一种转炉倾斜式整体供气砖及其制备方法与流程

1.本发明属于转炉冶金技术领域，涉及一种转炉倾斜式整体供气砖及其制备方法。


背景技术：

2.转炉冶炼过程中经常出现钢水成分不均匀的情况，脱碳和脱磷的效果不佳，只能提高吹炼时间才能满足要求，这样不仅增加转炉炼钢成本，同时也大幅增加了转炉冶炼时间，转炉内衬的损毁也相对严重，补炉材料用量也会大幅提升。
3.因此，如何研发一种可以使钢水迅速旋转，钢水成分更加均匀，冶炼时间明显缩短，同时更好的保护转炉内衬结构，内衬侵蚀更加均匀的转炉倾斜式整体供气砖及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种转炉倾斜式整体供气砖及其制备方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种转炉倾斜式整体供气砖，包括供气砖本体和集束管，上述集束管预制在供气砖本体中，上述供气砖本体竖直放置，上述集束管为倾斜式，上述集束管的倾斜方向与竖直方向的夹角为35
°‑
45
°
。
7.本发明的有益效果：本发明转炉倾斜式整体供气砖在转炉吹炼过程中，可以使钢水迅速旋转，钢水成分更加均匀，冶炼时间明显缩短，同时更好的保护转炉内衬结构，内衬侵蚀更加均匀。
8.进一步，上述供气砖本体砖型为楔形，宽度占炉底砖的2-3环，长度高出炉底砖30-50mm。
9.采用上述进一步技术方案的有益效果：由于供气砖大，占2-3环，等静压成型，各部位受力均匀，抗侵蚀效果好，后期透气砖堵塞可以提供热换，供气砖高出炉底30-50mm，钢渣会吸附在供气砖突出部位周围形成蘑菇头，可有效保护供气砖。
10.进一步，上述集束管包括若干单支集束管，集束管支数设定为12-17支，单支集束管直径为3-5mm，单支集束管排布3-4环，根据单支集束管的总支数，排布规则按照集束管的中心排布一支，外环单支集束管支数大于内环单支集束管支数。
11.采用上述进一步技术方案的有益效果：在满足供气砖吹气流量的前提下，尽量减少集束管支束，可以避免安全隐患，一般集束管环形分布，12-17支较为合理。
12.进一步，上述单支集束管分布范围设定为
13.采用上述进一步技术方案的有益效果：集束管分布在φ100mm-φ150mm内，集束管分布集中，吹气效果好，集束管分布范围太大，气体分散，底吹效果不好。
14.进一步，上述供气砖本体是由下述重量份数的原料制备而成：3＜粒度≤5mm98大结晶电熔镁砂15-25份，1＜粒度≤3mm98大结晶电熔镁砂15-35份，0＜粒度≤1mm98大结晶电熔镁砂10-30份，酚醛树脂2.2-3.5份，+195石墨15-18份，200目金属铝粉0-3.5份，200目
金属硅粉0-0.5份，4012树脂粉0-1份，高温沥青粉0-1份，200目98大结晶电熔镁砂5-8份。
15.采用上述进一步技术方案的有益效果：大结晶电熔镁砂和正目石墨的使用抗侵蚀性明显提高。
16.本发明还提供一种如上述转炉倾斜式整体供气砖的制备方法，包括如下步骤：
17.(1)按照上述重量份数称取各原料；
18.(2)将各原料投入到高速搅拌机中搅拌混合，加料顺序为先加颗粒料，然后加酚醛树脂，再加+195石墨，最后加粉料，上述颗粒料包括3＜粒度≤5mm98大结晶电熔镁砂、1＜粒度≤3mm98大结晶电熔镁砂和0＜粒度≤1mm98大结晶电熔镁砂，粉料包括200目金属铝粉、200目金属硅粉、4012树脂粉、高温沥青粉和200目98大结晶电熔镁砂，出料；
19.(3)将混好的泥料困料，装料之前安装集束管定位系统，上述集束管定位系统包括两个圆盘，两个圆盘之间用集束管连接，定位集束管竖直放置并向左倾斜35
°‑
45
°
，两个圆盘中心之间的距离为集束管的长度，将困好的泥料装入供气砖本体模具中，采用冷等静压设备成型，干燥，得到上述转炉倾斜式整体供气砖。
20.本发明的有益效果：本发明制备方法简单，操作便利，适合广泛生产和应用。
