一種彌散型透氣磚及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種彌散型透氣磚及其制備方法。其技術方案是：以50~80wt%的板狀剛玉為骨料，以12~32wt%的氧化鋁細粉、5~10wt%的氧化鋁微粉和3~8wt%的結合劑為基質料。先將基質料混合均勻，再將基質料和骨料放入攪拌機，外加所述骨料和所述基質料之和0.1~0.3wt%的減水劑和4~6wt%的水，攪拌3~5min，澆注成型，室溫條件下靜置20~30h，90~120℃條件下干燥22~26h。然后在1450~1650℃條件下保溫3~6h，即得彌散型透氣磚。所述板狀剛玉為等粒徑顆粒，等粒徑顆粒的粒徑為2~5mm。本發明具有工藝簡單、勞動強度低、生產效率高、對環境無污染和成本低的優點，所制備的彌散型透氣磚透氣性好、除雜能力強、熱震穩定性能優異和抗滲透性能良好。
【專利說明】
一種彌散型透氣磚及其制備方法
技術領域
[0001]本發明屬于透氣磚技術領域，具體涉及一種彌散型透氣磚及其制備方法。
【背景技術】
[0002]近年來，爐外精煉技術在現代鋼鐵生產中已成為不可缺少的重要環節，在增加鋼材的品種和改善鋼材的質量等方面日益顯示出其優越性。鋼包底吹氬是爐外精煉工藝的關鍵，底吹透氣磚是這一工藝最為關鍵的功能元件，它的使用性能對底吹氬工藝的順利實施，保證爐外精煉工藝的可靠性和安全性至關重要。通過安裝在鋼包底部的透氣磚向鋼液中吹人氬氣、氮氣等惰性氣體，充分攪拌鋼水，快速分散、熔化添加在鋼水中的合金、脫氧劑、脫硫劑等，使鋼水中的有害夾雜物和氣體上浮，達到均勻鋼水成分和溫度、降低氣體含量、改善鋼液流動性、精煉鋼液的目的。
[0003]透氣磚分為彌散型、直通型和狹縫型透氣磚。而彌散型透氣磚具有良好的工作可靠性、安全性和經濟性，這些優勢是直通型和狹縫型透氣磚所不能比擬的。“一種Al2O3-S12質中間包透氣磚及其制備方法” (CN201110231552.X)的專利技術，該方法以粒徑為0.088?3mm的板狀剛玉顆粒，粒徑為0.088?Imm的莫來石顆粒，白剛玉細粉、P-Al2O3細粉和硅微粉為原料，外加六偏磷酸鈉和三聚磷酸鈉的混合物，黃糊精，偶氮二甲酰胺，Al2O3-S12凝膠粉以及氟化鋁作為外加劑，原料種類繁多，降低了生產效率，并且增加了勞動強度；“一種防滲透氣磚及其制造方法”(0吧01210247846.6)的專利技術，該方法以粒度為2~4臟，1~2111111，0~1111111的剛玉顆粒，剛玉細粉、Ct-Al2O3微粉、尖晶石細粉、水合氧化鋁為原料，加入有機纖維以及微氣孔形成劑(包括淀粉、硫酸鋁、硫酸鋁銨、無水硫酸鎂)，通過微氣孔形成劑的分解或燒失形成大量均勻分布的微氣孔，由于微氣孔形成劑在分解或燒失的過程中會向外界環境中釋放出CO2以及NH3等氣體，對環境造成了污染，并且硫酸鋁對眼睛、粘膜有一定的刺激作用，安全性低；“一種高吹通率透氣磚及其制造方法”(CN201410094948.8)的專利技術，該方法以
0.5~ Imm的粗剛玉顆粒，O?0.5mm的細剛玉顆粒，0.0 20?0.044mm的氧化招細粉，O?0.020mm的氧化鋁微粉為原料，通過機壓成型制備高吹通率透氣磚，機壓方法成型需要大型的壓力機，購買設備耗資巨大，并且勞動強度高；“ 一種中間包透氣磚及其制備方法”(CN2005 100 18942.3 )的專利技術以及“中間包彌散式透氣磚及其制備方法”(CN201410050793.8)的專利技術是通過連續級配堆積形成中間包彌散式透氣磚，這兩個專利技術是以連續級配堆積形成，原料數量多增加了勞動強度，生產效率低。
【發明內容】
[0004]本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種工藝簡單、勞動強度低、生產效率高、對環境友好和成本低的彌散型透氣磚的制備方法，用該方法制備的彌散型透氣磚的透氣性好、除雜能力強、熱震穩定性能優異和抗滲透性能良好。
