吹气元件、复合吹气砖及复合吹气砖的制备方法

摘要

本发明公开吹气元件、复合吹气砖及复合吹气砖的制备方法，在吹气元件中设置有吹气通道和防渗防堵通道，所述防渗防堵通道分别与两个或两个以上的吹气通道流体导通。本发明的吹气元件及具有所述吹气元件的吹气砖，在实际使用过程中不易发生渗钢、吹气过程中吹气通道不堵塞、吹通率高，从而减少吹氧量，降低冶炼成本；高吹通率还会减少吹气砖烧蚀量，从而延长吹气砖寿命，降低冶炼成本。

说明书

技术领域

本发明涉及高温冶炼领域。更具体地，涉及一种用于向高温熔体中吹气 的吹气元件、复合吹气砖及复合吹气砖的制备方法。

背景技术

在现有技术的钢铁(或者铜、铝)冶炼过程中，通过透气元件或透气砖 向高温钢水中供给气体，来均匀钢水成分和温度，促进使钢水中的杂质上浮 来以提高钢的质量；但是，现有透气元件或透气砖的透气狭缝设计不够合理， 在实际使用过程中容易发生渗钢而导致狭缝堵塞，吹通率低。为使透气砖避 免吹不通，多通过反向烧氧来清理残钢，不仅浪费气体，还会对透气砖产生 烧蚀，大幅度的降低了透气砖的寿命，从而增加了炼钢成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不发生渗钢、吹气过程中吹气通道不堵塞、 吹通率高的吹气元件、复合吹气砖及复合吹气砖的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

吹气元件，在吹气元件中设置有吹气通道和防渗防堵通道，所述防渗防 堵通道分别与两个或两个以上的吹气通道流体导通。

上述吹气元件，所述吹气通道在所述吹气元件中分层或分区域设置，每 层或每个区域中有两个或两个以上的所述吹气通道，每层或每个区域中的所 述吹气通道分别通过相互独立的所述防渗防堵通道流体导通，相邻层或相邻 区域中的所述吹气通道和所述防渗防堵通道互不流体导通。

上述吹气元件，每层或每个区域中的所述防渗防堵通道为两个或两个以 上，每层或每个区域中相邻的所述防渗防堵通道通过所述吹气通道流体导通。

上述吹气元件，每层或每个区域中相邻的所述防渗防堵通道的间距为 0.1-10毫米。

上述吹气元件，每层或每个区域中相邻的所述防渗防堵通道的间距为 0.1-5毫米。

上述吹气元件，所述吹气元件由两个或两个以上的吹气元件单体组成， 所述吹气元件单体上设置有吹气凹槽和防渗防堵凹槽，相邻两个吹气元件单 体上的对应所述吹气凹槽构成所述吹气通道，相邻两个吹气元件单体的对应 所述防渗防堵凹槽构成所述防渗防堵通道。

上述吹气元件，所述吹气通道和所述防渗防堵通道相互垂直。

上述吹气元件，所述吹气通道和/或所述防渗防堵通道的横截面积为 0.0019-0.785平方毫米，相邻所述吹气通道之间的间距为0.1-10毫米。

上述吹气元件，所述吹气通道的横截面积为0.0019-0.049平方毫米；所 述吹气通道的横截面为圆形、三角形或多边形；所述吹气元件的外形为圆柱 或棱柱。

具有上述吹气元件的复合吹气砖，包括低档材料制成的吹气砖本体以及 高档材料制成的吹气元件，所述吹气元件位于所述吹气砖本体内；对于本领 域普通技术人员来说：高档材料和低档材料是耐火材料领域的公知材料，在 此不用赘述。

