本发明属于透气砖技术领域，具体涉及一种高强弥散型透气砖及其制备方法。
背景技术：
夹杂物是危害钢液、钢材质量的主要杂质，为改善钢材的质量，炉外精炼技术在现代钢铁生产中已成为不可缺少的重要环节。炉外精炼技术通过安装在钢包底部的透气砖向钢液中吹人氩气、氮气等惰性气体，充分搅拌钢水，快速分散、熔化添加在钢水中的合金、脱氧剂、脱硫剂等，使钢水中的有害夹杂物和气体上浮，达到均匀钢水成份和温度、降低气体含量、改善钢液流动性、精炼钢液的目的。
按照气孔形貌来分，透气砖分为弥散型透气砖、直通型透气砖和狭缝型透气砖。直通型透气砖和狭缝型透气砖具有强度高，耐冲刷的优点，而弥散型透气砖具有良好的工作可靠性、安全性和经济性，并且除杂效果好，对于生产洁净钢具有重要的作用；而现有的弥散型透气砖具有强度低，抗冲刷能力差的缺点。“一种al2o3-sio2质中间包透气砖及其制备方法”(cn201110231552.x)的专利技术，该方法以粒径为0.088～3mm的板状刚玉颗粒，粒径为0.088～1mm的莫来石颗粒，白刚玉细粉、ρ-al2o3细粉和硅微粉为原料，以六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的混合物、黄糊精、偶氮二甲酰胺、al2o3-sio2凝胶粉和氟化铝作为外加剂，原料种类繁多，降低了生产效率，并且增加了劳动强度；“一种高吹通率透气砖及其制造方法”(cn201410094948.8)的专利技术，该方法以0.5～1mm的粗刚玉颗粒，0～0.5mm的细刚玉颗粒，0.020～0.044mm的氧化铝细粉，0～0.020mm的氧化铝微粉为原料，通过机压成型制备高吹通率透气砖，机压方法成型需要大型的压力机，购买设备耗资巨大，并且劳动强度高；
技术实现要素：
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种工艺简单、劳动强度低、生产效率高和成本低的高强弥散型透气砖的制备方法，用该方法制备的高强弥散型透气砖的透气性好、除杂能力强、强度高和热震稳定性能优异。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：以30～75wt％的板状刚玉为骨料，以17～47wt％的板状刚玉细粉、5～15wt％的氧化铝微粉和3～8wt％的结合剂为基质料。先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料和所述骨料置入搅拌机，然后向所述搅拌机中加入所述骨料和所述基质料之和0.1～1.0wt％的减水剂和6～14wt％的水，搅拌3～5min，浇注到磨具中，室温条件下静置20～30h；脱模，90～120℃条件下干燥22～26h，在1500～1650℃条件下保温3～6h，即得高强弥散型透气砖。所述高强弥散型透气砖的弥散型通道是通过有机泡沫海绵烧后形成。
所述磨具中设有有机泡沫海绵，所述有机泡沫海绵的孔征范围为10～55ppi。
所述板状刚玉骨料的粒径≤1mm。
所述板状刚玉细粉的中位径≤80μm。
所述氧化铝微粉为活性氧化铝微粉、或为α-al2o3微粉；所述氧化铝微粉的中位径≤5μm。
所述结合剂为铝酸钙水泥、或为ρ-al2o3微粉。
所述减水剂为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物，三聚磷酸钠与六偏磷酸钠质量比为1∶(0.8～1.2)。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
本发明采用有机泡沫海绵作为模板，通过烧后形成弥散型的贯通气孔，使所制备的高强弥散型透气砖荷重软化温度高，具有好的高温使用性能。
本发明采用浇注方式成型，不需要大型的机压设备，工艺简单、劳动强度小和生产效率高，且还能浇注不规则形状的弥散型透气砖。
本发明制备的高强弥散型透气砖经检测：显气孔率为20～30％；体积密度为2.4～3.0g/cm3；透气度为5～32μm2；烧成后的耐压强度为80～180mpa。
因此，本发明具有工艺简单、劳动强度低、生产效率高和成本低的优点，所制备的高强弥散型透气砖透气性好、除杂能力强、耐压强度高和热震稳定性能优异。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制：
为避免重复，先将本具体实施方式涉及到的有关物料统一描述如下，实施例中将不赘述：
