專利名稱：直通式氣道透氣磚的制備方法
技術領域：
本發明涉及耐火材料技術領域，具體涉及一種直通式氣道透氣磚的制備方法。
技術背景
爐外精煉底吹氬工藝是通過安裝在鋼包爐底部的透氣磚將高壓惰性氣體(氬氣) 吹入鋼包攪拌鋼液，使鋼液成分和溫度均勻，達到精煉的目的。所以透氣磚的使用性能優劣對爐外精煉工藝的可靠性和安全性至關重要。
目前主流的透氣磚多數采用直通式氣道。氣道可由磚坯中嵌入預合成的陶瓷棒和陶瓷芯板、或預埋燒失物而制得。直通式氣道氣流穩定，對鋼液攪拌效果好，使用壽命長，通氣量調節范圍大。缺點是在鋼液靜壓力的作用下，以及鋼水與目前材質的潤濕性較好導致鋼液和鋼渣容易沿氣道滲透，導致吹通率降低；同時氣道作為透氣磚的薄弱環節，易受鋼渣侵蝕破壞以及溫度劇烈變化造成的熱應力破壞而導致快速損毀。從而嚴重影響透氣磚的使用效果。
針對直通式氣道的缺點，目前主要通過控制氣道的尺寸以減少鋼渣滲透，并采用性能良好的高檔耐火原料以改善透氣磚的使用性能。但是氣道尺寸小，氣體流量小，精煉效果差；而采用高檔耐火原料則增加透氣磚生產成本。
如果可以單獨對氣道部分進行特殊處理，僅在氣道部分使用對鋼水潤濕角大、鋼水不易滲透同時又具有良好高溫性能的耐火原料，既可以提高透氣磚的使用壽命，又不會顯著增加生產成本。發明內容
本發明的目的是提供了一種直通式氣道透氣磚的制備方法，使其能提高透氣磚的使用效果，又不會顯著增加生產成本。
本發明為完成上述發明任務采用如下技術方案一種直通式氣道透氣磚的制備方法，在所述透氣磚的氣道壁上具有光滑、致密的涂層； 所述涂層的獲得方式為在燒失物表面涂抹上預先制備好的漿料，將燒失物置于磚坯內需設置氣道位置，所述的磚坯燒成后，燒失物燒失形成直通式氣道，燒失物表面具有的涂層殘留于氣道的壁上，構成光滑致密的氣道壁；或，在多個陶瓷芯板表面涂抹上預先制備好的漿料，將若干陶瓷芯板置于模具內制得磚坯，陶瓷芯板之間構成所需的直通式氣道，所述的磚坯燒成后，在透氣磚直通式氣道的壁上得到光滑致密的壁面；在燒失物或陶瓷芯板上涂抹預先制備好的漿料后，對涂抹漿料的燒失物或陶瓷芯板進行預熱處理，使涂層具有一定強度并與燒失物或陶瓷芯板緊密結合； 其具體步驟如下a、首先配制好漿料；b、在陶瓷芯板或燒失物上涂抹預先制備好的漿料后，對涂抹漿料的陶瓷芯板或燒失物進行預熱處理，使涂層具有一定強度并與陶瓷芯板或燒失物緊密結合，預熱溫度為500C "150°C ；C、將表面具有涂層的陶瓷芯板拼裝在一起固定在模具中，打上澆注料，制成磚坯，陶瓷芯板位于透氣磚磚坯的中心部位構成所需的氣道；所述的磚坯燒成后，在透氣磚直通式氣道的壁上具有光滑致密的壁面；或將表面具有涂層的燒失物置于磚坯內，進行焙燒后燒失物燒失形成氣道，燒失物表面具有的涂層殘留于氣道的壁上，構成光滑致密的氣道壁；所述磚坯的焙燒溫度為800°C 1650°C。
所述涂層的厚度為0. 05mnT3mm。
本發明涉及的直通式氣道透氣磚具有以下優點1)涂層選用的耐火原料與鋼液的潤濕角大，可以有效防止氣道滲鋼，提高吹通率；涂層具有優良的抗熱震性能，可以減輕因氣道中吹入冷氣造成的熱應力破壞。因而氣道性能得到優化，不再是透氣磚的薄弱環節，可以顯著改善透氣磚的使用性能；此外，僅在氣道表面使用高檔耐火原料，生產成本相應降低；2)制備工藝簡單，適合產業化生產。
圖1是本發明直通式氣道透氣磚的剖面示意圖。
圖2是圖1的俯視圖。
圖3為圖2中A部的放大圖。
圖4是本發明直通式氣道透氣磚的剖面示意圖。
圖5是圖4的俯視圖。
