一種復合式高壽命、低成本鋼包透氣磚座磚及座磚模具的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種復合式高壽命、低成本鋼包透氣磚座磚及座磚模具，屬煉鋼 耐火材料技術領域。
【背景技術】
[0002] 鋼包是煉鋼裝運鋼水和LF、RH等爐外精煉的基本容器，透氣磚是向鋼水內吹入氬 氣的透氣元件，有外裝式和整體透氣磚兩種，而透氣磚座磚是定位外裝式透氣磚、置于鋼包 包底內襯耐火材料元件。目前，現有技術生產的鋼包透氣座座磚壽命低，是影響鋼包工作襯 耐火材料壽命和成本的幾個關鍵共性技術難題之一。現有技術生產的鋼包透氣磚座磚存在 以下問題和不足：（1)透氣磚座磚本體的上部、下部采用相同品級的澆注料澆注成型，性價 比低，使用壽命低；（2)鋼包透氣磚座磚本體與安裝孔采用兩種材質和機壓、澆注兩次成型 工藝，工藝復雜，生產成本高。（3)目前的座磚多為方磚，由于方磚壁厚不均勻，會產生熱應 力，導致座磚部分部位縮孔、變形、裂紋，使座磚使用壽命縮短。
[0003] 中國專利文獻CN202097397U(申請號=201120136171. 9)公開了一種復合透氣磚 座磚，屬冶金設備用耐火材料，包括上部座磚、下部座磚，其中，下部座磚的高度要略低于工 業上規定的透氣磚殘余磚芯的高度，在透氣磚投入使用時，上部座磚采用鉻剛玉、板剛玉、 鋯剛玉、白剛玉、棕剛玉等高檔材料制備；下部座磚采用低檔材料制備，與座磚整體全部采 用高檔材料制備相比較，生產成本大幅降低，該專利制備的復合透氣磚座磚存在以下不足： 一是在使用和燒洗過程中，鋼水、鋼渣沿透氣磚與透氣磚座磚之間的環縫滲入，加劇了透氣 磚、透氣磚座磚的侵蝕，影響使用壽命；二是制備上部座磚采用鉻剛玉、板剛玉、鋯剛玉、白 剛玉、棕剛玉等高檔材料制備，能提高其抗侵蝕性能，但其熱震穩定性差，易發生裂紋、斷裂 問題，使該實用新型的復合透氣磚座磚使用壽命縮短。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術的不足，本實用新型提供一種復合式高壽命、低成本鋼包透氣磚座 磚，該鋼包透氣磚座磚生產成本低，使用壽命長，可以防止鋼水、鋼渣下滲。
[0005] 本實用新型還提供一種用于制備復合式高壽命、低成本鋼包透氣磚座磚的模具。
[0006] 本實用新型的技術方案如下：
[0007] -種復合式高壽命、低成本鋼包透氣磚座磚，包括座磚本體，座磚本體整體呈圓柱 形，座磚本體中部設置有貫穿座磚本體的安裝孔；所述的座磚本體包括上本體和下本體，其 特征在于，上本體高度h為260~300mm，上本體內壁沿圓周方向橫向設有沿高度方向均勻 分布的凹溝，上本體內壁上的凹溝為3~5條，凹溝的深度與寬度一致，為6~10mm。
[0008] 本實用新型優選的，上本體和下本體分別采用不同的澆注料一次澆注成型，上本 體高度h為280~290mm，下本體采用鉻鎂莫來石剛玉澆注料澆注成型。
[0009] 本實用新型優選的，所述座磚本體的外徑D為360~380mm，座磚本體的總高度H 為 420 ~470mm。
[0010] 本實用新型的座磚本體的平均壁厚為50~100mm。
[0011] 本實用新型優選的，所述安裝孔為截頭圓臺形，圓臺形上端口直徑dl為125~ 15Ctam，圓臺形下端口直徑d2為195~22Ctam。