所述磨具中设有有机泡沫海绵。
所述板状刚玉骨料的粒径≤1mm。
所述板状刚玉细粉的中位径≤80μm。
所述氧化铝微粉的中位径≤5μm。
所述减水剂为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠的混合物，三聚磷酸钠与六偏磷酸钠质量比为1∶(0.8～1.2)。
实施例1
一种高强弥散型透气砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：以70.5～75wt％的板状刚玉为骨料，以17～20wt％的板状刚玉细粉、5～6wt％的氧化铝微粉和3～3.5wt％的结合剂为基质料。先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料和所述骨料置入搅拌机，然后向所述搅拌机中加入所述骨料和所述基质料之和0.1～1.0wt％的减水剂和6～14wt％的水，搅拌3～5min，浇注到磨具中，室温条件下静置20～30h；脱模，90～120℃条件下干燥22～26h，在1500～1575℃条件下保温3～6h，即得高强弥散型透气砖。
本实施例中：所述氧化铝微粉为活性氧化铝微粉；所述结合剂为铝酸钙水泥。
本实施例所述高强弥散型透气砖的弥散型通道是通过有机泡沫海绵烧后形成。所述有机泡沫海绵的孔征范围为10ppi或为15ppi。
本发明制备的高强弥散型透气砖经检测：显气孔率为25～30％；体积密度为2.4～2.55g/cm3；透气度为23～32μm2；烧成后的耐压强度为80～135mpa。
实施例2
一种高强弥散型透气砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：以66～70.5wt％的板状刚玉为骨料，以20～23wt％的板状刚玉细粉、6～7wt％的氧化铝微粉和3.5～4wt％的结合剂为基质料。先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料和所述骨料置入搅拌机，然后向所述搅拌机中加入所述骨料和所述基质料之和0.1～1.0wt％的减水剂和6～14wt％的水，搅拌3～5min，浇注到磨具中，室温条件下静置20～30h；脱模，90～120℃条件下干燥22～26h，在1515～1590℃条件下保温3～6h，即得高强弥散型透气砖。
本实施例中：所述氧化铝微粉为α-al2o3微粉；所述结合剂ρ-al2o3微粉。
本实施例所述高强弥散型透气砖的弥散型通道是通过有机泡沫海绵烧后形成。所述有机泡沫海绵的孔征范围为15ppi或为20ppi。
本发明制备的高强弥散型透气砖经检测：显气孔率为24.5～29.5％；体积密度为2.45～2.6g/cm3；透气度为21～30μm2；烧成后的耐压强度为85～140mpa。
实施例3
一种高强弥散型透气砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：以61.5～66wt％的板状刚玉为骨料，以23～26wt％的板状刚玉细粉、7～8wt％的氧化铝微粉和4～4.5wt％的结合剂为基质料。先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料和所述骨料置入搅拌机，然后向所述搅拌机中加入所述骨料和所述基质料之和0.1～1.0wt％的减水剂和6～14wt％的水，搅拌3～5min，浇注到磨具中，室温条件下静置20～30h；脱模，90～120℃条件下干燥22～26h，在1530～1605℃条件下保温3～6h，即得高强弥散型透气砖。
本实施例中：所述氧化铝微粉为活性氧化铝微粉；所述结合剂为铝酸钙水泥。
本实施例所述高强弥散型透气砖的弥散型通道是通过有机泡沫海绵烧后形成。所述有机泡沫海绵的孔征范围为20ppi或为25ppi。
本发明制备的高强弥散型透气砖经检测：显气孔率为24～29.0％；体积密度为2.5～2.65g/cm3；透气度为19～28μm2；烧成后的耐压强度为90～145mpa。
实施例4
