散氣磚

散氣磚是一種高壽命節能降耗新產品，結構設計合理，具有良好的熱穩定性、抗沖刷性、耐侵蝕性、和抗滲透性，具吹通率高，操作安全可靠，使用壽命長等特點。

基本介紹

• 中文名：散氣磚
• 外文名：Perforated brick
• 定義：一種高壽命節能降耗新產品
• 特點：抗沖刷性、耐侵蝕性
• 結構：設計合理
• 學科：土木工程

介紹

由於人們對鋼材質量的要求越來越高，需要對煉鋼技術和煉鋼工藝進行改善。爐外精煉技術是煉鋼過程中重要的精煉工藝部分，可以調節鋼成分及鋼液的溫度。而散氣磚是這一工藝能夠順利實施的最關鍵的功能元件，對爐外精煉的可靠性和完備性起著至關重要的作用。由於鋼包趨於大型化的發展，熔煉溫度和熔煉時間都相繼有所提高，使耐火材料在使用過程中所承受的環境越來越苛刻，因此需要進一步改善散氣磚的性能，以滿足當代煉鋼工藝和煉鋼技術對散氣磚的要求。

材質和結構

材質

為適應爐外精煉工藝的發展，研究了MgO 細粉的質量分數對剛玉-尖晶石散氣磚（磚芯）的熱震穩定性、重燒線變化、常溫抗折耐壓強度、侵蝕指數、滲透指數的影響。通過對性能的檢測分析表明，當MgO的質量分數增加時，由於MgO和Al2O3形成鎂鋁尖晶石相增加，使熱處理後的散氣磚的抗折強度增大。並且剛玉-尖晶石的熱震穩定性優於傳統的鉻鋼玉散氣磚，但是還存在一些不足，其體積穩定性不及鉻鋼玉磚。

通過在散氣磚中加入相應的添加劑，添加劑在熱處理的過程中發生相變，形成高溫固溶相，具有高溫強度高、難以被金屬熔體和熔渣潤濕等優點，使散氣磚的抗熱震性以及抗渣性等性能得到提高。

顆粒級配

配料中的骨料、細粉、結合劑或外加劑的顆粒級配不同，會對製作的散氣磚的強度、抗折、抗震等性能產生不同程度的影響。

通過最佳化顆粒級配，使散氣磚在熱處理過程後具有優異的燒後使用性能和物理性能。合理的級配對散氣磚的常溫和高溫使用性能均有所改善，達到煉鋼工藝的要求。

結構

散氣磚的結構主要有彌散型散氣磚、直通定向型散氣磚、狹縫定向型散氣磚。

1.彌散型散氣磚彌散型散氣磚具有較高的孔隙率和滲透性。在實際生產中，通過向混合物中加入含碳化合物，由於該物質能在低溫下燃燒無剩餘，因此可用低溫燒盡中間材料的方法得到起初的孔隙率。彌散型散氣磚中分布著不同尺寸的相互貫通的氣孔，在使用過程中當停止吹氣時，鋼包中的鋼和渣會通過這些氣孔滲入散氣磚內較深的區域，因此在工作面產生了固密的部位。當鋼包處於停包時或者當重新開始吹氣時，散氣磚的工作表面部位受到鋼水周期性的滲透作用和侵蝕沖刷而發生氣孔堵塞、吹不通或剝落現象。

2.直通定向型散氣磚直通定向型散氣磚的氣道設計為直通孔或者是直通狹縫型，轉爐主要用的散氣磚結構是直通孔型。由於鋼包用的直通孔型的散氣磚製作較為複雜，而且該散氣磚的氣孔通氣率小，因此直通狹縫型散氣磚代替了直通孔型的散氣磚。

3.狹縫定向型散氣磚狹縫定向型是散氣磚最普遍採用的結構形式，根據現場使用條件包括精煉鋼種、精煉工藝、鋼包的容量、溫度、鋼水靜壓力等設計合理的狹縫，可以使散氣磚的吹通效果達到最佳、在使用中的壽命增長、安全性能穩定。與國外散氣磚的性能進行比較時，該磚的透氣性、使用壽命優於國外的先進產品，滿足鋼包精煉生產對性能指標的要求。

針對傳統鋼包噴粉技術，研發出一種帶錐形流化室的狹縫式散氣磚，通過該結構在鋼包底部噴吹噴粉。一部分噴吹的粉粒隨著噴吹的氣流進入到散氣磚的狹縫中；另一部分顆粒碰觸到耐火材料壁後，流動速度快速減退，回落並聚集在該散氣磚的狹縫內，阻礙氣流的流通。

鋼水接觸到的工作面和永久層存在一定的溫度差，致使散氣磚的狹縫結構在該溫度梯度下形成熱應力而使磚體狹縫的結構寬度有所增加，冶煉過程中的鋼水會流入狹縫結構中進而致使氣體流通量減小，到後期導致散氣磚狹縫完全堵塞。當散氣磚的狹縫數量和長度一定時，通過對散氣磚的位置進行合理的設計，能夠使冶煉過程中的鋼水得到快速的攪拌，進而提高鋼水成分、溫度的均勻性。

隨著煉鋼工藝對散氣磚的要求，彌散型散氣磚和直通型散氣磚使用較少，普遍套用狹縫式散氣磚代替前兩種磚，通過控制狹縫的數量和長度，保證良好的吹通率，延長其使用壽命。

總結及展望

散氣磚的損毀與耐火材料自身的材質、形狀結構設計及使用環境有關。研究結果表明：

（1）最佳化的顆粒級配和合理的散氣磚結構設計，可以改善散氣磚的熱震穩定性和抗渣性，進而提高其使用性能。

（2）影響散氣磚使用壽命的因素諸多，但熱剝落和氧氣清洗是導致散氣磚損毀的重要原因。通過在基質中加入氮化矽、塞隆等添加劑，使散氣磚具有與鋼水不潤濕等特性，降低了蝕損率。

（3）合理設計吹氣的攪拌時間與攪拌強度可以降低散氣磚的損毀。

製備性能優異的鋼包用散氣磚，研究重點應該集中在以下幾個方面：

（1）在滿足精煉工藝的前提下，選擇優異的添加劑，添加劑和骨料在熱處理過程中形成高溫固溶相，提高材料的抗熱震性。

（2）研發新的燒結工藝，製備具有特殊性能的散氣磚。