圖6為圖5中B部的放大圖。
圖中1、陶瓷芯板，2、涂層，3、氣道。
具體實施方式
下面結合附圖與具體實施例對本發明進行詳細描述。
如圖1、圖2、圖3所示，一種直通式氣道透氣磚的制備方法，所涉及透氣磚的中部要求具有6條直通式氣道，氣道3的尺寸250mmX50mmX0. Imm ；配制漿料，將所配制的漿料均勻涂抹在剛玉質陶瓷芯板表面，涂層2厚度Imm ；經30°C和110°C各保溫3小時處理后， 涂層已有一定強度并緊密附著在陶瓷芯板上；將7塊陶瓷芯板1拼裝在一起固定在模具中， 打上澆注料，制成磚坯，7塊陶瓷芯板位于透氣磚磚坯的中心部位形成6條氣道；經1000°C 燒成后得到直通式氣道透氣磚。
實施例2 如圖4、圖5、圖6所示，另一種直通式氣道透氣磚的制備方法，所涉及透氣磚要求具有30條直通式氣道，氣道3尺寸為300mmX15mmX0. 2mm ；配制料漿，將所配制的漿料均勻涂抹在塑料燒失物上，塑料燒失物尺寸為400mmX15mmX0. 2mm，漿料涂抹的高度為310mm、厚度為Imm ；經30°C和110°C各保溫3小時處理后，涂層已有一定強度并緊密附著在塑料燒失物上；將30條涂抹有涂層的塑料燒失物固定在模具中，打上澆注料，制成磚坯，經1000°C燒成后，30條涂抹有涂層的燒失物在磚坯中形成30條直通式氣道。
實施例3，用實施例2相似的工藝制得的有36條直通式氣道的直通式透氣磚，氣道尺寸為 350mmX 17mmX0. 25mm。
采用性能良好的高檔耐火原料生產直通式氣道透氣磚，是現在很多企業所采用的方法；高檔耐火原料與鋼液的潤濕角大，可以有效防止氣道滲鋼，提高吹通率，同時又具有良好高溫性能；但是采用高檔耐火原料增加了透氣磚的生產成本；本發明是單獨對透氣磚的氣道部分進行處理，使用對鋼水潤濕角大、鋼水不易滲透同時又具有良好高溫性能的耐火原料，制作漿料，用于氣道部分，既可以提高透氣磚的使用壽命，又不會顯著增加生產成本。本發明中所涉及的漿料的耐火原料，為現有企業生產透氣磚廣泛應用的公知技術。
上述實施例中所用漿料的材質為工業上廣泛應用的高級耐火原料，如純剛玉質、 鉻剛玉質、鋯剛玉質、碳化硅質和氧化鋯質等，給出幾種具體配比和配置過程如下①純剛玉材質各組分具體配比所采用原料為< 0. 044mm電熔剛玉和< 5 μ m燒結氧化鋁微粉，原料質量百分比為0. 044mm電熔剛玉70%，燒結氧化鋁微粉30% ；結合劑采用磷酸鋁，加入量為原料質量的5%，分散劑采用三聚磷酸鈉，加入量為原料質量的2%。將各種干料在混合機中干混1(Γ20分鐘，加入適量的水(原料質量的8% 20%)攪拌混勻，另外引入原料質量0. 1%的發酵酒精廢液以改善涂層的可塑性。
②鉻剛玉材質各組分具體配比所采用原料為< 0. Olmm氧化鉻、0. 044mm燒結氧化鋁細粉和< 2 μ m燒結氧化鋁微粉，原料質量百分比為< 0.01mm氧化鉻60%，0. 044mm燒結氧化鋁細粉25%，燒結氧化鋁微粉15% ；結合劑采用磷酸鋁，加入量為原料質量的6%，分散劑采用三聚磷酸鈉，加入量為原料質量的1. 5%。將各種干料在混合機中干混1(Γ20分鐘，加入適量的水(加入量為原料質量的8% 20%)攪拌混勻即可。