一种高强弥散型透气砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：以57～61.5wt％的板状刚玉为骨料，以26～29wt％的板状刚玉细粉、8～9wt％的氧化铝微粉和4.5～5wt％的结合剂为基质料。先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料和所述骨料置入搅拌机，然后向所述搅拌机中加入所述骨料和所述基质料之和0.1～1.0wt％的减水剂和6～14wt％的水，搅拌3～5min，浇注到磨具中，室温条件下静置20～30h；脱模，90～120℃条件下干燥22～26h，在1545～1620℃条件下保温3～6h，即得高强弥散型透气砖。
本实施例中：所述氧化铝微粉为α-al2o3微粉；所述结合剂为ρ-al2o3微粉。
本实施例所述高强弥散型透气砖的弥散型通道是通过有机泡沫海绵烧后形成。所述有机泡沫海绵的孔征范围为25ppi或为30ppi。
本发明制备的高强弥散型透气砖经检测：显气孔率为23.5～28.5％；体积密度为2.55～2.7g/cm3；透气度为17～26μm2；烧成后的耐压强度为95～150mpa。
实施例5
一种高强弥散型透气砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：以52.5～57wt％的板状刚玉为骨料，以29～32wt％的板状刚玉细粉、9～10wt％的氧化铝微粉和5～5.5wt％的结合剂为基质料。先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料和所述骨料置入搅拌机，然后向所述搅拌机中加入所述骨料和所述基质料之和0.1～1.0wt％的减水剂和6～14wt％的水，搅拌3～5min，浇注到磨具中，室温条件下静置20～30h；脱模，90～120℃条件下干燥22～26h，在1560～1635℃条件下保温3～6h，即得高强弥散型透气砖。
本实施例中：所述氧化铝微粉为活性氧化铝微粉；所述结合剂为铝酸钙水泥。
本实施例所述高强弥散型透气砖的弥散型通道是通过有机泡沫海绵烧后形成。所述有机泡沫海绵的孔征范围为30ppi或为35ppi。
本发明制备的高强弥散型透气砖经检测：显气孔率为23～28％；体积密度为2.6～2.75g/cm3；透气度为15～24μm2；烧成后的耐压强度为100～155mpa。
实施例6
一种高强弥散型透气砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：以48～52.5wt％的板状刚玉为骨料，以32～35wt％的板状刚玉细粉、10～11wt％的氧化铝微粉和5.5～6wt％的结合剂为基质料。先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料和所述骨料置入搅拌机，然后向所述搅拌机中加入所述骨料和所述基质料之和0.1～1.0wt％的减水剂和6～14wt％的水，搅拌3～5min，浇注到磨具中，室温条件下静置20～30h；脱模，90～120℃条件下干燥22～26h，在1575～1650℃条件下保温3～6h，即得高强弥散型透气砖。
本实施例中：所述氧化铝微粉为为α-al2o3微粉；所述结合剂为ρ-al2o3微粉。
本实施例所述高强弥散型透气砖的弥散型通道是通过有机泡沫海绵烧后形成。所述有机泡沫海绵的孔征范围为35ppi或为40ppi。
本发明制备的高强弥散型透气砖经检测：显气孔率为22.5～27.5％；体积密度为2.65～2.8g/cm3；透气度为13～22μm2；烧成后的耐压强度为105～160mpa。
实施例7
一种高强弥散型透气砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：以43.5～48wt％的板状刚玉为骨料，以35～38wt％的板状刚玉细粉、11～12wt％的氧化铝微粉和6～6.5wt％的结合剂为基质料。先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料和所述骨料置入搅拌机，然后向所述搅拌机中加入所述骨料和所述基质料之和0.1～1.0wt％的减水剂和6～14wt％的水，搅拌3～5min，浇注到磨具中，室温条件下静置20～30h；脱模，90～120℃条件下干燥22～26h，在1530～1605℃条件下保温3～6h，即得高强弥散型透气砖。
本实施例中：所述氧化铝微粉为活性氧化铝微粉；所述结合剂为铝酸钙水泥。
本实施例所述高强弥散型透气砖的弥散型通道是通过有机泡沫海绵烧后形成。所述有机泡沫海绵的孔征范围为40ppi或为45ppi。
