一种用于中间包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖技术领域
本发明属于用于中间包精炼的透气砖技术领域。具体涉及一种用于中间包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖。
背景技术
在铸造成品、连铸半成品或大型钢锭中非金属夹杂物含量对钢材的质量有显著影响。因此，钢铁企业的主要任务是生产出非金属夹杂物（硅铝酸盐、铝酸钙，以及其它复杂的非金属夹杂物）含量尽可能低的终产品，从而生产出对超声波探伤或者抗氢致裂纹的要求日益提高的产品，用于造船、深水作业金属平台、桥梁建设、高空作业金属平台、石油和天然气管道等领域。
在冶金生产过程当中，常用钢包炉作为精炼装置（如RH、VD等）。由于中间包作为钢水冶炼过程中最后一个环节，在最近十年中，中间包冶金受到了极大的关注。在钢水冶炼过程中，合理进行中间包冶金可以有效地脱除非金属夹杂物。有研究表明，通过在中间包内部安装挡墙、挡坝和各种过滤器，或通过喷吹惰性气体，可以促进非金属夹杂物上浮到金属表面，被金属表面的保护渣吸收。
另外的研究表明，向钢液中吹入氩气，能有效地去除非金属夹杂物、去除溶解的气体和强化脱碳。向钢液中吹入氩气，产生的氩气泡能够附着在非金属夹杂物上，并且由于钢液和气泡间存在压差，这导致钢液中的非金属夹杂物能够上浮到钢液表面的熔渣层。钢液中的小氩气泡可起到“小真空室”的作用，钢液中的溶解气体(H、N、O)将不断传入其内，随之上浮排出，从而降低钢液中的气体含量，提高钢材品质。
“一种用于去除连铸中间包内钢液夹杂物的装置”（CN203956070U）专利技术，通过运用气幕透气砖、挡墙和挡坝等装置以降低连铸坯内的夹杂物含量，其透气砖仅起到气幕的作用，对精炼效果的贡献很少，同时需配合使用挡墙与挡坝，结构复杂，不利于维护。
“一种炼钢中间包用透气砖”（CN204182900U）专利技术，通过自净装置的设计避免透气孔的堵塞，无形中增加了设备的结构复杂性，难于生产及维护。
目前使用的中间包吹氩用透气砖难以兼顾简易的结构以及便于维护的特点。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，目的是提供一种使用效果好、结构简单、寿命长和便于维护的用于中间包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：所述透气砖的本体为长方体的耐火砖。沿耐火砖上平面的两个长边对称地设有条状斜面，两个条状斜面对称地开有一排斜面透气孔，耐火砖的上平面开有一排垂直透气孔，一排垂直透气孔位于两排斜面透气孔的中间位置处。在耐火砖的下部开有供气通孔，所述供气通孔与垂直透气孔和斜面透气孔中的每个透气孔相通。每个垂直透气孔中心线与相邻斜面透气孔的中心线位于同一铅垂面，或每个垂直透气孔的中心线与相邻的两个斜面透气孔的垂直平分线位于同一铅垂面。
所述供气通孔的中心线平行于耐火砖的长边，供气通孔的中心线距耐火砖下平面的高度h=15~30mm，供气通孔的中心位于耐火砖宽边的垂直平分线上。
所述斜面透气孔的每排数量为2~10个，斜面透气孔垂直于所述条状斜面，斜面透气孔的中心线与所述供气通孔的中心线相交。
所述垂直透气孔的数量与斜面透气孔的每排数量相同或少一个，垂直透气孔的中心线与所述供气通孔的中心线相交。
所述耐火砖的尺寸为：长度L=15~100mm；宽度B=65~95mm；高度H=85~115mm。
所述条状斜面距下平面的高度h2=60~90mm；所述条状斜面与上平面的夹角α=10~25°。
所述供气通孔的直径D=10~20mm。
所述垂直透气孔的直径d1=1.0~2.0mm；垂直透气孔的孔距l1=（10~20）d1；所述斜面透气孔的直径d2=1.0~2.0mm，斜面透气孔的孔距l2=l1。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
（1）本发明采用两排斜面透气孔与一排垂直透气孔，获得了6到30个独立的气体通道，能够增加气泡与相界面间相互作用的表面积，喷吹氩气时可以在整个钢液面上形成“气体保护层”，这是去除非金属夹杂物（包括小于10μm的微型非金属夹杂物）最有效的喷吹方式。
（2）本发明采用直径d1=1.0~2.0mm的垂直透气孔与直径d2=1.0~2.0mm的斜面透气孔，且垂直透气孔与斜面透气孔呈不同方向分布，能够喷吹出范围广且分散均匀的微细氩气泡，这些氩气泡有利于去除非金属夹杂物，从而降低钢液中的非金属夹杂物以及气体的含量，获得高洁净度的钢液，改善热轧和锻造钢材的力学性能，提高金属制品超声探伤的合格率，提高耐蚀钢的耐腐蚀性能。
