一种弥散型透气砖及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种弥散型透气砖及其制备方法。其技术方案是：以50~80wt%的板状刚玉为骨料，以12~32wt%的氧化铝细粉、5~10wt%的氧化铝微粉和3~8wt%的结合剂为基质料。先将基质料混合均匀，再将基质料和骨料放入搅拌机，外加所述骨料和所述基质料之和0.1~0.3wt%的减水剂和4~6wt%的水，搅拌3~5min，浇注成型，室温条件下静置20~30h，90~120℃条件下干燥22~26h。然后在1450~1650℃条件下保温3~6h，即得弥散型透气砖。所述板状刚玉为等粒径颗粒，等粒径颗粒的粒径为2~5mm。本发明具有工艺简单、劳动强度低、生产效率高、对环境无污染和成本低的优点，所制备的弥散型透气砖透气性好、除杂能力强、热震稳定性能优异和抗渗透性能良好。
【专利说明】
一种弥散型透气砖及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于透气砖技术领域，具体涉及一种弥散型透气砖及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，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，在增加钢材的品种和改善钢材的质量等方面日益显示出其优越性。钢包底吹氩是炉外精炼工艺的关键，底吹透气砖是这一工艺最为关键的功能元件，它的使用性能对底吹氩工艺的顺利实施，保证炉外精炼工艺的可靠性和安全性至关重要。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，达到均匀钢水成分和温度、降低气体含量、改善钢液流动性、精炼钢液的目的。
[0003]透气砖分为弥散型、直通型和狭缝型透气砖。而弥散型透气砖具有良好的工作可靠性、安全性和经济性，这些优势是直通型和狭缝型透气砖所不能比拟的。“一种Al2O3-S12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?Imm的莫来石颗粒，白刚玉细粉、P-Al2O3细粉和硅微粉为原料，外加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-S12凝胶粉以及氟化铝作为外加剂，原料种类繁多，降低了生产效率，并且增加了劳动强度；“一种防渗透气砖及其制造方法”(0吧01210247846.6)的专利技术，该方法以粒度为2~4臟，1~2111111，0~1111111的刚玉颗粒，刚玉细粉、Ct-Al2O3微粉、尖晶石细粉、水合氧化铝为原料，加入有机纤维以及微气孔形成剂(包括淀粉、硫酸铝、硫酸铝铵、无水硫酸镁)，通过微气孔形成剂的分解或烧失形成大量均匀分布的微气孔，由于微气孔形成剂在分解或烧失的过程中会向外界环境中释放出CO2以及NH3等气体，对环境造成了污染，并且硫酸铝对眼睛、粘膜有一定的刺激作用，安全性低；“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~ Imm的粗刚玉颗粒，O?0.5mm的细刚玉颗粒，0.0 20?0.044mm的氧化招细粉，O?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；“ 一种中间包透气砖及其制备方法”(CN2005 100 18942.3 )的专利技术以及“中间包弥散式透气砖及其制备方法”(CN201410050793.8)的专利技术是通过连续级配堆积形成中间包弥散式透气砖，这两个专利技术是以连续级配堆积形成，原料数量多增加了劳动强度，生产效率低。
【发明内容】
[0004]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、对环境友好和成本低的弥散型透气砖的制备方法，用该方法制备的弥散型透气砖的透气性好、除杂能力强、热震稳定性能优异和抗渗透性能良好。
[0005]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:以50?80wt%的板状刚玉为骨料，以12?32被％的氧化铝细粉、5?10的％的氧化铝微粉和3?8wt%的结合剂为基质料。先将基质料混合均匀，再将基质料和骨料放入搅拌机，外加所述骨料和所述基质料之和0.1-0.3wt%的减水剂和4?6?丨％的水，搅拌3~5min，浇注成型，室温条件下静置20?30h，90-120 °C条件下干燥22?26h。然后在1450?1650°C条件下保温3~6h，即得弥散型透气砖。