本发明制备的高强弥散型透气砖经检测：显气孔率为22～27％；体积密度为2.7～2.85g/cm3；透气度为11～20μm2；烧成后的耐压强度为110～165mpa。
实施例8
一种高强弥散型透气砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：以39～43.5wt％的板状刚玉为骨料，以38～41wt％的板状刚玉细粉、12～13wt％的氧化铝微粉和6.5～7wt％的结合剂为基质料。先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料和所述骨料置入搅拌机，然后向所述搅拌机中加入所述骨料和所述基质料之和0.1～1.0wt％的减水剂和6～14wt％的水，搅拌3～5min，浇注到磨具中，室温条件下静置20～30h；脱模，90～120℃条件下干燥22～26h，在1545～1620℃条件下保温3～6h，即得高强弥散型透气砖。
本实施例中：所述氧化铝微粉为为α-al2o3微粉；所述结合剂为ρ-al2o3微粉。
本实施例所述高强弥散型透气砖的弥散型通道是通过有机泡沫海绵烧后形成。所述有机泡沫海绵的孔征范围为45ppi或为50ppi。
本发明制备的高强弥散型透气砖经检测：显气孔率为21.5～26.5％；体积密度为2.75～2.9g/cm3；透气度为9～18μm2；烧成后的耐压强度为115～170mpa。
实施例9
一种高强弥散型透气砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：以34.5～39wt％的板状刚玉为骨料，以41～44wt％的板状刚玉细粉、13～14wt％的氧化铝微粉和7～7.5wt％的结合剂为基质料。先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料和所述骨料置入搅拌机，然后向所述搅拌机中加入所述骨料和所述基质料之和0.1～1.0wt％的减水剂和6～14wt％的水，搅拌3～5min，浇注到磨具中，室温条件下静置20～30h；脱模，90～120℃条件下干燥22～26h，在1560～1635℃条件下保温3～6h，即得高强弥散型透气砖。
本实施例中：所述氧化铝微粉为活性氧化铝微粉；所述结合剂为铝酸钙水泥。
本实施例所述高强弥散型透气砖的弥散型通道是通过有机泡沫海绵烧后形成。所述有机泡沫海绵的孔征范围为50ppi或为55ppi。
本发明制备的高强弥散型透气砖经检测：显气孔率为21～26％；体积密度为2.8～2.95g/cm3；透气度为7～16μm2；烧成后的耐压强度为120～175mpa。
实施例10
一种高强弥散型透气砖及其制备方法。本实施例所述制备方法是：以30～34.5wt％的板状刚玉为骨料，以44～47wt％的板状刚玉细粉、14～15wt％的氧化铝微粉和7.5～8wt％的结合剂为基质料。先将所述基质料混匀，再将混匀后的基质料和所述骨料置入搅拌机，然后向所述搅拌机中加入所述骨料和所述基质料之和0.1～1.0wt％的减水剂和6～14wt％的水，搅拌3～5min，浇注到磨具中，室温条件下静置20～30h；脱模，90～120℃条件下干燥22～26h，在1575～1650℃条件下保温3～6h，即得高强弥散型透气砖。
本实施例中：所述氧化铝微粉为活性氧化铝微粉；所述结合剂为铝酸钙水泥。
本实施例所述高强弥散型透气砖的弥散型通道是通过有机泡沫海绵烧后形成。所述有机泡沫海绵的孔征范围为50ppi或为55ppi。
本发明制备的高强弥散型透气砖经检测：显气孔率为20～25％；体积密度为2.85～3.0g/cm3；透气度为5～14μm2；烧成后的耐压强度为125～180mpa。
本具体实施方式与现有技术相比具有以下积极效果：
本具体实施方式采用有机泡沫海绵作为模板，通过烧后形成弥散型的贯通气孔，使所制备的高强弥散型透气砖荷重软化温度高，具有好的高温使用性能。
本具体实施方式采用浇注方式成型，不需要大型的机压设备，工艺简单、劳动强度小和生产效率高，且还能浇注不规则形状的弥散型透气砖。
本具体实施方式制备的高强弥散型透气砖经检测：显气孔率为20～30％；体积密度为2.4～3.0g/cm3；透气度为5～32μm2；烧成后的耐压强度为80～180mpa。
因此，本具体实施方式具有工艺简单、劳动强度低、生产效率高和成本低的优点，所制备的高强弥散型透气砖透气性好、除杂能力强、耐压强度高和热震稳定性能优异。