。

长期以来，国内外在透气砖材质、结合系统、透气方式、吹气参数等与其使用性能及精炼效果方面，进行了大量研究与实践，取得了一定的良好实际效果。Yung Chaoko等通过在电熔刚玉中添加莫来石烧成刚玉-莫来石透气砖（Yung Chaoko. Influence of the characteristics of spinel of the slag resistance of Al₂O₃-MgO and Al₂O₃-Spinel castables[J]. J. American Ceramic Society, 2000, 83(9): 2333-2335），改善了透气砖使用中的抗剥落性能和高温性能以及热震稳定性，但该种透气砖易被渣渗透。永井等通过在刚玉质透气砖的基质中引入二氧化钛和氧化铝微粉提高了透气砖的透气度（Egashira, Hiroaki, Aramaki, et al. Development of Long-life Slit Plug Material for Steel Ladle. UNITECR’99 Congress, 1999: 308-311），但降低了强度和抗侵蚀性能。而后，众多专家学者在刚玉材料的基质中再进一步添加氧化镁，虽提高了透气砖的热震稳定性和抗侵蚀性能，但材料的体积稳定性及其他高温性能受到一定影响。薛文辉还研制了Sialon结合刚玉透气砖（薛文东. 精炼钢包用供气元件的材质、孔型设计及应用的研究[D]. 北京：北京科技大学，2003.），但使用中抗烧氧清理能力差，所以没有推广使用。

发明内容

本发明旨在克服已有技术缺陷，目的是提供一种强度高、使用寿命长、热震稳定性好、耐冲刷、抗钢渣的渗透性优良和抗钢渣的侵蚀性优异的钢包透气砖及其制备方法。

为实现上述任务，本发明所采用的技术方案是：

一、所述钢包透气砖的原料及其含量是：

微孔刚玉颗粒                             45~65wt%；

微孔镁铝尖晶石颗粒                       5~15wt%；

电熔致密刚玉颗粒                         5~10wt%；

α-Al₂O₃微粉                              5~13wt%；

氧化镁微粉                               2~6wt%；

铬渣细粉                                 2~6wt%；

氢氧化铝微粉                             1~5wt%；

碳化物微粉                               1~5wt%。

以下为外加剂及其含量；外加剂的含量为所述外加剂占上述原料总质量的百分量：

有机纤维                                 0.02~0.08wt%；

硝酸钙                                   0.1~0.5wt%；

镁铝合金                                 0.02~0.08wt%；

聚羧酸减水剂                             0.05~0.2wt%。

二、所述钢包透气砖的制备方法是：

根据所述钢包透气砖的原料及其含量和外加剂及其含量，按下述步骤进行：