本发明涉及钢铁冶炼技术领域，特别是涉及一种复合型弥散式透气砖及制备方法。

背景技术：

透气砖作为钢铁冶金过程中的重要供气原件，在优特钢和洁净钢的生产上，起到了至关重要的作用，通过喷吹氩气等惰性气体以搅拌钢水去除夹杂，并使钢水温度和成份均匀，最终达到优化钢材品质的目的。

专利公开号为cn106468086a的复合式弥散透气砖及其制备方法，以及专利公开号为cn205057030u的一种大通气量复合弥散透气砖，此两种弥散型透气砖均具有使用寿命长、透气量大且吹通率高的特点。在目前的实际应用中，弥散透气砖并没有在钢铁冶金中得到普遍推广，主要原因在于其透气性能不够稳定，透气量不足以完全满足精炼需求。专利公开号为cn201165535y的狭缝式复合透气砖，采用透气陶瓷棒与狭缝复合的形式，制备的新型狭缝式复合透气砖透气量大，易于控制气流，而且使用寿命长。但能在高温下稳定存在的陶瓷管的制备相对复杂且成本较高，其次大多还是狭缝透气方式，透气量大且集中。

现代炼钢生产中，对品质钢和洁净钢的要求越来越高，需求也逐步加大，进而对透气精炼元件的要求也越来越大。同时，用工难度的加大对透气元件的反吹扫容易程度也提出了更高要求，这都促使透气砖向着少吹扫、透气量大，使用寿命长的方向发展。

技术实现要素：

本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种复合型弥散式透气砖，通气量大，少吹扫，利于精炼需求气流分散。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种复合型弥散式透气砖，包括中心弥散式透气体、外部狭缝式透气体、底部气室、吹气管、金属外壳、盖板、安全标识，中心弥散式透气体、外部狭缝式透气体均设于金属外壳的内部，中心弥散式透气体位于正中心，外部狭缝式透气体位于中心弥散式透气体外围，中心弥散式透气体和外部狭缝式透气体之间设有浇注层一，外部狭缝式透气体和金属外壳之间设有浇注层二，底部气室设于中心弥散式透气体和外部狭缝式透气体下方，盖板设于底部气室下方且封闭金属外壳，吹气管设于盖板上，中心弥散式透气体的显气孔率为25%-32%，常温耐压强度为100-150mpa；安全标识设于中心弥散式透气体底部中心，采用刚玉材料制成。

技术效果：本发明利用弥散式透气砖吹通氩气形成微气泡，利于非金属夹杂的上浮，达到提高钢水洁净度的目的；同时，有狭缝式透气砖长寿命、透气量大的优点，在保障长寿命、促生产的同时，提高透气砖的安全使用性能，生产出复合型弥散透气砖。

本发明进一步限定的技术方案是：

前所述的一种复合型弥散式透气砖，外部狭缝式透气体的狭缝宽度为0.10-0.25mm，长度为20-30mm，条数为20-30条。

前所述的一种复合型弥散式透气砖，安全标识的直径为15mm，，体积密度为3.0-3.3g/cm³，显气孔率小于10%。

前所述的一种复合型弥散式透气砖，中心弥散式透气体呈圆台状且上小下大，外部狭缝式透气体呈环形体且上小下大。

本发明的另一目的在于提供一种复合型弥散式透气砖制备方法，具体包括：

步骤1：采用特殊粒级组成，均匀混合后等静压成型，经1650-1750℃高温烧结16小时得到中心弥散式透气体；

步骤2：使用刚玉材料、氧化铝类细粉和纯铝酸钙水泥经混合后振动浇注成型，脱模、养护、干燥后再经1550-1630℃高温热处理得到的外部狭缝式透气体；

步骤3：将中心弥散式透气体、外部狭缝式透气体和安全标识用刚玉质火泥粘结成一体，自然养护24小时后，再在200℃的干燥窑内干燥24小时，然后和底部气室进行组合，组合扣压后连同不锈钢制的金属外壳进行简易组模，浇注填充刚玉质浇注料免烧成型得到浇注层一和浇注层二；

经养护、干燥和烘烤后，焊接盖板和吹气管，即可获得复合型弥散式透气砖。

前所述的一种复合型弥散式透气砖制备方法，步骤1中特殊粒级组成包括0.15-1mm的铬刚玉材料。

前所述的一种复合型弥散式透气砖制备方法，步骤1中等静压成型具体为：等静压成型压力为150-200mpa，保压时间60-120秒。

前所述的一种复合型弥散式透气砖制备方法，刚玉材料采用板状刚玉或电熔白刚玉骨料。

前所述的一种复合型弥散式透气砖制备方法，步骤2中热处理具体为将干燥后的外部狭缝式透气体（3）装入高温窑，在1550-1630℃的高温下烧成，高温烧成时间10小时以上，总的烧成时间48小时以上。

