近年来，随着我国钢产量的大幅增加，钢包冶炼强度明显上升，废钢使用量也显著增加，导致精炼钢包用透气砖服役环境更为复杂，吹通率及使用寿命降低，无法与钢包内衬寿命同步。在河南济钢第一炼钢厂，120 t钢包需进行两次小修后（钢包分别使用到35炉和55炉左右），使用寿命才能勉强达到80炉次，主要原因是整体式透气砖吹通率低、寿命短，需要在小修时更换整体式透气砖、水口座砖并挖补部分渣线等。河南济源钢铁（集团）有限公司的技术人员针对第一炼钢厂钢包使用环境、操作方式，对透气砖从材质和结构上进行研究，开发出了双胞胎结构狭缝式透气砖。

双胞胎透气砖的设计：将原来含有单块透气砖芯的透气砖改为含有两块砖芯的双胞胎结构透气砖（见图1），分别记为1^#砖芯、2^#砖芯。为保证两块透气砖芯在使用过程中保持前后衔接，2^#透气砖芯的高度比1^#砖芯低约50~60 mm。在座砖中，两块砖芯的底部高度一致，2^#砖芯工作面以上到座砖工作面这部分空间采用浇注料填充。

图1  双胞胎式狭缝整体透气砖侧视图

透气砖芯及座砖的材质优化：透气砖芯的损耗主要发生在使用过程中的钢液冲刷，以及热修烧氧吹扫砖芯工作面的冷钢、残渣过程中，蚀损速率约为6~10 mm/炉。研究发现，提高透气砖芯的强度有利于提高其抗烧氧的能力。为此对透气砖芯和座砖材质进行了优化改进。首先增加大粒度板状刚玉骨料的含量，保证其具有与透气砖芯相匹配的抗热震性能；其次增加α-Al₂O₃微粉含量，减少浇注料中的水泥含量，提高材料强度的同时减少低熔点相的产生量，增强透气砖芯和座砖的抗烧氧能力和抗冲刷能力。

透气砖芯和座砖材质改进前后的组成配比见表1。按表1配料，将配好的物料干混3 min，加入适量的水均匀搅拌5 min，在三联模具中浇注为160 mm×40 mm×40 mm的条形试样。室温下养护24 h脱模后于110 ℃烘干16 h，再于1 500 ℃保温3 h热处理。根据相关标准测定试样的体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度和高温抗折强度（1 500 ℃ 0.5 h）。

表1  透气砖芯和座砖在改进前后的组成配比

通过优化安装及使用维护制度，双胞胎式狭缝透气砖使用寿命约40炉，经过一次小修后钢包使用寿命达到了80炉，透气砖使用寿命与钢包内衬的使用寿命基本匹配，满足了现场的使用要求，提高了钢包的热周转率，钢包的整体经济效益得到显著提升。

（摘编自《耐火材料》2023，№1；作者晁霞等）