上述复合吹气砖，所述吹气元件1的横截面为圆形、长方形、正方形或 三角形；

当所述吹气元件1的横截面为圆形时：所述吹气元件1位于所述吹气砖 的轴心处或以所述吹气砖的轴心为中心呈环形均匀分布；

当所述吹气元件1的横截面为长方形时：所述吹气元件1在吹气砖中呈 放射状均匀分布、金字塔形分布或纵截面重叠堆砌分布；

当所述吹气元件1的横截面为正方形时：所述吹气元件1位于所述吹气 砖的轴心处或在所述吹气砖中呈矩形均匀分布；

当所述吹气元件1的横截面为三角形时：所述吹气元件1位于所述吹气 砖的轴心处或在所述吹气砖中呈金字塔形分布。

复合吹气砖的制备方法，包括如下步骤：

(a)制作好吹气元件1备用；

(b)把所述吹气元件1在模具中固定好，在所述吹气元件1的周围浇注 浇注料；

(c)养护；

(d)干燥；

(e)烧成；

(f)在复合吹气砖外包铁皮；

(g)焊底板；

(h)焊后管；

(i)检测通气量，合格后入库。

本发明的有益效果如下：

本发明的吹气元件及具有所述吹气元件的吹气砖，在实际使用过程中不 易发生渗钢、吹气过程中吹气通道不堵塞、吹通率高；从而减少吹氧量，降 低冶炼成本；高吹通率还会减少透气砖烧蚀量，从而延长透气砖寿命，降低 冶炼成本；大幅减少烧氧操作，降低了工人的劳动强度。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1A吹气元件位于吹气砖的轴心处的结构示意图；

图1B吹气元件以吹气砖的轴心为中心呈环形均匀分布的结构示意图；

图2A吹气元件在吹气砖中呈纵截面重叠堆砌分布的结构示意图；

图2B吹气元件在吹气砖中呈金字塔形分布的结构示意图；

图2C吹气元件在吹气砖中呈放射状均匀分布的结构示意图；

图3A吹气元件位于吹气砖的轴心处的结构示意图；

图3B吹气元件在吹气砖中呈矩形均匀分布的结构示意图；

图4A吹气元件位于吹气砖的轴心处的结构示意图；

图4B吹气元件在吹气砖中呈金字塔形分布的结构示意图；

图5吹气元件的内部结构示意图；

图6为图5所示吹气元件的俯视图；

图7为吹气元件的另一种结构示意图；

图8吹气元件单体的结构示意图。

图中：1-吹气元件，2-吹气通道，3-吹气砖本体，4-防渗防堵通道，5-吹 气元件单体，6-吹气凹槽，7-防渗防堵凹槽。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一 步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员 应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制 本发明的保护范围。

实施例1

如图5和图6所示，本实施例的吹气元件，在吹气元件1中设置有吹气 通道2和防渗防堵通道4(吹气通道2和防渗防堵通道4相互垂直)，所述防 渗防堵通道4分别与两个或两个以上的吹气通道2流体导通；所述吹气通道2 在所述吹气元件1中分层设置，每层中有两个或两个以上的所述吹气通道2， 每层中的所述吹气通道2分别通过相互独立的所述防渗防堵通道4流体导通， 相邻层中的所述吹气通道2和所述防渗防堵通道4互不流体导通；每层中的 所述防渗防堵通道4为两个或两个以上，每层中相邻的所述防渗防堵通道4 通过所述吹气通道2流体导通；所述吹气通道2和所述防渗防堵通道4的横 截面均为圆形，所述圆的直径为0.05毫米，相邻所述吹气通道2之间的间距 以及相邻所述吹气通道2之间的间距均为0.1毫米。如图5、图6和图8所示， 本实施例中所述吹气元件1由两个以上的吹气元件单体5组成，所述吹气元 件单体5上设置有吹气凹槽6和防渗防堵凹槽7，相邻两个吹气元件单体5 上的对应所述吹气凹槽6构成所述吹气通道2，相邻两个吹气元件单体5的对 应所述防渗防堵凹槽7构成所述防渗防堵通道4；所述吹气通道2和所述防渗 防堵通道4相互垂直。本实施例中所述吹气元件1的外形为圆柱形(横截面 为圆形)，所述吹气通道2沿所述圆柱的轴向设置。