21.进一步，步骤(2)中上述搅拌转速为650r/min，搅拌时间为30-40分钟，出料温度为50-55℃。
22.进一步，步骤(3)中上述困料时间为36-48小时，采用冷等静压设备成型，压力为180mpa，保压时间为8-10分钟。
23.采用上述进一步技术方案的有益效果：充分的困料时间可以使树脂挥发，产品缺陷相对较少，采用冷等静压成型，产品各部位压力均匀，成型效果较好。
24.进一步，步骤(3)上述干燥温度为220℃，保温时间为8小时。
25.采用上述进一步技术方案的有益效果：由于供气砖产品较大，保温时间短产品干燥不透，强度不好，保温8小时较为适宜。
26.进一步，上述圆盘材质为304不锈钢铁板，直径为140-150mm，所述集束管为不锈钢材质。
附图说明
27.图1是本发明转炉倾斜式整体供气砖结构示意图。
28.图2是本发明集束管定位系统结构示意图。
29.图3是本发明实施例3转炉炉底供气砖排布图。
30.图中：
31.1-转炉倾斜式整体供气砖，2-供气砖本体，3-集束管，4-供气总管，5-圆盘。
具体实施方式
32.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.转炉倾斜式整体供气砖1，包括供气砖本体2和集束管3，集束管3预制在供气砖本
体2中，供气砖本体2竖直放置，集束管3为倾斜式，集束管3的倾斜方向与竖直方向的夹角为35
°‑
45
°
。
34.在一个实施例中，供气砖本体2砖型为楔形，宽度占炉底砖的2-3环，长度高出炉底砖30-50mm。
35.在一个实施例中，集束管3包括若干单支集束管，单支集束管支数设定为12-17支，单支集束管直径为3-5mm，单支集束管排布3-4环，根据单支集束管的总支数，排布规则按照集束管的中心排布一支，外环单支集束管支数大于内环单支集束管支数。
36.在一个实施例中，单支集束管分布范围设定为
37.在一个实施例中，供气砖本体2是由下述重量份数的原料制备而成：3＜粒度≤5mm98大结晶电熔镁砂15-25份，1＜粒度≤3mm98大结晶电熔镁砂15-35份，0＜粒度≤1mm98大结晶电熔镁砂10-30份，酚醛树脂2.2-3.5份，+195石墨15-18份，200目金属铝粉0-3.5份，200目金属硅粉0-0.5份，4012树脂粉0-1份，高温沥青粉0-1份，200目98大结晶电熔镁砂5-8份。
38.转炉倾斜式整体供气砖1的制备方法，包括如下步骤：
39.(1)按照重量份数称取各原料；
40.(2)将各原料投入到高速搅拌机中搅拌混合，加料顺序为先加颗粒料，然后加酚醛树脂，再加+195石墨，最后加粉料，颗粒料包括3＜粒度≤5mm98大结晶电熔镁砂、1＜粒度≤3mm98大结晶电熔镁砂和0＜粒度≤1mm98大结晶电熔镁砂，粉料包括200目金属铝粉、200目金属硅粉、4012树脂粉、高温沥青粉和200目98大结晶电熔镁砂，出料；
41.(3)将混好的泥料困料，装料之前安装集束管3定位系统，集束管3定位系统包括两个圆盘5，两个圆盘5之间用集束管3连接，定位集束管3竖直放置并向左倾斜35
°‑
45
°
，两个圆盘5中心之间的距离为集束管3的长度，将困好的泥料装入供气砖本体2模具中，采用冷等静压设备成型，干燥，得到转炉倾斜式整体供气砖1。
42.以某钢厂120吨转炉为例，其主要冶炼品种：碳素钢、优质碳素结构钢、超低碳钢、低合金高强度钢、船体用结构钢、中碳合金钢、耐候钢、管线钢、汽车结构用钢、压力容器、锅炉用钢、桥梁用钢、硅钢等。平均出钢温度为1650℃，底吹强度：0.01-0.15nm3/t，供气压力：≥0.8mpa。
43.在一个实施例中，圆盘5材质为304不锈钢铁板，直径为140-150mm，集束管3为不锈钢材质。
44.实施例1
45.120t转炉炉衬砖即转炉倾斜式整体供气砖1的制备方法，包括如下步骤：