[0012] 用于制備上述復合式高壽命、低成本鋼包透氣磚座磚的模具，包括模芯、固定框、 模框和底板，模芯位于模框內部中心，模芯和模框的底部固定于底板上，固定框位于模框外 周，固定框由四塊可拆裝的平板鋼板通過螺栓固定在一起，其特征在于，在模芯的上部外壁 表面沿圓周方向橫向設置有凹溝成型圈，所述的凹溝成型圈為3-5條，在模芯上部高度方 向上上下平均分布，凹溝成型圈的厚度與縱截面的寬度一致，為6~10mm。
[0013] 本實用新型優選的，凹溝成型圈為圓圈形橡皮筋。
[0014] 本實用新型上本體采用的高純度鉻鎂莫來石剛玉澆注料，原料組分如下，均為 重量百分比：l〇mm蘭粒度<15mm的電熔白剛玉12~20%，5mm蘭粒度〈10mm的電熔白剛玉 5~12%，3mm蘭粒度<5mm的電恪白剛玉8. 0~15%，1mm蘭粒度<3mm的電恪白剛玉3. 0~10%， 0? 088mm蘭粒度〈1mm的電恪白剛玉5. 0~10%，0? 044mm蘭粒度〈0? 088mm的板狀剛玉細粉 5. 0~10%，粒度〈0. 044mm的板狀剛玉微粉3. 0~8. 0%，0. 088mm蘭粒度〈0. 5mm的電熔鎂砂細 粉1. 0~5. 0%，粒度蘭0? 044mm的電熔鎂砂微粉1. 0~5. 0%，1mm蘭粒度<3mm的電熔鋯莫來 石5~20%，0. 088mm蘭粒度〈1_的電熔鋯莫來石3. 0~10%，電熔Cr203微粉2. 0~6. 0%，粒度 〈0. 044mm的電熔尖晶石微粉 3. 0~8. 0%，a-A1203微粉 1. 0~5. 0%，活性SiO2微粉 2. 0~6. 0%， 純鋁酸鈣水泥2. 0~5. 0%，木鈣0. 03~0. 15%，三聚磷酸鈉0. 05~0. 2%，耐熱鋼纖維0. 03~0. 1%。
[0015] 下本體采用的鉻鎂莫來石剛玉澆注料，原料組分如下，均為重量百分比：10mm蘭 粒度<15mm的研^土基剛玉15~25%，5mm蘭粒度〈10mm的研^土基剛玉5. 0~10%，3mm蘭粒度<5mm 的研^土基剛玉10~15%，1mm蘭粒度<3mm的研^土基剛玉3. 0~10%，0. 088mm蘭粒度〈1mm的研^ 土基剛玉6. 0~15%，0. 044mm蘭粒度〈0. 088mm的電恪白剛玉細粉2. 0~10%，粒度〈0. 044mm 的電熔白剛玉微粉2. 0~10%，0. 088mm蘭粒度〈0? 5mm的電熔鎂砂細粉1. 0~5. 0%，粒度 蘭0? 044mm的電恪儀砂微粉1. 0~5. 0%，1mm蘭粒度<3mm的電恪錯莫來石6~15%，0. 088mm蘭 粒度〈1mm的電熔鋯莫來石1. 0~5. 0%，電熔Cr203微粉1. 0~5. 0%，粒度〈0. 044mm的電熔 尖晶石微粉1. 〇~5. 0%，a-A1203微粉2. 0~8. 0%，活性SiO2微粉0. 5~1. 5%，純鋁酸鈣水泥 2. 5~5. 0%，木鈣 0. 02~0. 1%，三聚磷酸鈉 0. 1~0. 3%，耐熱鋼纖維 0. 01~0. 05%。
[0016] 所述電熔白剛玉是用工業氧化鋁電熔生產，其A1203彡98. 1%，SiO2彡0.5%， Fe203^ 0. 3%,Ti02 ^ 0.2%,CaO^ 0. 29%,MgO^ 0. 14%,K20 ^0. 05%,Na20 ^ 0. 41%,# 積密度彡3. 80g/cm3,顯氣孔率彡4. 0%。