具有本实施例所述吹气元件1的复合吹气砖包括低档材料制成的吹气砖 本体3以及高档材料制成的吹气元件1，所述吹气元件1位于所述吹气砖本体 3内。所述吹气元件1位于所述吹气砖的轴心处(如图1A所示)或以所述吹 气砖的轴心为中心呈环形均匀分布(如图1B所示)。

本实施例的复合吹气砖在使用过程中，不易发生渗钢(最大渗钢深度为 4.47mm，最小渗钢深度为1.72mm，平均渗钢深度为2.94mm)、吹气过程中吹 气通道不堵塞、吹通率高(吹通率为100％)。

在其它实施例中，如图7所示，所述吹气通道2在所述吹气元件1中也 可以分区域设置，每个区域中有两个或两个以上的所述吹气通道2，每个区 域中的所述吹气通道2分别通过相互独立的所述防渗防堵通道4流体导通， 相邻区域中的所述吹气通道2和所述防渗防堵通道4互不流体导通；每个区 域中的所述防渗防堵通道4为两个或两个以上，每个区域中相邻的所述防渗 防堵通道4通过所述吹气通道2流体导通。

实施例2

如图5和图6所示，本实施例的吹气元件，在吹气元件1中设置有吹气 通道2和防渗防堵通道4(吹气通道2和防渗防堵通道4相互垂直)，所述防 渗防堵通道4分别与两个或两个以上的吹气通道2流体导通；所述吹气通道2 在所述吹气元件1中分层设置，每层中有两个或两个以上的所述吹气通道2， 每层中的所述吹气通道2分别通过相互独立的所述防渗防堵通道4流体导通， 相邻层中的所述吹气通道2和所述防渗防堵通道4互不流体导通；每层中的 所述防渗防堵通道4为两个或两个以上，每层中相邻的所述防渗防堵通道4 通过所述吹气通道2流体导通；所述吹气通道2和所述防渗防堵通道4的横 截面均为圆形，所述圆的直径为0.25毫米，相邻所述吹气通道2之间的间距 以及相邻所述吹气通道2之间的间距均为5毫米。如图5、图6和图8所示， 本实施例中所述吹气元件1由两个以上的吹气元件单体5组成，所述吹气元 件单体5上设置有吹气凹槽6和防渗防堵凹槽7，相邻两个吹气元件单体5 上的对应所述吹气凹槽6构成所述吹气通道2，相邻两个吹气元件单体5的对 应所述防渗防堵凹槽7构成所述防渗防堵通道4；所述吹气通道2和所述防渗 防堵通道4相互垂直。本实施例中所述吹气元件1的外形为四棱柱形(横截 面为长方形)，所述吹气通道2沿所述棱柱的轴向设置。

具有本实施例所述吹气元件1的复合吹气砖包括低档材料制成的吹气砖 本体3以及高档材料制成的吹气元件1，所述吹气元件1位于所述吹气砖本体 3内。所述吹气元件1在吹气砖中呈放射状均匀分布(如图2C所示)、金字 塔形分布(如图2B所示)或纵截面重叠堆砌分布(如图2A所示)。

本实施例的复合吹气砖在使用过程中，不易发生渗钢(最大渗钢深度为 5.54mm，最小渗钢深度为2.83mm，平均渗钢深度为3.67mm)、吹气过程中吹 气通道不堵塞、吹通率高(吹通率为100％)。