[000?] 所述板状刚玉为等粒径颗粒，等粒径颗粒的粒径范围为2?5mm。
[0007]所述氧化铝细粉为烧结氧化铝细粉、或为板状氧化铝细粉，所述氧化铝细粉的中位径小于ΙΟΟμ??。
[0008]所述氧化铝微粉为活性氧化铝微粉、或为Ct-Al2O3微粉，所述氧化铝微粉的中位径小于5ym0
[0009]所述结合剂为铝酸钙水泥、铝溶胶和P-Al2O3中的一种。
[0010]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1:1。
[0011 ]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:
本发明采用同一种粒径(即等粒径)的板状刚玉作为骨料，用同一种粒径的板状刚玉颗粒堆积形成弥散型的气体通道，能使所制备的弥散型透气砖具有好的透气性，在吹气过程中形成连续微小的气泡，起到去除钢液中杂质以及非金属氧化物的作用，并且抗渗透性强和热震稳定性优异。
[0012]本发明采用的原料种类少，劳动强度低，在烧结过程中不会挥发C02、NH3等气体，对环境友好。
[0013]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。
[0014]本发明制备的弥散型透气砖经检测:显气孔率为20?28%;体积密度为2.5-3.0g/cm3;透气度为1\10—12~50\10—1!^1112;烧成后的耐压强度为15~451^。
[0015]因此，本发明具有工艺简单、劳动强度低、生产效率高、对环境友好和成本低的优点，所制备的弥散型透气砖透气性好、除杂能力强、热震稳定性能优异和抗渗透性能良好。
【具体实施方式】
[0016]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:
所述氧化铝细粉的中位径小于ΙΟΟμπι。
[0017]所述氧化铝微粉的中位径小于5μπι。
[0018]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1:1。
[0019]实施例1
一种弥散型透气砖及其制备方法。以77?80wt%的板状刚玉为骨料、以12?14wt%的氧化铝细粉、5?5.5的％的氧化铝微粉和3~3.5wt%的结合剂为基质料。先将基质料混合均匀，再将基质料和骨料放入搅拌机，外加所述骨料和所述基质料之和0.1-0.3wt%的减水剂和4?6wt%的水，搅拌3~5min，浇注成型，室温条件下静置20?30h，90?120 °C条件下干燥22?26h。然后在1450?1550°C条件下保温3~6h，即得弥散型透气砖。[OO2O]本实施例中:板状刚玉的粒度为5mm;氧化铝细粉为烧结氧化铝细粉;氧化铝微粉为活性氧化铝微粉;结合剂为铝酸钙水泥。
[0021 ]本实施例所制备的弥散型透气砖经检测:显气孔率为25.7?28%;体积密度为2.5?2.73g/cm3;透气度为40 X 10—12?50 X 1-1W ；烧成后的耐压强度为15?25MPa。
[0022]实施例2
一种弥散型透气砖及其制备方法。以74?77wt %的板状刚玉为骨料、以14?16wt%的氧化铝细粉、5.5?6的％的氧化铝微粉和3.5?4wt%的结合剂为基质料。先将基质料混合均匀，再将基质料和骨料放入搅拌机，外加所述骨料和所述基质料之和0.1-0.3wt%的减水剂和4?6wt%的水，搅拌3~5min，浇注成型，室温条件下静置20?30h，90?120 °C条件下干燥22?26h。然后在1475?1575°C条件下保温3~6h，即得弥散型透气砖。
[0023]本实施例中:板状刚玉的粒度为5mm;氧化铝细粉为烧结氧化铝细粉;氧化铝微粉为C1-Al2O3微粉;结合剂为铝溶胶。
[0024]本实施例所制备的弥散型透气砖经检测:显气孔率为24.6?27.5%;体积密度为2.53-2.78g/cm3 ；透气度为34 X 10—12?46 X 1-1W ；烧成后的耐压强度为18?27MPa。
[0025]实施例3
