专利摘要

本发明涉及一种渐变三维贯通孔透气塞及其制备方法。其技术方案是：将构建的三维空间孔骨架几何模型导入3D打印机，用3D打印浆体打印，得到多孔模板。多孔模板固定于透气塞模具底部，再将透气塞浆料浇入所述透气塞模具中，在温度为15～35℃和湿度为75～90％的条件下养护24h，脱模干燥。在1～100Pa条件下，以0.5～3℃/min的速率升温至600～800℃，保温1～3h；再以2～6℃/min的速率升温至800～1600℃，保温3～5h，随炉冷却至室温，制得渐变三维贯通孔透气塞。本发明具有透气量大、整体强度高、搅拌效果好、吹成率高、不易夹钢和洁净钢水效率高的优点，所制备的渐变三维贯通孔透气塞气孔贯通且分布均匀、量大且尺寸小。

权利要求

1.一种渐变三维贯通孔透气塞的制备方法，其特征在于所述制备方法是：

构建三维空间孔骨架几何模型，其中各参数如下：

a＝H/n1(1)

d＝k×a(2)

n2＝2r上/a(3)

n3＝2r中/a(4)

n4＝2r下/a(5)

式(1)～(5)中：a表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的边长，mm，

H表示透气塞的高度，H＝300～400mm，

n1表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的层数，n1＝12～24，

d表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的直径，mm，

k表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的比例系数，k＝1.01～1.05，

n2表示透气塞上平面中心线上胞元的个数，

r上表示透气塞上平面的半径，r上＝50～65mm，

n3表示透气塞中间横截面中心线上胞元的个数，

r中表示透气塞中间横截面的半径，r中＝70～90mm，

n4表示透气塞下平面中心线上胞元的个数，

r下表示透气塞下平面的半径，r下＝75～100mm；

由式(1)～(5)知：a＝12～34mm，d＝12～36mm，n2＝3～10，n3＝4～14，n4＝4～16；

将所述几何模型导入3D打印机，采用3D打印浆体进行打印，得到多孔模板；

所述多孔模板固定于透气塞模具底部，将透气塞浆料浇入所述透气塞模具中，在温度为15～35℃和湿度为75～90％的条件下养护24h，脱模，110℃条件下干燥24h；然后在1～100Pa条件下，以0.5～3℃/min的速率升温至600～800℃，保温1～3h，再以2～6℃/min的速率升温至800～1600℃，保温3～5h，随炉冷却至室温，制得渐变三维贯通孔透气塞；

所述透气塞浆料的制备方法是：将60～70wt％的板状刚玉颗粒、15～25wt％的板状刚玉细粉、6～10wt％的氧化铝微粉为和1～15wt％的纯铝酸盐水泥混合，得混合料；再向所述混合料中加入占所述混合料0.05～1wt％的聚羧酸盐，搅拌3～5min，然后加入4～6wt％的水，搅拌10～30min，制得透气塞浆料；