实施例3

如图5和图6所示，本实施例的吹气元件，在吹气元件1中设置有吹气 通道2和防渗防堵通道4(吹气通道2和防渗防堵通道4相互垂直)，所述防 渗防堵通道4分别与两个或两个以上的吹气通道2流体导通；所述吹气通道2 在所述吹气元件1中分层设置，每层中有两个或两个以上的所述吹气通道2， 每层中的所述吹气通道2分别通过相互独立的所述防渗防堵通道4流体导通， 相邻层中的所述吹气通道2和所述防渗防堵通道4互不流体导通；每层中的 所述防渗防堵通道4为两个或两个以上，每层中相邻的所述防渗防堵通道4 通过所述吹气通道2流体导通；所述吹气通道2和所述防渗防堵通道4的横 截面均为圆形，所述圆的直径为0.15毫米，相邻所述吹气通道2之间的间距 以及相邻所述吹气通道2之间的间距均为3毫米。如图5、图6和图8所示， 本实施例中所述吹气元件1由两个以上的吹气元件单体5组成，所述吹气元 件单体5上设置有吹气凹槽6和防渗防堵凹槽7，相邻两个吹气元件单体5 上的对应所述吹气凹槽6构成所述吹气通道2，相邻两个吹气元件单体5的对 应所述防渗防堵凹槽7构成所述防渗防堵通道4；所述吹气通道2和所述防渗 防堵通道4相互垂直。本实施例中所述吹气元件1的外形为四棱柱形(横截 面为正方形)，所述吹气通道2沿所述棱柱的轴向设置。

具有本实施例所述吹气元件1的复合吹气砖包括低档材料制成的吹气砖 本体3以及高档材料制成的吹气元件1，所述吹气元件1位于所述吹气砖本体 3内。所述吹气元件1位于所述吹气砖的轴心处(如图3A所示)或在所述吹 气砖中呈矩形均匀分布(如图3B所示)。

本实施例的复合吹气砖在使用过程中，不易发生渗钢(最大渗钢深度为 4.96mm，最小渗钢深度为2.53mm，平均渗钢深度为3.35mm)、吹气过程中吹 气通道不堵塞、吹通率高(吹通率为100％)。

实施例4

如图5和图6所示，本实施例的吹气元件，在吹气元件1中设置有吹气 通道2和防渗防堵通道4(吹气通道2和防渗防堵通道4相互垂直)，所述防 渗防堵通道4分别与两个或两个以上的吹气通道2流体导通；所述吹气通道2 在所述吹气元件1中分层设置，每层中有两个或两个以上的所述吹气通道2， 每层中的所述吹气通道2分别通过相互独立的所述防渗防堵通道4流体导通， 相邻层中的所述吹气通道2和所述防渗防堵通道4互不流体导通；每层中的 所述防渗防堵通道4为两个或两个以上，每层中相邻的所述防渗防堵通道4 通过所述吹气通道2流体导通；所述吹气通道2和所述防渗防堵通道4的横 截面均为正三角形【本实施例的图仅仅是将图5、图6和图8中横截面为圆形 的吹气通道2和防渗防堵通道4替换为横截面为正三角形，因此未单独画图 表示】，所述正三角形的面积为0.049平方毫米(相当于形状为圆形，直径为 0.25mm)，相邻所述吹气通道2之间的间距以及相邻所述吹气通道2之间的 间距均为10毫米。如图5、图6和图8所示，本实施例中所述吹气元件1由 两个以上的吹气元件单体5组成，所述吹气元件单体5上设置有吹气凹槽6 和防渗防堵凹槽7，相邻两个吹气元件单体5上的对应所述吹气凹槽6构成所 述吹气通道2，相邻两个吹气元件单体5的对应所述防渗防堵凹槽7构成所述 防渗防堵通道4；所述吹气通道2和所述防渗防堵通道4相互垂直。本实施例 中所述吹气元件1的外形为三棱柱(横截面为等边三角形)，所述吹气通道2 沿所述棱柱的轴向设置。

具有本实施例所述吹气元件1的复合吹气砖包括低档材料制成的吹气砖 本体3以及高档材料制成的吹气元件1，所述吹气元件1位于所述吹气砖本体 3内。所述吹气元件1位于所述吹气砖的轴心处(如图4A所示)或在所述吹 气砖中呈金字塔形分布(如图4B所示)。