一种弥散型透气砖及其制备方法。以71?74wt%的板状刚玉为骨料、以16?18wt%的氧化铝细粉、6?6.5的％的氧化铝微粉和4?4.5wt%的结合剂为基质料。先将基质料混合均匀，再将基质料和骨料放入搅拌机，外加所述骨料和所述基质料之和0.1-0.3wt%的减水剂和4?6wt%的水，搅拌3~5min，浇注成型，室温条件下静置20?30h，90?120 °C条件下干燥22?26h。然后在1500?1600°C条件下保温3~6h，即得弥散型透气砖。
[0026]本实施例中:板状刚玉的粒度为4mm;氧化铝细粉为板状氧化铝细粉;氧化铝微粉为活性氧化铝微粉;结合剂为P-Al2O3。
[0027]本实施例所制备的弥散型透气砖经检测:显气孔率为24.2?27.3%;体积密度为2.65-2.8g/cm3 ；透气度为30 X 10—12?43 X 1-1W ；烧成后的耐压强度为20?30MPa。
[0028]实施例4
一种弥散型透气砖及其制备方法。以68?71wt%的板状刚玉为骨料、以18?20wt%的氧化铝细粉、6.5?7的％的氧化铝微粉和4.5?5wt%的结合剂为基质料。先将基质料混合均匀，再将基质料和骨料放入搅拌机，外加所述骨料和所述基质料之和0.1-0.3wt%的减水剂和4?6wt%的水，搅拌3~5min，浇注成型，室温条件下静置20?30h，90?120 °C条件下干燥22?26h。然后在1525?1625°C条件下保温3~6h，即得弥散型透气砖。
[0029]本实施例中:板状刚玉的粒度为4mm;氧化铝细粉为板状氧化铝细粉;氧化铝微粉为C1-Al2O3微粉;结合剂为铝酸钙水泥。
[0030]本实施例所制备的弥散型透气砖经检测:显气孔率为24?26.5%;体积密度为2.72?2.85g/cm3 ；透气度为27 X 10—12?38 X 1^1W ；烧成后的耐压强度为23?32MPa。
[0031]实施例5
一种弥散型透气砖及其制备方法。以65?68wt%的板状刚玉为骨料、以20?22wt%的氧化铝细粉、7?7.5的％的氧化铝微粉和5?5.5wt%的结合剂为基质料。先将基质料混合均匀，再将基质料和骨料放入搅拌机，外加所述骨料和所述基质料之和0.1-0.3wt%的减水剂和4?6wt%的水，搅拌3~5min，浇注成型，室温条件下静置20?30h，90?120 °C条件下干燥22?26h。然后在1550?1650°C条件下保温3~6h，即得弥散型透气砖。
[0032]本实施例中:板状刚玉的粒度为3mm;氧化铝细粉为烧结氧化铝细粉;氧化铝微粉为活性氧化铝微粉;结合剂为铝溶胶。
[0033]本实施例所制备的弥散型透气砖经检测:显气孔率为23.7?25.8%;体积密度为2.68-2.82g/cm3 ；透气度为22 X 10—12?30 X 1-1W ；烧成后的耐压强度为24?33MPa。
[0034]实施例6
一种弥散型透气砖及其制备方法。以62?65wt%的板状刚玉为骨料、以22?24wt%的氧化铝细粉、7.5?8的％的氧化铝微粉和5.5?6wt%的结合剂为基质料。先将基质料混合均匀，再将基质料和骨料放入搅拌机，外加所述骨料和所述基质料之和0.1-0.3wt%的减水剂和4?6wt%的水，搅拌3~5min，浇注成型，室温条件下静置20?30h，90?120 °C条件下干燥22?26h。然后在1450?1550°C条件下保温3~6h，即得弥散型透气砖。
[0035]本实施例中:板状刚玉的粒度为3mm;氧化铝细粉为烧结氧化铝细粉;氧化铝微粉为C1-Al2O3微粉;结合剂为铝酸钙水泥。
[0036]本实施例所制备的弥散型透气砖经检测:显气孔率为22.8?25%;体积密度为2.??2.85g/cm3;透气度为16 X 10—12?24 X 1-1W ；烧成后的耐压强度为25?35MPa。
[0037]实施例7
一种弥散型透气砖及其制备方法。以59?62wt%的板状刚玉为骨料、以24?26wt%的氧化铝细粉、8?8.5的％的氧化铝微粉和6?6.5wt%的结合剂为基质料。先将基质料混合均匀，再将基质料和骨料放入搅拌机，外加所述骨料和所述基质料之和0.1-0.3wt%的减水剂和4?6wt%的水，搅拌3~5min，浇注成型，室温条件下静置20?30h，90?120 °C条件下干燥22?26h。然后在1475?1575°C条件下保温3~6h，即得弥散型透气砖。
[0038]本实施例中:板状刚玉的粒度为3mm;氧化铝细粉为板状氧化铝细粉;氧化铝微粉为活性氧化铝微粉;结合剂为P-Al2O3。
[0039]本实施例所制备的弥散型透气砖经检测:显气孔率为22?24.5%;体积密度为2.8?