所述多孔模板的结构为多面体；所述多孔模板的孔筋宽度为0.05～2mm。

2.根据权利要求1所述的渐变三维贯通孔透气塞的制备方法，其特征在于所述3D打印浆体为光敏树脂、聚氨酯和聚乙烯醇中的一种。

3.根据权利要求1所述的渐变三维贯通孔透气塞的制备方法，其特征在于所述板状刚玉颗粒的Al2O3含量≥98wt％；所述板状刚玉颗粒的粒度为0.5～6mm。

4.根据权利要求1所述的渐变三维贯通孔透气塞的制备方法，其特征在于所述板状刚玉细粉的Al2O3含量≥98wt％；所述板状刚玉细粉的粒度为0.1～0.5mm。

5.根据权利要求1所述的渐变三维贯通孔透气塞的制备方法，其特征在于所述氧化铝微粉的Al2O3含量≥99wt％；所述氧化铝微粉的粒度≤6μm。

6.根据权利要求1所述的渐变三维贯通孔透气塞的制备方法，其特征在于所述纯铝酸钙水泥的Al2O3含量为70～80wt％，所述纯铝酸钙水泥的粒度≤50μm。

7.一种渐变三维贯通孔透气塞，其特征在于所述渐变三维贯通孔透气塞是根据权利要求1～6项中任一项所述渐变三维贯通孔透气塞的制备方法所制备的渐变三维贯通孔透气塞。

说明书

技术领域

本发明属于透气塞技术领域。具体涉及一种渐变三维贯通孔透气塞及其制备方法。

背景技术

目前，高性能透气塞结构形式主要有弥散型和狭缝式两种。弥散型透气塞是透气塞的最早形式，通过控制配料的粒度配比及采用液压机成型来产生大量不规则分布的气孔。这种透气塞的优点是制造工艺简单和易于生产；因弥散孔的特殊结构，避免了狭缝式透气塞的狭缝夹钢问题，能保证绝对透气；同时产生的气泡小而多且均匀，底吹搅拌效果好。缺点需要在较大压力下服役，使得透气塞的强度低、抗冲刷性能差，易被钢液渗透；气流不稳定，气泡易聚为大气泡，对钢液质量波动较大；孔不贯通导致吹成率不高。狭缝式透气塞包括两种形式，一种是透气塞中心部位由几块成型薄板拼装形成狭缝，外部采用浇注料浇注而成，即所谓的“拼缝式”，这种透气塞的缺点是吹入气体的可控性差。另一种是在砖体中预浇注数十条直通狭缝，即通常所谓的“狭缝式”。狭缝式与弥散型相比，具有寿命长、吹成率高、气流量大和搅拌效果好等优点，是目前透气塞的主流。但是狭缝式透气塞在使用中，形成的气泡较大，对微小杂质去除率不高；狭缝也很容易被钢水侵入形成夹钢而透气量变小，造成后期吹氩困难，钢液起花小，难以达到纯洁钢水的作用。为此，本领域技术人员开发出了不少新型透气塞。

“一种透气塞用微孔陶瓷棒的制备方法”(CN201810905590.0)专利技术，以水性蜡乳液为微孔形成剂，制成体内均匀分布且量大的微气孔陶瓷棒。此结构的气孔孔筋为纳米级，能透气也能防止钢水和钢渣的渗入，但是气孔尺寸太小也不贯通、透气量有限也不宜调整。

“复合式狭缝透气塞及其制备方法”(CN201610795168.5)专利技术，将弥散透气部分与狭缝透气部分上下设置，分别利用两者的优点。虽然该复合式弥散透气塞的气泡在粒度和均匀性上均高于单独的弥散式透气塞和狭缝式透气塞，但若调整透气量，弥散结构和狭缝结构在接口处容易漏气，从而降低透气塞使用寿命。

“一种狭缝式透气塞的制备方法”(CN201310580577.X)专利技术，通过在狭缝填充物表面涂抹润滑剂，使得透气塞的狭缝填充物可以抽出而不破坏透气塞生坯的结构，解决了狭缝填充物烧后残余造成的成品透气塞透气量不足的问题。该制备方法在其它同等制备条件下可平均提高透气塞的透气量10％，但是狭缝也很容易被钢水侵入形成夹钢而使透气量变小。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种在三维方向孔尺寸可调的渐变三维贯通孔透气塞的制备方法，所制备的渐变三维贯通孔透气塞透气量大、整体强度高、搅拌效果好、吹成率高、不易夹钢和洁净钢水效率高的特点。

为了实现上述目标，本发明采用的技术方案的步骤是：

构建三维空间孔骨架几何模型，其中各参数如下：

a＝H/n₁ (1)

d＝k×a (2)

n₂＝2r_上/a (3)

n₃＝2r_中/a (4)

n₄＝2r_下/a (5)

式(1)～(5)中：a表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的边长，mm；

H表示透气塞的高度，H＝300～400mm；

n₁表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的层数，n₁＝12～24；

d表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的直径，mm；

k表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的比例系数，k＝1.01～1.05；

n₂表示透气塞上平面中心线上胞元的个数；

r_上表示透气塞上平面的半径，r_上＝50～65mm；

n₃表示透气塞中间横截面中心线上胞元的个数；

r_中表示透气塞中间横截面的半径，r_中＝70～90mm；

n₄表示透气塞下平面中心线上胞元的个数；

r_下表示透气塞下平面的半径，r_下＝75～100mm。

由式(1)～(5)知：a＝12～34mm；d＝12～36mm；n₂＝3～10；n₃＝4～14；n₄＝4～16。

将所述几何模型导入3D打印机，采用3D打印浆体进行打印，得到多孔模板。

所述多孔模板固定于透气塞模具底部，将透气塞浆料浇入所述透气塞模具中，在温度为 15～35℃和湿度为75～90％的条件下养护24h，脱模，110℃条件下干燥24h；然后在1～100Pa 条件下，以0.5～3℃/min的速率升温至600～800℃，保温1～3h，再以2～6℃/min的速率升温至 800～1600℃，保温3～5h，随炉冷却至室温，制得渐变三维贯通孔透气塞。