46.(1)称取3＜粒度≤5mm98大结晶电熔镁砂20千克，1＜粒度≤3mm98大结晶电熔镁砂30千克，0＜粒度≤1mm98大结晶电熔镁砂25千克，酚醛树脂2.5千克，+195石墨16千克，200目金属铝粉2.5千克，200目金属硅粉0.5千克，4012树脂粉0.5千克，高温沥青粉0.5千克，200目98大结晶电熔镁砂5千克；
47.(2)将各原料投入到高速搅拌机中搅拌混合，搅拌转速为650r/min，搅拌时间为30分钟，加料顺序为先加颗粒料，然后加酚醛树脂，再加+195石墨，最后加粉料，颗粒料包括3＜粒度≤5mm98大结晶电熔镁砂、1＜粒度≤3mm98大结晶电熔镁砂和0＜粒度≤1mm98大结晶电熔镁砂，粉料包括200目金属铝粉、200目金属硅粉、4012树脂粉、高温沥青粉和200目98
大结晶电熔镁砂，出料，出料温度为50℃；
48.(3)将混好的泥料困料，困料时间为36小时，装料之前安装集束管3定位系统，集束管3定位系统包括两个圆盘5，两个圆盘5之间用集束管3连接，定位集束管3竖直放置并向左倾斜45
°
，两个圆盘5中心之间的距离为集束管3的长度，将困好的泥料装入供气砖本体2模具中，采用冷等静压设备成型，压力为180mpa，保压时间为8分钟，干燥，干燥温度为220℃，干燥时间为8小时，得到转炉倾斜式整体供气砖1。
49.转炉倾斜式整体供气砖1，包括供气砖本体2和集束管3，集束管3预制在供气砖本体2中，供气砖本体2竖直放置，集束管3为倾斜式，集束管3的倾斜方向与竖直方向的夹角为45
°
。供气砖本体2砖型为楔形，宽度占炉底砖的2环，长度高出炉底砖30mm。集束管3包括若干单支集束管，单支集束管分布范围设定为单支集束管支数设定为12支，单支集束管直径为3mm，单支集束管排布3环，集束管中心排布1支，第二环排布5支，第三环排布6支。集束管3底端通过气室与供气总管4连通。
50.经过成品检查后运至某钢厂砌筑，砌筑时共分布6块供气砖，耳轴两侧各一块，两侧透气砖距离耳轴呈45
°
，正对耳轴位置各分布一块。
51.采用此供气砖转炉下线后的效果评价：使用后转炉炉龄由原来平均炉龄6000炉，用后转炉测厚350mm，提高至7000炉用后转炉测厚350mm。供气砖使用过程中能有效将钢水旋转起来，钢水成分更加均匀稳定，冶炼时间由原30分钟/炉，提升至20分钟/炉，成分均能满足要求，钢水旋转起来之后由于冶炼时间缩短，炉衬的使用寿命也明显提高，补炉材料明显减少。
52.实施例2
53.120t转炉炉衬砖即转炉倾斜式整体供气砖1的制备方法，包括如下步骤：
54.(1)称取3＜粒度≤5mm98大结晶电熔镁砂20千克，1＜粒度≤3mm98大结晶电熔镁砂30千克，0＜粒度≤1mm98大结晶电熔镁砂25千克，酚醛树脂3.5千克，+195石墨15千克，200目金属铝粉2.5千克，200目金属硅粉0.5千克，4012树脂粉1千克，高温沥青粉1千克，200目98大结晶电熔镁砂5千克；
55.(2)将各原料投入到高速搅拌机中搅拌混合，搅拌转速为650r/min，搅拌时间为40分钟，加料顺序为先加颗粒料，然后加酚醛树脂，再加+195石墨，最后加粉料，颗粒料包括3＜粒度≤5mm98大结晶电熔镁砂、1＜粒度≤3mm98大结晶电熔镁砂和0＜粒度≤1mm98大结晶电熔镁砂，粉料包括200目金属铝粉、200目金属硅粉、4012树脂粉、高温沥青粉和200目98大结晶电熔镁砂，出料，出料温度为55℃；
56.(3)将混好的泥料困料，困料时间为48小时，装料之前安装集束管3定位系统，集束管3定位系统包括两个圆盘5，两个圆盘5之间用集束管3连接，定位集束管3竖直放置并向左倾斜45
°
，两个圆盘5中心之间的距离为集束管3的长度，将困好的泥料装入供气砖本体2模具中，采用冷等静压设备成型，压力为180mpa，保压时间为10分钟，干燥，干燥温度为220℃，干燥时间为8小时，得到转炉倾斜式整体供气砖1。