（3）本发明的主体为安装在中间包底部的耐火砖，耐火砖采用的透气孔均为圆形孔，结构简单，易于加工、维修方便和寿命长。
因此，本发明具有结构简单、便于维护、寿命长和使用效果好的特点。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图；
图2为图1的左视剖视示意图；
图3为图1的俯视示意图；
图4为本发明的另一种结构示意图；
图5为图4的俯视示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
实施例1
一种用于中间包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖。所述透气砖的本体为长方体的耐火砖（1）。如图1、图2和图3所示，沿耐火砖（1）上平面的两个长边对称地设有条状斜面，两个条状斜面对称地开有一排斜面透气孔（3），耐火砖（1）的上平面开有一排垂直透气孔（2），一排垂直透气孔（2）位于两排斜面透气孔（3）的中间位置处。在耐火砖（1）的下部开有供气通孔（4），所述供气通孔（4）与垂直透气孔（2）和斜面透气孔（3）中的每个透气孔相通。每个垂直透气孔（2）中心线与相邻斜面透气孔（3）的中心线位于同一铅垂面。
如图1和图2所示，所述供气通孔（4）的中心线平行于耐火砖（1）的长边，供气通孔（4）的中心线距耐火砖（1）下平面的高度h=18~22mm，供气通孔（4）的中心位于耐火砖（1）宽边的垂直平分线上。
如图1、图2和图3所示，所述斜面透气孔（3）的每排数量为6个，斜面透气孔（3）垂直于所述条状斜面，斜面透气孔（3）的中心线与所述供气通孔（4）的中心线相交。
如图1、图2和图3所示，所述垂直透气孔（2）的数量与斜面透气孔（3）的每排数量相同，垂直透气孔（2）的中心线与所述供气通孔（4）的中心线相交。
如图1、图2和图3所示，所述耐火砖（1）的尺寸为：长度L=55~65mm；宽度B=75~85mm；高度H=95~105mm。
如图2所示，所述条状斜面距下平面的高度h2=75~85mm；所述条状斜面与上平面的夹角α=15~20°。
如图1所示，所述供气通孔（4）的直径D=14~18mm。
如图1所示，所述垂直透气孔（2）的直径d1=1.4~1.6mm；垂直透气孔（2）的孔距l1=（14~16）d1；所述斜面透气孔（3）的直径d2=1.4~1.6mm，斜面透气孔（3）的孔距l2=l1。
实施例2
一种用于中间包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖。除下述技术参数外，其余同实施例1：
供气通孔（4）的中心线距耐火砖（1）下平面的高度h=15~20mm。
所述斜面透气孔（3）的每排数量为2~5个。
所述耐火砖（1）的尺寸为：长度L=15~60mm；宽度B=65~80mm；高度H=85~100mm。
所述条状斜面距下平面的高度h2=60~75mm；所述条状斜面与上平面的夹角α=20~25°。
所述供气通孔（4）的直径D=10~15mm。
所述垂直透气孔（2）的直径d1=1.0~1.4mm；垂直透气孔（2）的孔距l1=（10~14）d1；所述斜面透气孔（3）的直径d2=1.0~1.4mm，斜面透气孔（3）的孔距l2=l1。
实施例3
一种用于中间包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖。除下述技术参数外，其余同实施例1：
供气通孔（4）的中心线距耐火砖（1）下平面的高度h=22~30mm。
所述斜面透气孔（3）的每排数量为7~10个。
所述耐火砖（1）的尺寸为：长度L=65~100mm；宽度B=85~95mm；高度H=105~115mm。
所述条状斜面距下平面的高度h2=82~90mm；所述条状斜面与上平面的夹角α=10~15°。
所述供气通孔（4）的直径D=17~20mm。
所述垂直透气孔（2）的直径d1=1.6~2.0mm；垂直透气孔（2）的孔距l1=（16~20）d1；所述斜面透气孔（3）的直径d2=1.6~2.0mm，斜面透气孔（3）的孔距l2=l1。
实施例4