所述透气塞浆料的制备方法是：将60～70wt％的板状刚玉颗粒、15～25wt％的板状刚玉细粉、6～10wt％的氧化铝微粉为和1～15wt％的纯铝酸盐水泥混合，得混合料；再向所述混合料中加入占所述混合料0.05～1wt％的聚羧酸盐，搅拌3～5min，然后加入4～6wt％的水，搅拌 10～30min，制得透气塞浆料。

所述多孔模板的结构为多面体；所述多孔模板的孔筋宽度为0.05～2mm。

所述3D打印浆体为光敏树脂、聚氨酯和聚乙烯醇中的一种。

所述板状刚玉颗粒的Al₂O₃含量≥98wt％；所述板状刚玉颗粒的粒度为0.5～6mm。

所述板状刚玉细粉的Al₂O₃含量≥98wt％；所述板状刚玉细粉的粒度为0.1～0.5mm。

所述氧化铝微粉的Al₂O₃含量≥99wt％；所述氧化铝微粉的粒度≤6um。

所述纯铝酸钙水泥的Al₂O₃含量为70～80wt％，所述纯铝酸钙水泥的粒度≤50μm。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下积极效果：

现有的简单颗粒堆积或狭缝式的方法制备的透气塞，其内部孔分布不均匀、气泡较大和非贯通孔等不足，本发明能在径向方向精确控制孔的大小，形成尺寸多变的渐变孔结构，在不降低透气量的情况下，生成均匀的细小气泡，提高去除微小夹杂物的效率。

本发明采用胞元拓扑方法形成多孔模板，由于胞元三维方向紧密相连，使得透气塞内部孔为三维贯通孔且量大，透气量提高了10～20％；胞元呈阵列分布，使得生成的气泡分布均匀，吹成率高。

本发明通过调整多孔模板的孔筋尺寸，使得透气塞服役下生成的气泡尺寸小，不易夹钢且搅拌效果好。

本发明采用3D打印技术成型多孔模板，模板在600～800℃烧制时会燃尽，留下多孔结构，不会因为形成孔结构而影响生坯结构；采用整体浇注法和板状刚玉及纯铝酸钙水泥作为原料成分，提高了渐变三维贯通孔透气塞的整体强度。

本发明制备的渐变三维贯通孔透气塞经检测：透气量能提高10～20％；常温耐压强度在 180～240MPa；1100℃水冷循环次数为5～10次。

因此，本发明具有透气量大、整体强度高、搅拌效果好、吹成率高、不易夹钢和洁净钢水效率高的优点，所制备的渐变三维贯通孔透气塞气孔贯通且分布均匀、量大且尺寸小。

附图说明

图1为本发明制备的一种渐变三维贯通孔透气塞用多孔模板中单个胞元的三维俯视图；

图2为图1的斜视图；

图3为本发明制备的一种渐变三维贯通孔透气塞四分之一结构的三维斜视图；

图4为图3的主视图；

图5为图4的A—A剖面图；

图6为图4的B—B剖面图；

图7为图4的C—C剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。

为了避免重复，先将本具体实施方式中所涉及到原料和有关技术参数统一描述如下，实施例中不再赘述：

所述多孔模板的结构为多面体；所述多孔模板的孔筋宽度为0.05～2mm。

所述3D打印浆体为光敏树脂、聚氨酯和聚乙烯醇中的一种。

所述板状刚玉颗粒的Al₂O₃含量≥98wt％；所述板状刚玉颗粒的粒度为0.5～6mm。

所述板状刚玉细粉的Al₂O₃含量≥98wt％；所述板状刚玉细粉的粒度为0.1～0.5mm。

所述氧化铝微粉的Al₂O₃含量≥99wt％；所述氧化铝微粉的粒度≤6um。

所述纯铝酸钙水泥的Al₂O₃含量为70～80wt％，所述纯铝酸钙水泥的粒度≤50μm。

实施例1

一种渐变三维贯通孔透气塞及其制备方法。本实施例所述制备方法是：

构建三维空间孔骨架几何模型，其中各参数如下：

a＝H/n₁ (1)

d＝k×a (2)

n₂＝2r_上/a (3)

n₃＝2r_中/a (4)

n₄＝2r_下/a (5)