[0005]為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是:以50?80wt%的板狀剛玉為骨料，以12?32被％的氧化鋁細粉、5?10的％的氧化鋁微粉和3?8wt%的結合劑為基質料。先將基質料混合均勻，再將基質料和骨料放入攪拌機，外加所述骨料和所述基質料之和0.1-0.3wt%的減水劑和4?6?丨％的水，攪拌3~5min，澆注成型，室溫條件下靜置20?30h，90-120 °C條件下干燥22?26h。然后在1450?1650°C條件下保溫3~6h，即得彌散型透氣磚。
[000?] 所述板狀剛玉為等粒徑顆粒，等粒徑顆粒的粒徑范圍為2?5mm。
[0007]所述氧化鋁細粉為燒結氧化鋁細粉、或為板狀氧化鋁細粉，所述氧化鋁細粉的中位徑小于ΙΟΟμ??。
[0008]所述氧化鋁微粉為活性氧化鋁微粉、或為Ct-Al2O3微粉，所述氧化鋁微粉的中位徑小于5ym0
[0009]所述結合劑為鋁酸鈣水泥、鋁溶膠和P-Al2O3中的一種。
[0010]所述減水劑為三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉的混合物，三聚磷酸鈉與六偏磷酸鈉質量比為1:1。
[0011 ]由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果:
本發明采用同一種粒徑(即等粒徑)的板狀剛玉作為骨料，用同一種粒徑的板狀剛玉顆粒堆積形成彌散型的氣體通道，能使所制備的彌散型透氣磚具有好的透氣性，在吹氣過程中形成連續微小的氣泡，起到去除鋼液中雜質以及非金屬氧化物的作用，并且抗滲透性強和熱震穩定性優異。
[0012]本發明采用的原料種類少，勞動強度低，在燒結過程中不會揮發C02、NH3等氣體，對環境友好。
[0013]本發明采用澆注方式成型，不需要大型的機壓設備，工藝簡單、勞動強度小和生產效率高，且還能澆注不規則形狀的彌散型透氣磚。
[0014]本發明制備的彌散型透氣磚經檢測:顯氣孔率為20?28%;體積密度為2.5-3.0g/cm3;透氣度為1\10—12~50\10—1!^1112;燒成后的耐壓強度為15~451^。
[0015]因此，本發明具有工藝簡單、勞動強度低、生產效率高、對環境友好和成本低的優點，所制備的彌散型透氣磚透氣性好、除雜能力強、熱震穩定性能優異和抗滲透性能良好。
【具體實施方式】
[0016]下面結合實施例對本發明作進一步的描述，并非對其保護范圍的限制:
為避免重復，先將本【具體實施方式】涉及到的有關物料統一描述如下，實施例中將不贅述:
所述氧化鋁細粉的中位徑小于ΙΟΟμπι。
[0017]所述氧化鋁微粉的中位徑小于5μπι。
[0018]所述減水劑為三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉的混合物，三聚磷酸鈉與六偏磷酸鈉質量比為1:1。
[0019]實施例1
一種彌散型透氣磚及其制備方法。以77?80wt%的板狀剛玉為骨料、以12?14wt%的氧化鋁細粉、5?5.5的％的氧化鋁微粉和3~3.5wt%的結合劑為基質料。先將基質料混合均勻，再將基質料和骨料放入攪拌機，外加所述骨料和所述基質料之和0.1-0.3wt%的減水劑和4?6wt%的水，攪拌3~5min，澆注成型，室溫條件下靜置20?30h，90?120 °C條件下干燥22?26h。然后在1450?1550°C條件下保溫3~6h，即得彌散型透氣磚。[OO2O]本實施例中:板狀剛玉的粒度為5mm;氧化鋁細粉為燒結氧化鋁細粉;氧化鋁微粉為活性氧化鋁微粉;結合劑為鋁酸鈣水泥。
[0021 ]本實施例所制備的彌散型透氣磚經檢測:顯氣孔率為25.7?28%;體積密度為2.5?2.73g/cm3;透氣度為40 X 10—12?50 X 1-1W ；燒成后的耐壓強度為15?25MPa。
