唐钢中厚板材有限公司目前使用的透气砖为狭缝式，平均使用寿命40炉次，使用过程中个别透气砖出现侵蚀过快、断层、窜气、透气量小等异常情况。为此，唐山钢铁集团有限责任公司的技术人员详细分析了透气砖的材质结构、工作环境、损毁原理，从透气砖的力学性能、抗热震性、耐侵蚀性等方面进行技术改进，同时制定一系列现场工艺优化措施，在确保透气砖稳定性及安全使用的前提下，将透气砖的使用寿命提高到60炉次。

从现场的使用情况来看，导致透气砖损毁的原因主要包括钢液冲刷、热应力、机械应力、烧氧清吹和熔渣侵蚀。通过对透气砖生产环节中的原料配比、粒度、混合及干燥时间进行调整，加入2%质量分数的Cr₂O₃微粉，适当提高烧成温度，Cr₂O₃微粉与刚玉浇注料中的Al₂O₃反应形成Al₂O₃-Cr₂O₃固溶体，显著增强其对氧化铁和熔渣的抗侵蚀性，并且和SiO₂形成共扼温度很高的双液相，减少晶体内部应力，改善透气砖的力学性能，降低因温度剧烈变化产生的热应力，增强透气砖的抗热震性和抗侵蚀性。透气砖的主要理化指标如表1所示。

表1 透气砖主要理化指标

透气砖结构优化：通过研究透气砖的结构发现，狭缝长度对透气量的影响最为显著，狭缝条数与狭缝厚度对透气量的影响不明显。为此对透气砖狭缝形式进行优化，加大2 mm狭缝长度，由原来的17 mm增加至19 mm，以确保透气砖在使用寿命提高后仍然保持良好的透气性，如图1所示。在氩气0.8 MPa压力和300～400 NL /min流量的条件下，透气砖吹开率由原来的90%提高至100%。

图1 透气砖结构示意图

应用结果：（1）透气砖原料中加入质量分数为2%的Cr₂O₃微粉，提高透气砖的抗热震性和抗侵蚀性。（2）适当加大透气砖狭缝长度，有利于增大透气砖的透气量，更好地搅拌钢水，达到冶炼效果。（3）现场工艺改进规范了作业标准，减少了人为因素导致操作不当对透气砖的负面影响。（4）在全精炼条件下的透气砖使用寿命达到60炉次，钢包透气性良好，透气砖使用寿命的延长大幅度减少了钢包下线处理和更换时间，有效提高钢包的运转效率，降低耐材消耗、生产和能源成本。

（摘编自《宽厚板》2022，№5；作者张杰等）