本实施例的复合吹气砖在使用过程中，不易发生渗钢(最大渗钢深度为 6.17mm，最小渗钢深度为3.32mm，平均渗钢深度为4.50mm)、吹气过程中吹 气通道不堵塞、吹通率高(吹通率为100％)。

实施例5

如图5和图6所示，本实施例的吹气元件，在吹气元件1中设置有吹气 通道2和防渗防堵通道4(吹气通道2和防渗防堵通道4相互垂直)，所述防 渗防堵通道4分别与两个或两个以上的吹气通道2流体导通；所述吹气通道2 在所述吹气元件1中分层设置，每层中有两个或两个以上的所述吹气通道2， 每层中的所述吹气通道2分别通过相互独立的所述防渗防堵通道4流体导通， 相邻层中的所述吹气通道2和所述防渗防堵通道4互不流体导通；每层中的 所述防渗防堵通道4为两个或两个以上，每层中相邻的所述防渗防堵通道4 通过所述吹气通道2流体导通；所述吹气通道2和所述防渗防堵通道4的横 截面均为矩形【本实施例的图仅仅是将图5、图6和图8中横截面为圆形的吹 气通道2和防渗防堵通道4替换为横截面为矩形，因此未单独画图表示】， 所述矩形的面积为0.0177平方毫米(相当于形状为圆形，直径为0.15mm)， 相邻所述吹气通道2之间的间距以及相邻所述吹气通道2之间的间距均为7 毫米。如图5、图6和图8所示，本实施例中所述吹气元件1由两个以上的吹 气元件单体5组成，所述吹气元件单体5上设置有吹气凹槽6和防渗防堵凹 槽7，相邻两个吹气元件单体5上的对应所述吹气凹槽6构成所述吹气通道2， 相邻两个吹气元件单体5的对应所述防渗防堵凹槽7构成所述防渗防堵通道 4；所述吹气通道2和所述防渗防堵通道4相互垂直。本实施例中所述吹气元 件1的外形为圆柱或棱柱，所述吹气通道2沿所述圆柱或所述棱柱的轴向设 置。

具有本实施例所述吹气元件1的复合吹气砖包括低档材料制成的吹气砖 本体3以及高档材料制成的吹气元件1，所述吹气元件1位于所述吹气砖本体 3内。

本实施例的复合吹气砖在使用过程中，不易发生渗钢(最大渗钢深度为 5.36mm，最小渗钢深度为2.93mm，平均渗钢深度为3.55mm)、吹气过程中吹 气通道不堵塞、吹通率高(吹通率为100％)。

实施例6

如图5和图6所示，本实施例的吹气元件，在吹气元件1中设置有吹气 通道2和防渗防堵通道4(吹气通道2和防渗防堵通道4相互垂直)，所述防 渗防堵通道4分别与两个或两个以上的吹气通道2流体导通；所述吹气通道2 在所述吹气元件1中分层设置，每层中有两个或两个以上的所述吹气通道2， 每层中的所述吹气通道2分别通过相互独立的所述防渗防堵通道4流体导通， 相邻层中的所述吹气通道2和所述防渗防堵通道4互不流体导通；每层中的 所述防渗防堵通道4为两个或两个以上，每层中相邻的所述防渗防堵通道4 通过所述吹气通道2流体导通；所述吹气通道2和所述防渗防堵通道4的横 截面均为正六边形【本实施例的图仅仅是将图5、图6和图8中横截面为圆形 的吹气通道2和防渗防堵通道4替换为横截面为正六边形，因此未单独画图 表示】，所述正六边形的面积为0.00196平方毫米(相当于形状为圆形，直径 为0.05mm)，相邻所述吹气通道2之间的间距以及相邻所述吹气通道2之间 的间距均为6毫米。如图5、图6和图8所示，本实施例中所述吹气元件1 由两个以上的吹气元件单体5组成，所述吹气元件单体5上设置有吹气凹槽6 和防渗防堵凹槽7，相邻两个吹气元件单体5上的对应所述吹气凹槽6构成所 述吹气通道2，相邻两个吹气元件单体5的对应所述防渗防堵凹槽7构成所述 防渗防堵通道4；所述吹气通道2和所述防渗防堵通道4相互垂直。本实施例 中所述吹气元件1的外形为圆柱或棱柱，所述吹气通道2沿所述圆柱或所述 棱柱的轴向设置。