[0022]實施例2
一種彌散型透氣磚及其制備方法。以74?77wt %的板狀剛玉為骨料、以14?16wt%的氧化鋁細粉、5.5?6的％的氧化鋁微粉和3.5?4wt%的結合劑為基質料。先將基質料混合均勻，再將基質料和骨料放入攪拌機，外加所述骨料和所述基質料之和0.1-0.3wt%的減水劑和4?6wt%的水，攪拌3~5min，澆注成型，室溫條件下靜置20?30h，90?120 °C條件下干燥22?26h。然后在1475?1575°C條件下保溫3~6h，即得彌散型透氣磚。
[0023]本實施例中:板狀剛玉的粒度為5mm;氧化鋁細粉為燒結氧化鋁細粉;氧化鋁微粉為C1-Al2O3微粉;結合劑為鋁溶膠。
[0024]本實施例所制備的彌散型透氣磚經檢測:顯氣孔率為24.6?27.5%;體積密度為2.53-2.78g/cm3 ；透氣度為34 X 10—12?46 X 1-1W ；燒成后的耐壓強度為18?27MPa。
[0025]實施例3
一種彌散型透氣磚及其制備方法。以71?74wt%的板狀剛玉為骨料、以16?18wt%的氧化鋁細粉、6?6.5的％的氧化鋁微粉和4?4.5wt%的結合劑為基質料。先將基質料混合均勻，再將基質料和骨料放入攪拌機，外加所述骨料和所述基質料之和0.1-0.3wt%的減水劑和4?6wt%的水，攪拌3~5min，澆注成型，室溫條件下靜置20?30h，90?120 °C條件下干燥22?26h。然后在1500?1600°C條件下保溫3~6h，即得彌散型透氣磚。
[0026]本實施例中:板狀剛玉的粒度為4mm;氧化鋁細粉為板狀氧化鋁細粉;氧化鋁微粉為活性氧化鋁微粉;結合劑為P-Al2O3。
[0027]本實施例所制備的彌散型透氣磚經檢測:顯氣孔率為24.2?27.3%;體積密度為2.65-2.8g/cm3 ；透氣度為30 X 10—12?43 X 1-1W ；燒成后的耐壓強度為20?30MPa。
[0028]實施例4
一種彌散型透氣磚及其制備方法。以68?71wt%的板狀剛玉為骨料、以18?20wt%的氧化鋁細粉、6.5?7的％的氧化鋁微粉和4.5?5wt%的結合劑為基質料。先將基質料混合均勻，再將基質料和骨料放入攪拌機，外加所述骨料和所述基質料之和0.1-0.3wt%的減水劑和4?6wt%的水，攪拌3~5min，澆注成型，室溫條件下靜置20?30h，90?120 °C條件下干燥22?26h。然后在1525?1625°C條件下保溫3~6h，即得彌散型透氣磚。
[0029]本實施例中:板狀剛玉的粒度為4mm;氧化鋁細粉為板狀氧化鋁細粉;氧化鋁微粉為C1-Al2O3微粉;結合劑為鋁酸鈣水泥。
[0030]本實施例所制備的彌散型透氣磚經檢測:顯氣孔率為24?26.5%;體積密度為2.72?2.85g/cm3 ；透氣度為27 X 10—12?38 X 1^1W ；燒成后的耐壓強度為23?32MPa。
[0031]實施例5
一種彌散型透氣磚及其制備方法。以65?68wt%的板狀剛玉為骨料、以20?22wt%的氧化鋁細粉、7?7.5的％的氧化鋁微粉和5?5.5wt%的結合劑為基質料。先將基質料混合均勻，再將基質料和骨料放入攪拌機，外加所述骨料和所述基質料之和0.1-0.3wt%的減水劑和4?6wt%的水，攪拌3~5min，澆注成型，室溫條件下靜置20?30h，90?120 °C條件下干燥22?26h。然后在1550?1650°C條件下保溫3~6h，即得彌散型透氣磚。
[0032]本實施例中:板狀剛玉的粒度為3mm;氧化鋁細粉為燒結氧化鋁細粉;氧化鋁微粉為活性氧化鋁微粉;結合劑為鋁溶膠。
[0033]本實施例所制備的彌散型透氣磚經檢測:顯氣孔率為23.7?25.8%;體積密度為2.68-2.82g/cm3 ；透氣度為22 X 10—12?30 X 1-1W ；燒成后的耐壓強度為24?33MPa。
