基本信息
| 中文名 | 透氣磚 | 特點 | 良好的穩定性 |
| 英文名 | PurgingPlug/PorousPlug | 相關產品 | 防滲型透氣磚 |
| 類型 | 高壽命節能降耗減排新產品 | 學科 | 冶金工程 |
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。而透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透氣磚的性能，以滿足當代煉鋼工藝和煉鋼技術對透氣磚的要求。
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-尖晶石透氣磚（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，使熱處理後的透氣磚的抗折強度增大。並且普通剛玉-尖晶石的熱震穩定性優於傳統的鉻鋼玉透氣磚，但是還存在一些不足，其體積穩定性不及鉻鋼玉磚，科創新材通過多年研發的專利創新性的解決了這個問題。
分類
透氣磚根據結構可分為整體透氣磚和分體式透氣磚。
分體式透氣磚
隨著透氣磚技術不斷進步，整體式透氣磚在國內的眾多鋼廠基本取代了分體式透氣磚，相對於分體式透氣磚，整體式透氣磚具有最佳化周轉節奏，安全性能好，更易安裝操作，節省人力及物料和降低綜合成本等優點。
整體式透氣磚
透氣磚根據其結構又可分為防滲型透氣磚、狹縫型透氣磚等。
防滲型透氣磚是近年才出現的新產品，利用磚體內部顆粒級配在磚體中的不同，形成不規則分布、貫通的微孔進行透氣。主要由防滲型透氣芯元件、透氣圓台和外圍澆注料組成。
狹縫型透氣磚是目前套用面積交廣的透氣磚類型，具有性價比高，吹通率高，使用壽長，抗熱振、抗侵蝕、抗沖刷等特點。鋼水接觸到的工作面和永久層存在一定的溫度差，致使透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，到後期導致透氣磚狹縫完全堵塞。
損毀原理
透氣磚損毀的原因主要有4個方面：熱應力，機械磨損，機械應力，化學侵蝕。
熱應力作用
在實際生產中，鋼包的烘包溫度為1000℃，鋼水溫度達到1600℃，兩者接觸時的溫度差會產生較大的熱應力，進而造成非常大的熱震衝擊。鋼包處於一個周而復始的工作環境中，透氣磚在接觸鋼水和烘包時的溫度頻繁變化而產生的熱應力是造成透氣磚損毀的一個原因。透氣磚產生熱應力的關鍵因素是溫度的變化，並且透氣磚的不同部位溫度變化存在著差異。
機械磨損作用
卷流對透氣磚的沖刷大致分三種情況：
（1）透氣磚高於座磚時，透氣磚主要損毀的原因是鋼
包內鋼水形成卷流對透氣磚的側面產生巨大的剪下效應和沖刷效應。因此，沖刷力是透氣磚的座磚產生極大的損毀的原因之一，正常工作環境中，透氣座磚使用次數也就一次，一次之後高於座磚的部分即被沖刷掉。
（2）透氣磚與座磚持平時，座磚對透氣磚起到了保護的作用，鋼水形成的卷流首先沖刷座磚致使透氣磚的剪下力相應減小。
（3）透氣磚低於座磚時，在正常工作中該工作面上易積壓冷鋼，由於存留下來的冷鋼的粘度相對較大，對吹氣產生一定的阻礙作用，所以要滿足精煉要求就需要加大吹氣的壓力。這樣，氣流對透氣磚的沖刷作用力就相應加大，受到剪下、衝擊強度大，更易損毀。為了達到爐外精煉對吹通率和使用壽命的要求，透氣磚必須具有良好的抗沖刷能力和高溫力學性能。
機械應力作用
在使用過程中，鋼包底部透氣磚工作面和高溫鋼水直接接觸，在循環使用條件下，鋼包中的溫度一直處於變化狀態，包底耐火材料使用中由高溫到低溫會產生溫度差，耐火材料的原質層和變質層的膨脹係數存在差異，使透氣磚受到剪下應力作用，導致透氣磚出現橫向裂縫，甚至斷裂。
化學侵蝕作用
透氣磚的工作層與鋼渣、鋼水相互接觸的時間比較長，熔渣持續向透氣磚中侵蝕、滲透。鋼水、渣中的MnO，MgO，SiO2，FeO，Fe2O3等氧化物與透氣磚中的耐火材料發生反應：
12CaO+7Al2O3=12CaO·7Al2O3（1）
FeO+Al2O3=FeO·Al2O3（2）
2MnO+SiO2+Al2O3=2（MnO）·SiO2·Al2O3（3）
鋼水對透氣磚工作層進行的熔損和剝落引起的物理蝕損，冶煉過程中鋼渣和鋼水對透氣磚持續的滲透所產生的化學侵蝕，是透氣磚損毀的最主要原因。因此，為了提高材料的抗熱震衝擊性能和抗渣性，需要改善透氣磚的韌性和滲透性。
總結
透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。
（1）最佳化的顆粒級配和合理的透氣磚結構設計，可以改善透氣磚的熱震穩定性和抗渣性，進而提高其使用性能。
（2）影響透氣磚使用壽命的因素諸多，但熱剝落和氧氣清洗是導致透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，使透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透氣磚的損毀。