2.9g/cm3 ；透气度为10 X 10—12?20 X 1^1W ；烧成后的耐压强度为28?37MPa。
[0040]实施例8
一种弥散型透气砖及其制备方法。以56?59wt%的板状刚玉为骨料、以26?28wt%的氧化铝细粉、8.5?9的％的氧化铝微粉和6.5?7wt%的结合剂为基质料。先将基质料混合均匀，再将基质料和骨料放入搅拌机，外加所述骨料和所述基质料之和0.1-0.3wt%的减水剂和4?6wt%的水，搅拌3~5min，浇注成型，室温条件下静置20?30h，90?120 °C条件下干燥22?26h。然后在1500?1600°C条件下保温3~6h，即得弥散型透气砖。
[0041]本实施例中:板状刚玉的粒度为2mm;氧化铝细粉为板状氧化铝细粉;氧化铝微粉为C1-Al2O3微粉;结合剂为铝溶胶。
[0042]本实施例所制备的弥散型透气砖经检测:显气孔率为21.3?24.2%;体积密度为2.82-2.95g/cm3;透气度为5 X 10—12?17 X 1-1W ；烧成后的耐压强度为30?42MPa。
[0043]实施例9
一种弥散型透气砖及其制备方法。以53?56wt%的板状刚玉为骨料、以28?30wt%的氧化铝细粉、9?9.5的％的氧化铝微粉和7?7.5wt%的结合剂为基质料。先将基质料混合均匀，再将基质料和骨料放入搅拌机，外加所述骨料和所述基质料之和0.1-0.3wt%的减水剂和4?6wt%的水，搅拌3~5min，浇注成型，室温条件下静置20?30h，90?120 °C条件下干燥22?26h。然后在1525?1625°C条件下保温3~6h，即得弥散型透气砖。
[0044]本实施例中:板状刚玉的粒度为2mm;氧化铝细粉为烧结氧化铝细粉;氧化铝微粉为活性氧化铝微粉;结合剂为铝酸钙水泥。
[0045]本实施例所制备的弥散型透气砖经检测:显气孔率为20?23%;体积密度为2.83?2.98g/cm3;透气度为2 X 10—12?13 X 1^1W ；烧成后的耐压强度为32?44MPa。
[0046]实施例10
一种弥散型透气砖及其制备方法。以50?53wt%的板状刚玉为骨料、以30~32wt%的氧化铝细粉、9.5?10的％的氧化铝微粉和7.5?8wt%的结合剂为基质料。先将基质料混合均匀，再将基质料和骨料放入搅拌机，外加所述骨料和所述基质料之和0.1-0.3wt%的减水剂和4?6界七％的水，搅拌3~5min，浇注成型，室温条件下静置20?30h，90?120°C条件下干燥22?26h ；然后在1550?1650°C条件下保温3~6h，即得弥散型透气砖。
[0047]本实施例中:板状刚玉的粒度为2mm;氧化铝细粉为板状氧化铝细粉;氧化铝微粉为活性氧化铝微粉;结合剂为P-Al2O3。
[0048]本实施例所制备的弥散型透气砖经检测:显气孔率为20?22.5%;体积密度为2.85?3.0 g/cm3 ；透气度为I X 10—12?10 X 1^1W ；烧成后的耐压强度为35?45MPa。
[0049]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】采用同一种粒径(即等粒径)的板状刚玉作为骨料，用同一种粒径的板状刚玉颗粒堆积形成弥散型的气体通道，能使所制备的弥散型透气砖具有好的透气性，在吹气过程中形成连续微小的气泡，起到去除钢液中杂质以及非金属氧化物的作用，并且抗渗透性强和热震稳定性优异。
[0050]本【具体实施方式】采用的原料种类少，劳动强度低，在烧结过程中不会挥发C02、NH3等气体，对环境友好。
[0051]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。
[0052]本【具体实施方式】制备的弥散型透气砖经检测:显气孔率为20%?28%;体积密度为2.5-3.0g/cm3;透气度为I X 10—12?50 X 1-1W；烧成后的耐压强度为15?45MPa。
[0053]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、对环境友好和成本低的优点，所制备的弥散型透气砖透气性好、除杂能力强、热震稳定性能优异和抗渗透性能良好。
【主权项】
1.一种弥散型透气砖的制备方法，其特征在于以50?80wt%的板状刚玉为骨料，以12?32*1:%的氧化招细粉、5?1(^1:%的氧化招微粉和3?8wt%的结合剂为基质料;先将基质料混合均匀，再将基质料和骨料放入搅拌机，外加所述骨料和所述基质料之和0.1?0.3wt%的减水剂和4?6wt%的水，搅拌3?5min，浇注成型，室温条件下静置20?30h，90?120°C条件下干燥22?26h;然后在1450?1650°C条件下保温3?6h，即得弥散型透气砖； 所述板状刚玉为等粒径颗粒，等粒径颗粒的粒径范围为2?5mm。2.根据权利要求1所述弥散型透气砖的制备方法，其特征在于所述氧化铝细粉为烧结氧化铝细粉、或为板状氧化铝细粉，所述氧化铝细粉的中位径小于ΙΟΟμπι。3.根据权利要求1所述弥散型透气砖的制备方法，其特征在于所述氧化铝微粉为活性氧化铝微粉、或为Ct-Al2O3微粉，所述氧化铝微粉的中位径小于5μπι。4.根据权利要求1所述弥散型透气砖的制备方法，其特征在于所述结合剂为铝酸钙水泥、铝溶胶和P-A1203中的一种。5.根据权利要求1所述弥散型透气砖的制备方法，其特征在于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1:1。6.—种弥散型透气砖，其特征在于所述弥散型透气砖是根据权利要求1?5项中任一项所述弥散型透气砖的制备方法所制备的弥散型透气砖。
【文档编号】C04B35/101GK105859309SQ201610199792
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】李远兵, 王庆恒, 李淑静, 王兴东, 李亚伟
【申请人】武汉科技大学