转炉复吹（顶底）的目的是充分利用底吹气体的搅拌力来冶炼更洁净的钢、熔化夹杂物等等。底吹气元件（有助于底部形成合理的气流）主要为多孔型MgO-C砖、双层（内部和外部）管或薄金属管以及MgO-C复合系统。已有许多关于修补供气元件的理论和材料的介绍，然而，供气元件修补用不定形耐火材料的研究并不多。韩国浦项耐火材料公司的研究人员研究了使用Al和Si复合粉、低软化点的沥青作为结合系统，采用含30%的金属Al/Si复合粉的熔融沥青浸渍多孔海水镁砂，制备出了自组合型沥青结合多孔高温不定形耐火材料，该材料结构设计良好，在转炉底部使用时可形成较好的气流。
    试验使用的原料：海水镁砂、金属Al粉（平均粒径85 μm，w（Al）≥99.5%）、金属Si粉（（平均粒径106 μm，w（Si）≥96%）、煤焦油沥青（固定碳62.4%，软化点109 ℃）。
    结合剂的设计：使用低软化点的煤焦油沥青和两种金属粉。将不同比例的Al、Si混合粉和煤焦油沥青加入到100 mm×100 mm×250 mm的金属模具中，然后在1 300 ℃还原气氛下进行热处理。热处理后被切成40 mm×40 mm×120 mm大小的试样，研究不同Al/Si比（20%~80%）试样的抗弯强度（代替海水镁砂之间的结合强度）。
    材料的设计：将干燥的海水镁砂单轴加压成直径为10～15 mm球形试样。这些成型好的试样在600～1 800 ℃温度范围内处理，制备不同气孔率的试样。其中，经1 300 ℃ 3 h和1 800 ℃ 3 h处理后，其性能如表1所示。研究浸渍后海水镁砂的结合强度、金属复合粉和熔融物煤焦油沥青混合物的浸渍效果以及结合强度和海水镁砂的气孔率之间的关系。
表1  海水镁砂热处理后的性能指标
处理温度 显气孔率/% 体积密度/（g•cm-3） 粒度/mm w（MgO）/%
1 300 ℃ 3 h 19.1% 2.8 10～15 ≥95
1 800 ℃ 3 h 4.6% 3.1 10～15 ≥95
    自组合多孔体的制备：首先将Al、Si复合金属粉和沥青在300 ℃的滚筒式搅拌机熔化，然后将经120 ℃干燥（提高熔融沥青的黏附率）后的海水镁砂放入滚筒式搅拌机中进行涂层。冷却得到有涂层的海水镁砂。为了使海水镁砂在高温下形成自组合多孔体，要使用MgO-C砖模具和中间包模型。在MgO-C砖上加工出圆柱形孔洞，放置在模型中间包内，然后在1 300 ℃ 加热2 h。接着将有涂层的海水镁砂通过金属管道放入到受热的MgO-C砖孔洞内，然后在此温度保温30 min。
    结果表明：（1）在还原状态1 300 ℃加热后，随着Al含量的增加，Al-Si复合粉和煤焦油沥青之间的抗弯强度逐渐增大，而Al-Si复合粉和煤焦油沥青混合物在海水镁砂上的黏附率却没有一直增加。由于Al的表面张力大，当Al量增加时，Al-Si混合物将从陶瓷板上脱落。（2）海水镁砂的处理温度升高，其致密度增大，气孔率降低。复合金属粉和煤焦油沥青的浸渍（加热条件下）效果取决于海水镁砂的气孔率。为了使海水镁砂浸渍效果更好，海水镁砂的气孔率一定要适当高一点。而且，为了增大沥青涂覆的海水镁砂之间的结合和黏附强度，需要通过结合剂浸渍到海水镁砂中进行机械固定。另外，为了改善沥青的黏附，需要减小结合剂熔融物在海水镁砂颗粒表面上的起泡（因为其减小了海水镁砂之间的结合面积）。（3）制备出的海水镁砂多孔体没有发生表面起泡，涂层和结合效果好而且气孔相互贯通。这种镁砂料用于转炉底部供气元件上，在高温下可获得较好的气流。
（编译自《UNITECR2009论文集》）