[0017] 所述板狀剛玉，是用工業氧化鋁采用電熔法法生產，氧化鋁晶粒達到完全的再結 晶a-A1203,其A1203彡 99. 3%，Si02彡 0? 18%，Fe203彡 0?l%，Na20 彡 0? 28%，體積密度彡 3. 76g/ cm3,顯氣孔率彡2. 6%。
[0018] 所述電熔鎂砂選用牌號為BMS-97。
[0019] 所述電熔鋯莫來石，其A1203含量為42~47%，Si02含量為16~20%，Zr02含量為 35~40%，Fe203、CaO等其他雜質含量為0. 5~4. 0%，體積密度彡3. 60g/cm3,顯氣孔率彡3. 0%。
[0020] 所述電熔Cr203微粉，淺綠至深綠色細小六方結晶，Cr203彡99%，熔點2266±25°C， 水分含量彡〇. 2%，320目篩余物彡0. 5%。
[0021] 所述電熔尖晶石，其MgO含量為28. 4~36. 6%，A1203含量為52.9~70.4%，SiO2含量 為 0. 3~3. 33%，Fe203含量為 0. 3~1. 89%，CaO含量為 0. 4~0. 89%，TiO2含量為 2. 10~2. 52%，體 積密度彡3. 17g/cm3,顯氣孔率< 6. 9%。
[0022] 所述活性Si02微粉，是生產金屬硅或硅鐵合金的副產品，硅灰中SiO2含量彡92%， 粒度小于5ym，且粒度小于2ym的占80~85 %。
[0023] 所述a_A1203微粉，是工業氧化鋁煅燒制成的，其A1 203微粉> 99%，粒度小于 2um〇
[0024] 所述純鋁酸鈣水泥，其牌號為CA-70。
[0025] 所述木鈣，是一種多組分高分子聚合物陰離子表面活性劑，其木質素含量為55 -65 %，水不溶物為0.5 - 1.5 %，還原物為5 - 13 %，PH值：4.5 - 7。
[0026] 所述耐熱鋼纖維，是用含鉻鎳等合金元素的耐熱鋼生產的，選用牌號為310。
[0027] 所述礬土基燒結剛玉，是用鋁土礦燒結生產，其A1203彡98. 7%，Si02< 0? 01%， Fe203彡 0? 12%，TiO2彡 0? 01%，CaO彡 0? 02%，MgO彡 0? 02%，K20 彡 0? 02%，Na20 彡 0? 05%，體 積密度彡3. 67g/cm3,顯氣孔率< 1. 8%。
[0028] 經無數次實驗，本實用新型意外發現：（1)座磚本體整體為圓柱形，橫剖面為圓 形，上本體采用高純度鉻鎂莫來石剛玉澆注料澆注成型，高度h為250~300mm，下本體采 用普通鉻鎂莫來石剛玉澆注料澆注成型，同比橫剖面以圓的直徑為邊長的正方形的鋼包水 口座磚本體，澆注料用量同比減少21. 5%，降低了生產成本，使得本實用新型的復合式鋼包 透氣磚座磚，其性價比高于現有技術生產的鋼包透氣磚座磚；本實用新型的設計是基于鋼 包鋼包透氣磚座磚本體上部、下部不同的使用條件和使用性能要求，本體上部直接與高溫 鋼水、熔渣接觸，要求其抗沖刷、抗侵蝕性能強，而本體下部不直接與高溫鋼水、熔渣接觸， 其抗沖刷、抗侵蝕性能可適當降低，而高度h為220~270mm，這是基于高溫鋼水、熔渣對本 體上部的最大侵蝕高度，是通過實驗室抗渣性測試和現場應用驗證后確定的；上本體內壁 圓周方向設置若干條凹溝，防止透氣磚在使用和燒洗過程中鋼水、鋼渣沿透氣磚與透氣磚 座磚之間的環縫滲入導致的透氣磚與透氣磚座磚的異常侵蝕和穿鋼事故。圓柱形座磚本體 壁厚均勻，在制備烘烤和澆鋼使用過程中，溫度沿壁分布均勻，減少了