專利名稱：冶金爐底部供氣用彌散式供氣元件及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為冶金過程底吹氣攪拌用彌散式透氣元件，主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐、電爐和各種精煉爐的底吹供氣系統(tǒng)。
現(xiàn)有的冶金過程用各種彌散式透氣元件采用在鋼玉質(zhì)、高鋁質(zhì)、鎂質(zhì)或粘土質(zhì)耐火材料中加入一定量的碳化物(或不加碳化物)和其他粘結(jié)劑與燒結(jié)劑，按一定粒度與配比配好(《國外轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)(四)，1989年11月P122～130，《耐火材料》，1972，增刊P1-7)，裝入金屬或耐火材料外殼內(nèi)，高壓成型。然后在1500℃以上高溫?zé)Y(jié)，制成彌散式透氣元件。加碳化物的彌散式供氣元件的主要特點是氣孔率高，透氣性好，其主要缺點是由于加入碳化物在高溫處理時的燒失造成透氣元件密度低，高溫強度低，抗浸蝕性和抗鋼水沖刷性差，使用壽命低，一般小于10爐，加工工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高；不加碳化物的彌散式透氣元件的主要特點是密度較高，高溫強度高于前者，其主要缺點是氣孔率較低，透氣性較差，加工工藝較復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。
本發(fā)明的目的在于提供一種冶金爐底部供氣用彌散式透氣元件及制造方法，該透氣元件不僅密度高、高溫強度高、透氣性好，抗浸蝕性好，使用過程中易填補，使用壽命長而且制造方法簡單，成本低，使用范圍廣，可用于各種冶金爐如轉(zhuǎn)爐、電爐和精煉爐的底吹攪拌系統(tǒng)中。
本發(fā)明采用不加易燃碳化物，不經(jīng)過1500℃以上高溫處理，通過調(diào)整耐火材料的成分配比和粘結(jié)劑、燒結(jié)劑的配方提高彌散式透氣元件的密度和透氣性，增加強度，提高使用壽命，簡化制作工序，降低生產(chǎn)成本，克服現(xiàn)有彌散式透氣元件的缺點和不足。
本發(fā)明所述彌散式供氣元件，由耐火材料芯部和外殼組成，其耐火材料芯部的具體化學(xué)成分《重量％)為MgO80～95％，Al2O30.5～5％，氧化鐵0.4～5％，H3BO30.1～5％，水玻璃3～15％，樹脂1～10％，其中氧化鐵是指FeO、Fe2O3、Fe3O4中任一種或兩種以上之和，樹脂是指環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂中任一種或兩種之和，所用MgO的顆粒粒度＜4mm。
本發(fā)明所述彌散式供氣元件的制造方法如下選用合適粒度配比的電熔MgO顆粒作為透氣元件主體，加入一定量的Al2O3、FeOx和硼酸作為燒結(jié)劑，以合適密度的水玻璃作為粘結(jié)劑，按耐火材料芯部的化學(xué)成分范圍選擇合適配比，混合均勻，裝入彌散式透氣元件外殼內(nèi)氣室的上部，高壓成形，壓力為≥500公斤/厘米2，然后在烘箱內(nèi)在50°～300°溫度范圍內(nèi)烘烤20～150小時，即制成本發(fā)明彌散式供氣元件。
根據(jù)上述粒度要求和成分范圍所制成的彌散式透氣元件可達(dá)到如下物理性能體積密度≥2.6g/cm3，常溫耐壓強度≥50MPa，顯氣孔率≥20％。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(1)加工工藝簡單，生產(chǎn)成本低。
(2)本發(fā)明通過加入Al2O3作燒結(jié)劑，改善了水玻璃作為粘結(jié)劑的高溫強度，提高了透氣元件的抗浸蝕性，延長了使用壽命。
(3)本發(fā)明采用MgO作為耐火材料基體，不經(jīng)過1500℃以上高溫?zé)Y(jié)，只需使用前在300℃以下低溫烘烤，然后在使用過程中逐步進(jìn)行燒結(jié)，浸蝕后易于填補，延長了透氣元件的使用壽命。
(4)本發(fā)明可根據(jù)冶金過程工藝要求及冶金爐大小，通過調(diào)整MgO粒度要求，改變透氣元件的透氣性，氣量可調(diào)節(jié)范圍大，適應(yīng)能力強，使用范圍廣，可用于各種冶金爐如轉(zhuǎn)爐、電爐和精煉爐的底吹攪拌系統(tǒng)中。


圖1為本發(fā)明冶金爐底吹氣攪拌用彌散式透氣元件縱部面示意圖。
圖2為圖1中A-A橫剖面圖。
圖1、圖2中，1為底部進(jìn)氣管，2為透氣元件外殼，3為金屬絲或金屬條，4為金屬絲網(wǎng)或多孔金屬板，5為耐火材料芯部。
實施例根據(jù)本發(fā)明所述耐火材料芯部的化學(xué)成分范圍，制備了4批彌散式透氣元件。具體耐火材料芯部化學(xué)成分見表1。4批透氣元件的加工工藝制度見表2，4批透氣元件耐火材料芯部的物理性能列于表3，將四種不同成分配比制成的彌散式透氣元件安裝在轉(zhuǎn)爐爐底試用，結(jié)果表明，透氣元件的性能參數(shù)完全滿足使用要求，透氣性好，氣量調(diào)節(jié)范圍大，抗?fàn)t渣浸蝕性能好，平均浸蝕速度小于1.0mm/爐。
表1實施例所用耐火材料的化學(xué)成分(重量％
表2實施例加工工藝制度
權(quán)利要求
1.一種冶金爐底部供氣用彌散式透氣元件，由耐火材料芯部和外殼組成，其特征在于所述耐火材料芯部的化學(xué)成分(重量％)為MgO80～95％，Al2O30.5～5％，氧化鐵0.4～5％，H3BO30.1～5％，水玻璃3～15％，樹脂1～10％，其中氧化鐵是指FeO、Fe2O3、Fe3O4中任一種或兩種以上之和，樹脂是指環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂中任一種或兩種之和，所用MgO的顆粒粒度＜4mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透氣元件的制造方法，其特征在于按MgO顆粒粒度要求準(zhǔn)備好MgO，再按耐火材料芯部的化學(xué)成分范圍選擇合適配比，混合均勻，裝入彌散式透氣元件外殼氣室的上部，高壓成型，壓力為≥500公斤/厘米2，然后在烘箱內(nèi)在50～300℃溫度范圍內(nèi)烘烤30～150小時，即制得彌散式透氣元件。
全文摘要
一種冶金爐底部供氣用彌散式透氣元件及其制造方法，適用于轉(zhuǎn)爐、電爐和各種精煉爐。它由耐火材料芯部和外殼組成，其耐火材料的成分(重量％)為MgO80～95％，Al
文檔編號F27D3/00GK1168416SQ97101969
公開日1997年12月24日 申請日期1997年3月26日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月26日
發(fā)明者丁容, 劉瀏, 崔淑賢 申請人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院