一种用于中间包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖。所述透气砖的本体为长方体的耐火砖（1）。如图4和图5所示，沿耐火砖（1）上平面的两个长边对称地设有条状斜面，两个条状斜面对称地开有一排斜面透气孔（3），耐火砖（1）的上平面开有一排垂直透气孔（2），一排垂直透气孔（2）位于两排斜面透气孔（3）的中间位置处。在耐火砖（1）的下部开有供气通孔（4），所述供气通孔（4）与垂直透气孔（2）和斜面透气孔（3）中的每个透气孔相通。每个垂直透气孔（2）的中心线与相邻的两个斜面透气孔（3）的垂直平分线位于同一铅垂面。
如图4和图5所示，所述供气通孔（4）的中心线平行于耐火砖（1）的长边，供气通孔（4）的中心线距耐火砖（1）下平面的高度h=18~22mm，供气通孔（4）的中心位于耐火砖（1）宽边的垂直平分线上。
如图4和图5所示，所述斜面透气孔（3）的每排数量为7个，斜面透气孔（3）垂直于所述条状斜面，斜面透气孔（3）的中心线与所述供气通孔（4）的中心线相交。
如图4和图5所示，所述垂直透气孔（2）的数量与斜面透气孔（3）的每排数量为6个，垂直透气孔（2）的中心线与所述供气通孔（4）的中心线相交。
所述耐火砖（1）的尺寸为：长度L=55~65mm；宽度B=75~85mm；高度H=95~105mm。
如图2所示，所述条状斜面距下平面的高度h2=75~85mm；所述条状斜面与上平面的夹角α=15~20°。
如图4所示，所述供气通孔（4）的直径D=14~18mm。
如图4所示，所述垂直透气孔（2）的直径d1=1.4~1.6mm；垂直透气孔（2）的孔距l1=（14~16）d1；所述斜面透气孔（3）的直径d2=1.4~1.6mm，斜面透气孔（3）的孔距l2=l1。
实施例5
一种用于中间包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖。除下述技术参数外，其余同实施例4：
供气通孔（4）的中心线距耐火砖（1）下平面的高度h=15~20mm。
所述斜面透气孔（3）的每排数量为2~6个；垂直透气孔（2）的数量比每排斜面透气孔（3）的数量少1个。
所述耐火砖（1）的尺寸为：长度L=15~60mm；宽度B=65~80mm；高度H=85~100mm。
所述条状斜面距下平面的高度h2=60~75mm；所述条状斜面与上平面的夹角α=20~25°。
所述供气通孔（4）的直径D=10~15mm。
所述垂直透气孔（2）的直径d1=1.0~1.4mm；垂直透气孔（2）的孔距l1=（10~14）d1；所述斜面透气孔（3）的直径d2=1.0~1.4mm，斜面透气孔（3）的孔距l2=l1。
实施例6
一种用于中间包精炼的底吹微细氩气泡的透气砖。除下述技术参数外，其余同实施例4：
供气通孔（4）的中心线距耐火砖（1）下平面的高度h=22~30mm。
所述斜面透气孔（3）的每排数量为8~10个；垂直透气孔（2）的数量比每排斜面透气孔（3）的数量少1个。
所述耐火砖（1）的尺寸为：长度L=65~100mm；宽度B=85~95mm；高度H=105~115mm。
所述条状斜面距下平面的高度h2=82~90mm；所述条状斜面与上平面的夹角α=10~15°。
所述供气通孔（4）的直径D=17~20mm。
所述垂直透气孔（2）的直径d1=1.6~2.0mm；垂直透气孔（2）的孔距l1=（16~20）d1；所述斜面透气孔（3）的直径d2=1.6~2.0mm，斜面透气孔（3）的孔距l2=l1。
本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：
（1）本具体实施方式采用两排斜面透气孔（3）与一排垂直透气孔（2），获得了6到30个独立的气体通道，能够增加气泡与相界面间相互作用的表面积，喷吹氩气时可以在整个钢液面上形成“气体保护层”，这是去除非金属夹杂物（包括小于10μm的微型非金属夹杂物）最有效的喷吹方式。
（2）本具体实施方式采用直径d1=1.0~2.0mm的垂直透气孔（2）与直径d2=1.0~2.0mm的斜面透气孔（3），且垂直透气孔（2）与斜面透气孔（3）呈不同方向分布，能够喷吹出范围广且分散均匀的微细氩气泡，这些氩气泡有利于去除非金属夹杂物，从而降低钢液中的非金属夹杂物以及气体的含量，获得高洁净度的钢液，改善热轧和锻造钢材的力学性能，提高金属制品超声探伤的合格率，提高耐蚀钢的耐腐蚀性能。
（3）本具体实施方式的主体为安装在中间包底部的耐火砖（1），耐火砖（1）采用的透气孔均为圆形孔，结构简单，易于加工、维修方便和寿命长。
因此，本具体实施方式具有结构简单、便于维护、寿命长和使用效果好的特点。