具有本实施例所述吹气元件1的复合吹气砖包括低档材料制成的吹气砖 本体3以及高档材料制成的吹气元件1，所述吹气元件1位于所述吹气砖本体 3内。

本实施例的复合吹气砖在使用过程中，不易发生渗钢(最大渗钢深度为 4.69mm，最小渗钢深度为2.03mm，平均渗钢深度为3.52mm)、吹气过程中吹 气通道不堵塞、吹通率高(吹通率为100％)。

实施例7

本实施例与实施例1的区别在于：圆的直径为1毫米。

本实施例的复合吹气砖在使用过程中，不易发生渗钢(最大渗钢深度为 6.60mm，最小渗钢深度为4.33mm，平均渗钢深度为5.20mm)、吹气过程中吹 气通道不堵塞、吹通率高(吹通率为100％)。

实施例8

本实施例与实施例2的区别在于：圆的直径为0.8毫米。

本实施例的复合吹气砖在使用过程中，不易发生渗钢(最大渗钢深度为 6.23mm，最小渗钢深度为3.85mm，平均渗钢深度为4.65mm)、吹气过程中吹 气通道不堵塞、吹通率高(吹通率为100％)。

实施例9

本实施例与实施例3的区别在于：圆的直径为0.6毫米。

本实施例的复合吹气砖在使用过程中，不易发生渗钢(最大渗钢深度为 5.76mm，最小渗钢深度为3.53mm，平均渗钢深度为4.31mm)、吹气过程中吹 气通道不堵塞、吹通率高(吹通率为100％)。

实施例10

本实施例与实施例4的区别在于：所述正三角形的面积为0.785平方毫米 (相当于形状为圆形，直径为1mm)。

本实施例的复合吹气砖在使用过程中，不易发生渗钢(最大渗钢深度为 7.95mm，最小渗钢深度为5.63mm，平均渗钢深度为6.65mm)、吹气过程中吹 气通道不堵塞、吹通率高(吹通率为100％)。

实施例11

本实施例与实施例5的区别在于：所述矩形的面积为0.5024平方毫米(相 当于形状为圆形，直径为0.8mm)。

本实施例的复合吹气砖在使用过程中，不易发生渗钢(最大渗钢深度为 6.96mm，最小渗钢深度为5.05mm，平均渗钢深度为5.51mm)、吹气过程中吹 气通道不堵塞、吹通率高(吹通率为100％)。

实施例12

本实施例与实施例6的区别在于：所述正六边形的面积为0.2826平方毫 米(相当于形状为圆形，直径为0.6mm)。

本实施例的复合吹气砖在使用过程中，不易发生渗钢(最大渗钢深度为 6.67mm，最小渗钢深度为4.59mm，平均渗钢深度为5.35mm)、吹气过程中吹 气通道不堵塞、吹通率高(吹通率为100％)。

实施例13

实施例1-实施例12所述吹气砖的制备方法，包括如下步骤：

(a)制作好吹气元件1备用；

(b)把所述吹气元件1在模具中固定好，在所述吹气元件1的周围浇注 浇注料；

(c)养护；

(d)干燥；

(e)烧成；

(f)在吹气砖外包铁皮；

(g)焊底板；

(h)焊后管；

(i)检测通气量，合格后入库。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而 并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在 上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有 的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变 化或变动仍处于本发明的保护范围之列。