57.转炉倾斜式整体供气砖1，包括供气砖本体2和集束管3，集束管3预制在供气砖本体2中，供气砖本体2竖直放置，集束管3为倾斜式，集束管3的倾斜方向与竖直方向的夹角为45
°
。供气砖本体2砖型为楔形，宽度占炉底砖的3环，长度高出炉底砖50mm。集束管3包括若干单支集束管，单支集束管分布范围设定为单支集束管支数设定为15支，单支
集束管直径为5mm，单支集束管排布4环，集束管中心排布1支，第二环排布3支，第三环排布5支，第四环排布6支，集束管3底端通过气室与供气总管4连通。
58.经过成品检查后运至某钢厂砌筑，砌筑时共分布6块供气砖，耳轴两侧各一块，两侧透气砖距离耳轴呈45
°
，正对耳轴位置各分布一块。
59.采用此供气砖转炉下线后的效果评价：使用后转炉炉龄由原来平均炉龄6000炉，用后转炉测厚350mm，提高至7000炉用后转炉测厚340mm。供气砖使用过程中能有效将钢水旋转起来，钢水成分更加均匀稳定，冶炼时间由原30分钟/炉，提升至20分钟/炉，成分均能满足要求，钢水旋转起来之后由于冶炼时间缩短，炉衬的使用寿命也明显提高，补炉材料明显减少。
60.实施例3
61.120t转炉炉衬砖即转炉倾斜式整体供气砖1的制备方法，包括如下步骤：
62.(1)称取3＜粒度≤5mm98大结晶电熔镁砂23千克，1＜粒度≤3mm98大结晶电熔镁砂26千克，0＜粒度≤1mm98大结晶电熔镁砂23千克，酚醛树脂2.85千克，+195石墨18千克，200目金属铝粉3.5千克，4012树脂粉0.5千克，高温沥青粉0.5千克，200目98大结晶电熔镁砂5.5千克；
63.(2)将各原料投入到高速搅拌机中搅拌混合，搅拌转速为650r/min，搅拌时间为35分钟，加料顺序为先加颗粒料，然后加酚醛树脂，再加+195石墨，最后加粉料，颗粒料包括3＜粒度≤5mm98大结晶电熔镁砂、1＜粒度≤3mm98大结晶电熔镁砂和0＜粒度≤1mm98大结晶电熔镁砂，粉料包括200目金属铝粉、200目金属硅粉、4012树脂粉、高温沥青粉和200目98大结晶电熔镁砂，出料，出料温度为53℃；
64.(3)将混好的泥料困料，困料时间为42小时，装料之前安装集束管3定位系统，集束管3定位系统包括两个圆盘5，两个圆盘5之间用集束管3连接，定位集束管3竖直放置并向左倾斜40
°
，两个圆盘5中心之间的距离为集束管3的长度，将困好的泥料装入供气砖本体2模具中，采用冷等静压设备成型，压力为180mpa，保压时间为9分钟，干燥，干燥温度为220℃，干燥时间为8小时，得到转炉倾斜式整体供气砖1。
65.转炉倾斜式整体供气砖1，包括供气砖本体2和集束管3，集束管3预制在供气砖本体2中，供气砖本体2竖直放置，集束管3为倾斜式，集束管3的倾斜方向与竖直方向的夹角为40
°
。供气砖本体2砖型为楔形，宽度占炉底砖的2环，长度高出炉底砖40mm。集束管3包括若干单支集束管，单支集束管分布范围设定为单支集束管支数设定为14支，单支集束管直径为4mm，单支集束管排布3环，集束管中心排布1支，第二环排布5支，第三环排布8支。集束管3底端通过气室与供气总管4连通。
66.经过成品检查后运至某钢厂砌筑，砌筑时按图3所示的炉底供气砖排布方式，共分布6块供气砖，耳轴两侧各一块，两侧透气砖距离耳轴呈40
°
，正对耳轴位置各分布一块。
67.采用此供气砖转炉下线后的效果评价：使用后转炉炉龄由原来平均炉龄6000炉，用后转炉测厚350mm，提高至7000炉用后转炉测厚335mm。供气砖使用过程中能有效将钢水旋转起来，钢水成分更加均匀稳定，冶炼时间由原30分钟/炉，提升至20分钟/炉，成分均能满足要求，钢水旋转起来之后由于冶炼时间缩短，炉衬的使用寿命也明显提高，补炉材料明显减少。
68.对所公开的实施例的说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这
