座磚

座磚外形是方形，故又稱方磚。座磚的作用是固定水口位置；便於拆、裝水口；澆注時支撐塞棒下端；澆完時確保塞棒沿弧面滑向水口，切斷注流。座磚材質可為黏土質、高鋁質或不燒高鋁質。

座磚主要用於連鑄中間包與水口配套使用。具有較高的耐浸蝕性，與鋯質定徑水口配套使用，有不變形、無裂紋等優點 ^[1]  。

在現代冶金過程中, 採用氣體吹煉鋼水始於冶煉過程並結束於結晶器中。鋼包用透氣磚座磚是這一環節的重要功能性元件。鋼包用透氣磚座磚應具備的主要性能可概括為以下幾個方面:

(1)高温耐侵蝕性

精煉鋼包在温度和時間方面都要求非常嚴格,最高温度往往達到1750 ℃以上。在精煉操作過程中, 熔渣鹼度對耐火材料的壽命影響很大。鋼包精煉熔渣的鹼度約在0 .6 ～ 0 .4 的範圍內變化, 所以,耐火材料受到在高温下滲透性很強的酸性渣和鹼性渣的侵蝕, 損毀速度快。

(2)高温耐磨性

各種鋼包精煉方法都採用了強制攪拌, 這對座磚的高温磨損非常嚴重。

(3)耐剝落性

由於是間歇操作, 温度變化很大, 極易產生熱剝落和結構剝落, 使用條件非常苛刻。目前所使用的鋼包透氣磚座磚的性能與其應具備的性能之間有較大的差距, 如在高温耐侵蝕性和耐剝落性方面, 尤其是耐剝落性更需改進。

鋼包透氣磚是底吹氬工藝中最關鍵的功能性耐火材料, 其使用條件非常苛刻, 主要表現在熱應力高度集中, 工作面反覆受急冷急熱作用, 受到鋼水及渣的侵蝕、滲透作用, 在鋼包澆鋼及氬氣對鋼水進行攪拌時, 透氣磚受到高温鋼水強烈的沖刷、剪切及磨損作用。

鋼包透氣磚按組裝方式分為內裝式整體透氣磚和外裝式透氣磚組合兩種。關於透氣磚的研究, 人們普遍關注芯磚的抗熔損能力、抗鋼水滲透能力、吹通率等問題, 而對配套座磚的性能考慮相對較少。而筆者認為, 欲提高透氣磚的使用壽命, 提高其安全係數, 確保不出現漏鋼、滲鋼事故, 無論是外裝式透氣磚還是內裝式透氣磚, 對透氣磚座磚的研究同樣重要, 尤其外裝式透氣磚對座磚的要求更高 ^[2]  。

(1)選擇密度為1 .60 g·cm-3的磷酸鋁鉻作結合劑, 加入量為5 .3 %, 可使乾燥和燒成後製品的耐壓強度明顯改善, 熱震穩定性也有很大提高。

(2)添加劑選擇ZrO₂ , 由於ZrO₂的相變產生的壓應力可抑制裂紋的擴展, 當外加量為3 %時, 在其他性能有所改善的前提下, 熱震穩定性更是明顯提高。

(3)選擇5 mm 顆粒為臨界粒度, 適當增加大顆粒的數量, 除能保證高的體積密度、低的顯氣孔率以及較高的強度外, 更重要的是可明顯提高透氣磚座磚的熱震穩定性 ^[3]  。