[0034]實施例6
一種彌散型透氣磚及其制備方法。以62?65wt%的板狀剛玉為骨料、以22?24wt%的氧化鋁細粉、7.5?8的％的氧化鋁微粉和5.5?6wt%的結合劑為基質料。先將基質料混合均勻，再將基質料和骨料放入攪拌機，外加所述骨料和所述基質料之和0.1-0.3wt%的減水劑和4?6wt%的水，攪拌3~5min，澆注成型，室溫條件下靜置20?30h，90?120 °C條件下干燥22?26h。然后在1450?1550°C條件下保溫3~6h，即得彌散型透氣磚。
[0035]本實施例中:板狀剛玉的粒度為3mm;氧化鋁細粉為燒結氧化鋁細粉;氧化鋁微粉為C1-Al2O3微粉;結合劑為鋁酸鈣水泥。
[0036]本實施例所制備的彌散型透氣磚經檢測:顯氣孔率為22.8?25%;體積密度為2.??2.85g/cm3;透氣度為16 X 10—12?24 X 1-1W ；燒成后的耐壓強度為25?35MPa。
[0037]實施例7
一種彌散型透氣磚及其制備方法。以59?62wt%的板狀剛玉為骨料、以24?26wt%的氧化鋁細粉、8?8.5的％的氧化鋁微粉和6?6.5wt%的結合劑為基質料。先將基質料混合均勻，再將基質料和骨料放入攪拌機，外加所述骨料和所述基質料之和0.1-0.3wt%的減水劑和4?6wt%的水，攪拌3~5min，澆注成型，室溫條件下靜置20?30h，90?120 °C條件下干燥22?26h。然后在1475?1575°C條件下保溫3~6h，即得彌散型透氣磚。
[0038]本實施例中:板狀剛玉的粒度為3mm;氧化鋁細粉為板狀氧化鋁細粉;氧化鋁微粉為活性氧化鋁微粉;結合劑為P-Al2O3。
[0039]本實施例所制備的彌散型透氣磚經檢測:顯氣孔率為22?24.5%;體積密度為2.8?
2.9g/cm3 ；透氣度為10 X 10—12?20 X 1^1W ；燒成后的耐壓強度為28?37MPa。
[0040]實施例8
一種彌散型透氣磚及其制備方法。以56?59wt%的板狀剛玉為骨料、以26?28wt%的氧化鋁細粉、8.5?9的％的氧化鋁微粉和6.5?7wt%的結合劑為基質料。先將基質料混合均勻，再將基質料和骨料放入攪拌機，外加所述骨料和所述基質料之和0.1-0.3wt%的減水劑和4?6wt%的水，攪拌3~5min，澆注成型，室溫條件下靜置20?30h，90?120 °C條件下干燥22?26h。然后在1500?1600°C條件下保溫3~6h，即得彌散型透氣磚。
[0041]本實施例中:板狀剛玉的粒度為2mm;氧化鋁細粉為板狀氧化鋁細粉;氧化鋁微粉為C1-Al2O3微粉;結合劑為鋁溶膠。
[0042]本實施例所制備的彌散型透氣磚經檢測:顯氣孔率為21.3?24.2%;體積密度為2.82-2.95g/cm3;透氣度為5 X 10—12?17 X 1-1W ；燒成后的耐壓強度為30?42MPa。
[0043]實施例9
一種彌散型透氣磚及其制備方法。以53?56wt%的板狀剛玉為骨料、以28?30wt%的氧化鋁細粉、9?9.5的％的氧化鋁微粉和7?7.5wt%的結合劑為基質料。先將基質料混合均勻，再將基質料和骨料放入攪拌機，外加所述骨料和所述基質料之和0.1-0.3wt%的減水劑和4?6wt%的水，攪拌3~5min，澆注成型，室溫條件下靜置20?30h，90?120 °C條件下干燥22?26h。然后在1525?1625°C條件下保溫3~6h，即得彌散型透氣磚。
[0044]本實施例中:板狀剛玉的粒度為2mm;氧化鋁細粉為燒結氧化鋁細粉;氧化鋁微粉為活性氧化鋁微粉;結合劑為鋁酸鈣水泥。
[0045]本實施例所制備的彌散型透氣磚經檢測:顯氣孔率為20?23%;體積密度為2.83?2.98g/cm3;透氣度為2 X 10—12?13 X 1^1W ；燒成后的耐壓強度為32?44MPa。
[0046]實施例10