些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种转炉倾斜式整体供气砖，其特征在于，包括供气砖本体和集束管，所述集束管预制在供气砖本体中，所述供气砖本体竖直放置，所述集束管为倾斜式，所述集束管的倾斜方向与竖直方向的夹角为35
°‑
45
°
。2.根据权利要求1所述一种转炉倾斜式整体供气砖，其特征在于，所述供气砖本体砖型为楔形，宽度占炉底砖的2-3环，长度高出炉底砖30-50mm。3.根据权利要求1所述一种转炉倾斜式整体供气砖，其特征在于，所述集束管包括若干单支集束管，单支集束管支数设定为12-17支，单支集束管直径为3-5mm，单支集束管排布3-4环，根据单支集束管的总支数，排布规则按照集束管的中心排布一支，外环单支集束管支数大于内环单支集束管支数。4.根据权利要求3所述一种转炉倾斜式整体供气砖，其特征在于，所述单支集束管分布范围设定为φ100mm-φ150mm。5.根据权利要求1所述一种转炉倾斜式整体供气砖，其特征在于，所述供气砖本体是由下述重量份数的原料制备而成：3＜粒度≤5mm98大结晶电熔镁砂15-25份，1＜粒度≤3mm98大结晶电熔镁砂15-35份，0＜粒度≤1mm98大结晶电熔镁砂10-30份，酚醛树脂2.2-3.5份，+195石墨15-18份，200目金属铝粉0-3.5份，200目金属硅粉0-0.5份，4012树脂粉0-1份，高温沥青粉0-1份，200目98大结晶电熔镁砂5-8份。6.一种如权利要求1-5任一项所述转炉倾斜式整体供气砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)按照所述重量份数称取各原料；(2)将各原料投入到高速搅拌机中搅拌混合，加料顺序为先加颗粒料，然后加酚醛树脂，再加+195石墨，最后加粉料，所述颗粒料包括3＜粒度≤5mm98大结晶电熔镁砂、1＜粒度≤3mm98大结晶电熔镁砂和0＜粒度≤1mm98大结晶电熔镁砂，粉料包括200目金属铝粉、200目金属硅粉、4012树脂粉、高温沥青粉和200目98大结晶电熔镁砂，出料；(3)将混好的泥料困料，装料之前安装集束管定位系统，所述集束管定位系统包括两个圆盘，两个圆盘之间用集束管连接，定位集束管竖直放置并向左倾斜35
°‑
45
°
，两个圆盘中心之间的距离为集束管的长度，将困好的泥料装入供气砖本体模具中，采用冷等静压设备成型，干燥，得到所述转炉倾斜式整体供气砖。7.根据权利要求6所述一种转炉倾斜式整体供气砖的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述搅拌转速为650r/min，搅拌时间为30-40分钟，出料温度为50-55℃。8.根据权利要求6所述一种转炉倾斜式整体供气砖的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述困料时间为36-48小时，采用冷等静压设备成型，压力为180mpa，保压时间为8-10分钟。9.根据权利要求6所述一种转炉倾斜式整体供气砖的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述干燥温度为220℃，干燥时间为8小时。10.根据权利要求6所述一种转炉倾斜式整体供气砖的制备方法，其特征在于，所述圆盘材质为304不锈钢铁板，直径为140-150mm，所述集束管为不锈钢材质。

技术总结
本发明公开了一种转炉倾斜式整体供气砖及其制备方法，属于转炉冶金技术领域，转炉倾斜式整体供气砖包括供气砖本体和集束管，所述集束管预制在供气砖本体中，所述供气砖本体竖直放置，所述集束管为倾斜式，所述集束管的倾斜方向与竖直方向的夹角为35


技术研发人员：战昱名 王鹏 李勇 孙逊 李瑞鹏 乔忠喜 李旭 孙铭 逄洪运
受保护的技术使用者：鞍山市和丰耐火材料有限公司
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/10/7