本发明的有益效果是：

（1）本发明中所采用的弥散体的强度大，显气孔率高，利用弥散体使气流分散流出，充分利用了弥散式透气砖分散的微气泡在钢水精炼中的功能，较单独采用狭缝式透气砖的气流分散效果更好；

（2）本发明中弥散式透气砖采用抗热震性能强、抗冲刷能力强的配方生产出来的铬刚玉质材料，大幅减少了吹扫次数，提高了透气砖的吹通率；

（3）本发明中所采用的致密刚玉块制成的安全标识，因其在高温或烧氧吹扫过程中亮度颜色或形状与周围不同，在炼钢过程中可充当示警标识的作用，为透气砖的安全使用提供了方便；

（4）本发明的复合型弥散式透气砖，再配合装在钢包底部气体管道的单向止气阀和气室，降低了在停吹气体过程中的透气砖狭缝渗钢的概率，可以大幅减少吹扫透气砖，间接提高了透气砖的寿命；

（5）本发明中透气本体结构和材质的配合，达到了大气体流量、少吹扫、使用寿命长的目的。

附图说明

图1为本发明的剖面结构示意图；

其中：1、底部气室；2、中心弥散式透气体；3、外部狭缝式透气体；4、安全标识；5、浇注层一；6、浇注层二；7、金属外壳；8、吹气管；9、盖板。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种复合型弥散式透气砖，结构如图1所示，包括中心弥散式透气体2、外部狭缝式透气体3、底部气室1、吹气管8、金属外壳7、盖板9、安全标识4。

中心弥散式透气体2、外部狭缝式透气体3均设于金属外壳7的内部，中心弥散式透气体2位于正中心，外部狭缝式透气体3位于中心弥散式透气体2外围，中心弥散式透气体2呈圆台状且上小下大，外部狭缝式透气体3呈环形体且上小下大，狭缝宽度为0.20mm，长度为22mm，条数为20条。中心弥散式透气体2和外部狭缝式透气体3之间设有浇注层一5，外部狭缝式透气体3和金属外壳7之间设有浇注层二6，底部气室1设于中心弥散式透气体2和外部狭缝式透气体3下方，盖板9设于底部气室1下方且封闭金属外壳7，吹气管8设于盖板9上。

中心弥散式透气体2主要采用0.15-1mm的铬刚玉材料，显气孔率为25%-32%，常温耐压强度为100-150mpa；安全标识4设于中心弥散式透气体2底部中心，采用刚玉材料制成，直径为15mm，体积密度为3.0-3.3g/cm³，显气孔率小于10%。

上述透气砖制备方法，包括：

步骤1：采用80wt%-90wt%的1.0-0.2mm粒度板状刚玉，10-20wt%的325目电熔白刚玉细粉、活性氧化铝、氧化铬类微粉，同时使用4-6wt%的酚醛树脂，经混合造粒后再进行等静压成型，等静压成型压力为150-200mpa，保压时间60-120秒，最后经1650-1750℃高温烧结16小时得到中心弥散式透气体2；

步骤2：通过预先穿插高温烧失物方式进行布局生产，在大头部位设置圆形气室，使用板状刚玉或电熔白刚玉骨料、氧化铝类细粉和纯铝酸钙水泥经混合后振动浇注成型，脱模、养护、干燥后再经1550-1630℃高温烧成，高温烧成时间不低于10小时，总的烧成时间不少于48小时，得到外部狭缝式透气体3；

步骤3：将中心弥散式透气体2、外部狭缝式透气体3和安全标识4用刚玉质火泥粘结成一体，自然养护24小时后，再在200℃的干燥窑内干燥24小时，然后和底部气室1进行组合，组合扣压后连同不锈钢制的金属外壳7进行简易组模，浇注填充刚玉质浇注料免烧成型得到浇注层一5和浇注层二6；

经养护、干燥和烘烤后，焊接盖板9和吹气管8，即可获得复合型弥散式透气砖。

实施例2

本实施例提供的一种复合型弥散式透气砖，与实施例1的区别在于，狭缝宽度为0.25mm，长度为20mm，条数为18条。

实施例3

本实施例提供的一种复合型弥散式透气砖，与实施例1的区别在于，狭缝宽度为0.18mm，长度为30mm，条数为24条。

上述方案设计通过合理的模具设计，解决了传统弥散式透气砖强度低、气体流量小、不耐冲刷的问题，对于外部狭缝式透气体3的透气狭缝的布置可根据需求和目的进行调整组合，以达到理想的通气量。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。