③鋯剛玉質各組分具體配比所采用原料為< 0. 2mm氧化鋯、0. 044mm電熔剛玉和<5 μ m工業氧化鋁。原料質量百分比為彡0. 2mm氧化鋯25%，0. 044mm電熔剛玉55%，< 5 μ m 工業氧化鋁20% ；穩定劑采用三氧化二銠，加入量為原料質量的0. 5^0. 7%，結合劑采用磷酸鋁，加入量為原料質量的5%，分散劑采用三聚磷酸鈉，加入量為原料質量的2%。將各種干料在混合機中干混1(Γ20分鐘，加入適量的水(加入量為原料質量的8% 20%)攪拌混勻即可。
④碳化硅質各組分具體配比所采用原料為彡0.2mm碳化硅、0.044mm莫來石、 0. 044mm氧化鋁細粉和< 10 μ m硅微粉，原料質量百分比為< 0. 2mm碳化硅25%，0. 044mm莫來石50%，0. 044mm氧化鋁細粉15%，^ 10 μ m硅微粉10% ；分散劑采用三聚磷酸鈉，加入量為原料質量的1 ；將各種干料在混合機中干混1(Γ20分鐘，加入適量的水(加入量為原料質量的8% 20%)攪拌混勻即可。
⑤氧化鋯質各組分具體配比制備均勻、穩定的氧化鋯料漿，方法是先把粒度<3 μ m的電熔氧化鋯微粉和水溶液按質量比為1 :0. 5進行調和，再分別加入占電熔氧化鋯微粉和水溶液總重量1. 5%的聚丙烯酸胺分散劑和0. 3%的CMC防沉劑，并用氨水調節溶液 PH值到9 ；然后，繼續攪拌直至料漿均勻穩定。
直通式氣道透氣磚的制備為現有耐火材料行業普遍使用的成熟技術，即所涉及的直通式氣道透氣磚的材質及制備、陶瓷芯板的材質及制備均為現有耐火材料行業普遍使用的成熟技術，對其不作過多說明。
權利要求
1.一種直通式氣道透氣磚的制備方法，其特征在于所述透氣磚的氣道壁上具有光滑、致密的涂層(1)；所述涂層(1)的制備方式為在燒失物表面涂抹上預先制備好的漿料，將燒失物置于磚坯內需設置氣道位置，所述的磚坯燒成后，燒失物燒失形成直通式氣道 (2)，燒失物表面具有的涂層殘留于氣道的壁上，構成光滑致密的氣道壁；或，在多個陶瓷芯板(3)表面涂抹上預先制備好的漿料，將若干陶瓷芯板(3)置于模具內制得磚坯，陶瓷芯板之間構成所需的直通式氣道(2)，所述的磚坯燒成后，在透氣磚直通式氣道的壁上得到光滑致密的壁面；在燒失物或陶瓷芯板上涂抹預先制備好的漿料后，對涂抹漿料的燒失物或陶瓷芯板進行預熱處理，使涂層具有一定強度并與燒失物或陶瓷芯板緊密結合；其具體步驟如下a、首先配制好漿料；b、在陶瓷芯板或燒失物上涂抹預先制備好的漿料后，對涂抹漿料的陶瓷芯板或燒失物進行預熱處理，使涂層具有一定強度并與陶瓷芯板或燒失物緊密結合，預熱溫度為 500C "150°C ；C、將表面具有涂層的陶瓷芯板拼裝在一起固定在模具中，打上澆注料，制成磚坯，陶瓷芯板位于透氣磚磚坯的中心部位構成所需的氣道；所述的磚坯燒成后，在透氣磚直通式氣道的壁上具有光滑致密的壁面；或將表面具有涂層的燒失物置于磚坯內，進行焙燒后燒失物燒失形成氣道，燒失物表面具有的涂層殘留于氣道的壁上，構成光滑致密的氣道壁；所述磚坯的焙燒溫度為800°C 1650°C。
2.如權利要求1所述的一種直通式氣道透氣磚的制備方法，其特征在于所述涂層的厚度為 0. 05mnT3mm。
3.如權利要求1所述的一種直通式氣道透氣磚的制備方法，其特征在于所述的漿料為純剛玉材質，所述漿料的組分及具體配比所采用原料為< 0. 044mm電熔剛玉和< 5μπι 燒結氧化鋁微粉，原料質量百分比為0. 044mm電熔剛玉70%，< 5 μ m燒結氧化鋁微粉30% ； 結合劑采用磷酸鋁，加入量為原料質量的5%，分散劑采用三聚磷酸鈉，加入量為原料質量的 2% ；將各種干料在混合機中干混1(Γ20分鐘，加入原料質量89Γ20%的水攪拌混勻，另外引入原料質量0. 1%的發酵酒精廢液以改善涂層的可塑性。
