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钢包透气砖常用的三种结构形式

发布日期: 2019-07-11 09:27:51    阅读量(116)    作者:张红

目前透气砖的结构主要有弥散型透气砖、直通定向型透气砖、狭缝定向型透气砖,如图 1所示。

图 1透气砖的类型

(1) 弥散型透气砖

弥散型透气砖是具有较高的孔隙率和渗透性。在该砖的实际生产中,通过向混合物中加入含碳化合物,由于该物质能在低温下燃烧无剩余,因此可用低温烧尽中间材料的方法得到起初的孔隙率。弥散型透气砖的结构中存在着大小尺寸各不相同的彼此相互贯穿的气孔,在使用过程中当停止吹气时,钢包中的钢和渣会通过这些气孔渗入透气砖内较深的区域,因此在工作面产生了固密的部位。当钢包处于停包时或者当重新开始吹气时,透气砖的工作表面部位受到钢水周期性的渗透作用、侵蚀冲刷而发生气孔堵塞、吹不通或剥落现象。

张美杰等利用现有的测试设备,提出了透气砖阻力系数的测量方法,采用因次分析法和多元线性回归法,发现测量得到的数据和实验值相对比时,测量结果和实验值极度相近,而且得出影响透气砖阻力系数的关键参数。

由于日本气体压力使用的限制,一般只集中在弥散型透气砖方面的研究。佐板[10]采用球状的氧化铝为原料,通过增加透气的气孔数量,降低气孔的大小,对抑制钢水渗透起到很好的效果。

(2) 直通定向型透气砖

直通定向型透气砖的气道设计为直通孔或者是直通狭缝型,目前钢包用的直通孔型的透气砖制作较为复杂,而且该透气砖的气孔通气率小,因此直通狭缝型透气砖代替了直通孔型的透气砖;转炉主要用的透气砖结构是直通孔型。文献研究了不同贯穿孔透气砖及其高密度结构材质,对其制品的抗热震稳定性、抗氧化铁腐蚀性、常温强度等性能进行检测,发现贯穿孔透气砖既能保持高的鼓泡可靠性、又提高了砖的耐用性。

(3) 狭缝定向型透气砖

目前狭缝定向型是最普遍采用的结构形式,根据现场使用条件包括精炼钢种、精炼工艺、钢包的容量、温度、钢水静压力等设计合理的狭缝,可以使透气砖的吹通效果达到最佳、在使用中的寿命增长、安全性能稳定。

寇志奇等研究了以电熔刚玉、氧化铬为主要原料的透气砖,增加了该原料与钢水之间的润湿角,降低缝宽,使狭缝式透气砖透气性能参数和抗侵蚀性能参数增加。研究表明:与国外透气砖的性能进行比较时,该砖的透气性、使用寿命优于国外的先进产品,满足钢包精炼生产对性能指标的要求。

王龙等采用跳桌法测定浇注料的流动值,检测该浇注料的体积密度、常温抗折强度及 1500℃热处理后的线膨胀率。研究表明,与条形缝式透气砖相比,环形缝式透气砖增强了透气性,并且能够使该透气砖在应用过程中的使用寿命增加,吹通率达到 100%。

潘时松等对传统钢包喷粉技术,研发出一种带锥形流化室的狭缝式透气砖,通过该结构在钢包底部喷吹喷粉。一部分喷吹的粉粒随着喷吹的气流进入到透气砖的狭缝中;另一部分颗粒碰触到耐火材料壁后,流动速度快速减退,回落并聚集在该透气砖的狭缝内,阻碍气流的流通。

朱波等研究了钢包透气砖在实际循环使用过程中的情况,发现钢水接触到的工作面和永久层存在一定的温度差,致使透气砖的狭缝结构在该温度梯度下形成热应力而使砖体狭缝的结构宽度有所增加,冶炼过程中的钢水会流入狭缝结构中进而致使气体流通量减小,到后期导致透气砖狭缝完全堵塞。当透气砖结构中所存在狭缝否认数量和长度不在改变时,通过对透气砖的位置进行合理的设计,能够使冶炼过程中的钢水得到快速的搅拌, 钢水成分和温度的均匀性会得到大幅度的升高。

随着炼钢工艺对透气砖的要求,弥散型透气砖和直通型透气砖的应用很少,广泛应用狭缝式透气砖代替前两种砖,通过控制狭缝的数量和长度,保证良好的吹通率,延长其使用寿命。

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