[发明专利]一种钢包透气砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料领域，具体涉及一种钢包透气砖及其制备方法。

背景技术

随着钢铁冶炼技术的不断进步，特别是一些高附加值的品种钢冶炼量增多，使得炉外精炼在冶炼过程中所占比重越来越大。透气砖是炉外精炼要用到的关键性功能耐火材料，通过透气砖的吹氩来搅拌，从而使加入的合金可以快速均匀地溶解在钢液中。

但是，随着冶炼温度提高、精炼比例增加及精炼时间延长，透气砖的使用条件越来越苛刻，导致使用过程中出现侵蚀加剧、横断剥落现象增多，使用寿命缩短，钢包不得不提前下线，吨钢耐材成本增加。

目前，透气砖的材质主要是低水泥结合的含铬刚玉尖晶石质，以烧结板状刚玉作为骨料，振动浇注成型，采用高温烧成。随着使用工况的日益苛刻，透气砖的使用也出现了以下问题：

1)易堵塞，断裂剥落；

2)砖芯不耐烧氧，抗熔损性不差；

3)热震稳定性不够，对于急冷急热的工况适应性差。

上述问题最终导致透气砖使用寿命达不到要求，钢包寿命受限，吨钢耐材成本高。

发明内容

本发明提供了一种钢包透气砖及其制备方法，制备方法简单，所得的钢包透气砖具有优良的热震稳定性、低侵蚀性、高吹通率，且易清扫，使用寿命有较大幅度提高。

一种钢包透气砖的制备方法，包括以下步骤：

将钢包透气砖的各原料混合均匀，然后依次经振动加压成型、养护和烧成，得到所述钢包透气砖；

所述钢包透气砖中原料的重量份组成为：

所述钢包透气砖的原料中，以致密烧结刚玉为骨料，以活性氧化铝微粉、氧化镁微粉、氧化铬微粉为基质，以溶胶溶液为结合剂，外加少量有机纤维和有机改性剂。

将各原料进行混合时，先将除溶胶溶液之外的其余组分进行混合，混合均匀后加入溶胶溶液继续混合均匀。

本发明采用振动加压的方式成型，大大减少了钢包透气砖内部的大气孔数量，使钢包透气砖的致密度大幅提高，避免了有害大气孔造成的缺陷。

作为优选，所述钢包透气砖中原料的重量份组成为：

作为优选，所述致密烧结刚玉的体积密度≥3.65g/cm³，显气孔率≤3％，Al₂O₃含量≥99.00％。

所述致密烧结刚玉颗粒的粒径为6～1mm；所述致密烧结刚玉细粉的粒径为1～0mm。

作为优选，所述活性氧化铝微粉中Al₂O₃含量≥99.00％，粒径D₅₀为0.5～2μm。

作为优选，所述氧化镁微粉中MgO含量≥97.00％，粒径D₅₀为2～5μm。

所述氧化镁微粉在高温烧成过程中原位生成尖晶石相，能够显著改善钢包透气砖的热震性能和抗侵蚀性能。

作为优选，所述氧化铬微粉中Cr₂O₃含量≥97.00％，粒径D₅₀为1～3μm。

作为优选，所述溶胶溶液为铝溶胶，铝溶胶的固含量为10％～30％。

本发明采用铝溶胶作为结合剂，相比水泥作为结合剂，能够减少引入的氧化钙杂质，同时以致密烧结刚玉为骨料，使烧成得到的钢包透气砖具有良好的抗侵蚀性能，且更耐烧氧。

铝溶胶中的纳米氧化铝微粒分散均匀，烧成得到的陶瓷结合效果更好，致密烧结刚玉中的氧化铝晶粒细小均匀，晶界数量多，热震稳定性能优良。

作为优选，所述有机改性剂为聚丙烯酸类、聚乙二醇类中的一种或两种。所述的有机纤维为丙纶纤维。

作为优选，所述养护包括如下步骤：

将振动加压成型后的生坯置于20～50℃烘箱中养护24～36h，然后置于40～60℃烘箱中养护24～36h。

将振动加压成型后的生坯置于30～40℃烘箱中养护24～36h，然后置于40～50℃烘箱中养护24～36h。

作为优选，所述烧成包括如下步骤：

将养护好的生坯在1550～1750℃条件下保温3～5h，制得所述钢包透气砖。

进一步优选，所述烧成包括如下步骤：

将养护好的生坯在1600～1700℃条件下保温3～5h，制得所述钢包透气砖。

本发明还提供了一种钢包透气砖，采用所述的制备方法制得。