4.如權利要求1所述的一種直通式氣道透氣磚的制備方法，其特征在于所述的漿料為鉻剛玉材質，所述漿料的組分及具體配比所采用原料為< 0. Olmm氧化鉻、0. 044mm燒結氧化鋁細粉和< 2μπι燒結氧化鋁微粉，原料質量百分比為< 0.01mm氧化鉻60%，0. 044mm 燒結氧化鋁細粉25%，燒結氧化鋁微粉15% ；結合劑采用磷酸鋁，加入量為原料質量的6%，分散劑采用三聚磷酸鈉，加入量為原料質量的1. 5% ；將各種干料在混合機中干混1(Γ20分鐘， 加入原料質量8% 20%的水攪拌混勻即可。
5.如權利要求1所述的一種直通式氣道透氣磚的制備方法，其特征在于所述的漿料為鋯剛玉材質，所述漿料的組分及具體配比所采用原料為< 0. 2mm氧化鋯、0. 044mm電熔剛玉和< 5 μ m工業氧化鋁；原料質量百分比為< 0. 2mm氧化鋯25%，0. 044mm電熔剛玉55%， (5 μ m工業氧化鋁20% ；穩定劑采用三氧化二銠，加入量為原料質量的0. 5^0. 7%，結合劑采用磷酸鋁，加入量為原料質量的5%，分散劑采用三聚磷酸鈉，加入量為原料質量的1 ；將各種干料在混合機中干混1(Γ20分鐘，加入原料質量8% 20%的水攪拌混勻即可。
6.如權利要求1所述的一種直通式氣道透氣磚的制備方法，其特征在于所述的漿料為碳化硅質，所述漿料的組分及具體配比所采用原料為< 0. 2mm碳化硅、0. 044mm莫來石、 0. 044mm氧化鋁細粉和< 10 μ m硅微粉，原料質量百分比為< 0. 2mm碳化硅25%，0. 044mm莫來石50%，0. 044mm氧化鋁細粉15%，^ 10 μ m硅微粉10% ；分散劑采用三聚磷酸鈉，加入量為原料質量的m ；將各種干料在混合機中干混1(Γ20分鐘，加入原料質量8% 20%的水攪拌混勻即可。
7.如權利要求1所述的一種直通式氣道透氣磚的制備方法，其特征在于所述的漿料為氧化鋯質，先把粒度< 3μπι的電熔氧化鋯微粉和水溶液按質量比為1 :0.5進行調和，再分別加入占電熔氧化鋯微粉和水溶液總重量1. 5%的聚丙烯酸胺分散劑和0. 3%的CMC防沉劑，并用氨水調節溶液PH值到9 ；然后，繼續攪拌直至料漿均勻穩定。
全文摘要
本發明涉及耐火材料技術領域，涉及一種直通式氣道透氣磚的制備方法，所述透氣磚的氣道壁上具有光滑、致密的涂層(1)；在燒失物表面涂抹上預先制備好的漿料，將表面涂抹漿料的燒失物預熱處理后置于磚坯內需設置氣道位置，所述的磚坯燒成后，燒失物燒失形成氣道(2)，燒失物表面具有的涂層位于氣道的壁上，構成光滑致密的氣道壁；或，在多個陶瓷芯板(3)表面涂抹漿料并預熱處理，將若干陶瓷芯板(3)置于模具內制得磚坯，陶瓷芯板之間構成所需的氣道(2)，所述的磚坯燒成后，在透氣磚直通式氣道的壁上得到光滑致密的壁面。本發明的透氣磚抗鋼液和渣滲透、侵蝕能力強，流量穩定，吹通率高，使用壽命長，并且生產工藝簡單，成本低廉。
文檔編號C04B38/06GK102503445SQ20111027976
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月20日 優先權日2011年9月20日
發明者余同署, 劉鵬, 尹洪麗, 張志雄, 張暉, 張立明, 毛慶龍, 陳盧, 齊志剛 申請人:中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司