一種彌散型透氣磚及其制備方法。以50?53wt%的板狀剛玉為骨料、以30~32wt%的氧化鋁細粉、9.5?10的％的氧化鋁微粉和7.5?8wt%的結合劑為基質料。先將基質料混合均勻，再將基質料和骨料放入攪拌機，外加所述骨料和所述基質料之和0.1-0.3wt%的減水劑和4?6界七％的水，攪拌3~5min，澆注成型，室溫條件下靜置20?30h，90?120°C條件下干燥22?26h ；然后在1550?1650°C條件下保溫3~6h，即得彌散型透氣磚。
[0047]本實施例中:板狀剛玉的粒度為2mm;氧化鋁細粉為板狀氧化鋁細粉;氧化鋁微粉為活性氧化鋁微粉;結合劑為P-Al2O3。
[0048]本實施例所制備的彌散型透氣磚經檢測:顯氣孔率為20?22.5%;體積密度為2.85?3.0 g/cm3 ；透氣度為I X 10—12?10 X 1^1W ；燒成后的耐壓強度為35?45MPa。
[0049]本【具體實施方式】與現有技術相比具有以下積極效果:
本【具體實施方式】采用同一種粒徑(即等粒徑)的板狀剛玉作為骨料，用同一種粒徑的板狀剛玉顆粒堆積形成彌散型的氣體通道，能使所制備的彌散型透氣磚具有好的透氣性，在吹氣過程中形成連續微小的氣泡，起到去除鋼液中雜質以及非金屬氧化物的作用，并且抗滲透性強和熱震穩定性優異。
[0050]本【具體實施方式】采用的原料種類少，勞動強度低，在燒結過程中不會揮發C02、NH3等氣體，對環境友好。
[0051]本【具體實施方式】采用澆注方式成型，不需要大型的機壓設備，工藝簡單、勞動強度小和生產效率高，且還能澆注不規則形狀的彌散型透氣磚。
[0052]本【具體實施方式】制備的彌散型透氣磚經檢測:顯氣孔率為20%?28%;體積密度為2.5-3.0g/cm3;透氣度為I X 10—12?50 X 1-1W；燒成后的耐壓強度為15?45MPa。
[0053]因此，本【具體實施方式】具有工藝簡單、勞動強度低、生產效率高、對環境友好和成本低的優點，所制備的彌散型透氣磚透氣性好、除雜能力強、熱震穩定性能優異和抗滲透性能良好。
【主權項】
1.一種彌散型透氣磚的制備方法，其特征在于以50?80wt%的板狀剛玉為骨料，以12?32*1:%的氧化招細粉、5?1(^1:%的氧化招微粉和3?8wt%的結合劑為基質料;先將基質料混合均勻，再將基質料和骨料放入攪拌機，外加所述骨料和所述基質料之和0.1?0.3wt%的減水劑和4?6wt%的水，攪拌3?5min，澆注成型，室溫條件下靜置20?30h，90?120°C條件下干燥22?26h;然后在1450?1650°C條件下保溫3?6h，即得彌散型透氣磚； 所述板狀剛玉為等粒徑顆粒，等粒徑顆粒的粒徑范圍為2?5mm。2.根據權利要求1所述彌散型透氣磚的制備方法，其特征在于所述氧化鋁細粉為燒結氧化鋁細粉、或為板狀氧化鋁細粉，所述氧化鋁細粉的中位徑小于ΙΟΟμπι。3.根據權利要求1所述彌散型透氣磚的制備方法，其特征在于所述氧化鋁微粉為活性氧化鋁微粉、或為Ct-Al2O3微粉，所述氧化鋁微粉的中位徑小于5μπι。4.根據權利要求1所述彌散型透氣磚的制備方法，其特征在于所述結合劑為鋁酸鈣水泥、鋁溶膠和P-A1203中的一種。5.根據權利要求1所述彌散型透氣磚的制備方法，其特征在于所述減水劑為三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉的混合物，三聚磷酸鈉與六偏磷酸鈉質量比為1:1。6.—種彌散型透氣磚，其特征在于所述彌散型透氣磚是根據權利要求1?5項中任一項所述彌散型透氣磚的制備方法所制備的彌散型透氣磚。
【文檔編號】C04B35/101GK105859309SQ201610199792
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月31日
【發明人】李遠兵, 王慶恒, 李淑靜, 王興東, 李亞偉
【申請人】武漢科技大學