式(1)～(5)中：a表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的边长，mm；

H表示透气塞的高度，mm；

n₁表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的层数；

d表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的直径，mm；

k表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的比例系数；

n₂表示透气塞上平面中心线上胞元的个数；

r_上表示透气塞上平面的半径，mm；

n₃表示透气塞中间横截面中心线上胞元的个数；

r_中表示透气塞中间横截面的半径，mm；

n₄表示透气塞下平面中心线上胞元的个数；

r_下表示透气塞下平面的半径，mm。

本实施例中：

H＝300～325mm；k＝1.01～1.05；r_上＝50～53.75mm；r_中＝70～75mm；r_下＝75～80mm；n₁＝12～15。

由式(1)～(5)知：

a＝20～27mm；d＝20～29mm；n₂＝3～5；n₃＝5～7；n₄＝5～8。

将所述几何模型导入3D打印机，采用3D打印浆体进行打印，得到多孔模板。

所述多孔模板固定于透气塞模具底部，将透气塞浆料浇入所述透气塞模具中，在温度为 15～35℃和湿度为75～90％的条件下养护24h，脱模，110℃条件下干燥24h；然后在1～100Pa 条件下，以0.5～3℃/min的速率升温至600～800℃，保温1～3h，再以2～6℃/min的速率升温至 800～1000℃，保温3～5h，随炉冷却至室温，制得渐变三维贯通孔透气塞。

所述透气塞浆料的制备方法是：将60～65wt％的板状刚玉颗粒、22.5～25wt％的板状刚玉细粉、9～10wt％的氧化铝微粉为和1～8wt％的纯铝酸盐水泥混合，得混合料；再向所述混合料中加入占所述混合料0.05～1wt％的聚羧酸盐，搅拌3～5min，然后加入4～6wt％的水，搅拌 10～30min，制得透气塞浆料。

本发明制备的渐变三维贯通孔透气塞经检测：透气量提高10～15％；常温耐压强度为 180～210MPa；1100℃水冷循环次数为5～10次。

实施例2

一种渐变三维贯通孔透气塞及其制备方法。本实施例所述制备方法是：

构建三维空间孔骨架几何模型，其中各参数如下：

a＝H/n₁ (1)

d＝k×a (2)

n₂＝2r_上/a (3)

n₃＝2r_中/a (4)

n₄＝2r_下/a (5)

式(1)～(5)中：a表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的边长，mm；

H表示透气塞的高度，mm；

n₁表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的层数；

d表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的直径，mm；

k表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的比例系数；

n₂表示透气塞上平面中心线上胞元的个数；

r_上表示透气塞上平面的半径，mm；

n₃表示透气塞中间横截面中心线上胞元的个数；

r_中表示透气塞中间横截面的半径，mm；

n₄表示透气塞下平面中心线上胞元的个数；

r_下表示透气塞下平面的半径，mm。

本实施例中：H＝325～350mm；k＝1.01～1.05；r_上＝53.75～57.5mm；r_中＝75～80mm， r_下＝80～85mm；n₁＝15～18。

由式(1)～(5)知：

a＝18～23mm；d＝18～25mm；n₂＝4～6；n₃＝6～8；n₄＝6～9。

将所述几何模型导入3D打印机，采用3D打印浆体进行打印，得到多孔模板。

所述多孔模板固定于透气塞模具底部，将透气塞浆料浇入所述透气塞模具中，在温度为 15～35℃和湿度为75～90％的条件下养护24h，脱模，110℃条件下干燥24h；然后在1～100Pa 条件下，以0.5～3℃/min的速率升温至600～800℃，保温1～3h，再以2～6℃/min的速率升温至 950～1150℃，保温3～5h，随炉冷却至室温，制得渐变三维贯通孔透气塞。

将所述透气塞浆料的制备方法是：将60～65wt％的板状刚玉颗粒、15～17.5wt％的板状刚玉细粉、8～9wt％的氧化铝微粉为和10～15wt％的纯铝酸盐水泥混合，得混合料；再向所述混合料中加入占所述混合料0.05～1wt％的聚羧酸盐，搅拌3～5min，然后加入4～6wt％的水，搅拌10～30min，制得透气塞浆料。

本发明制备的渐变三维贯通孔透气塞经检测：透气量提高12～16％；常温耐压强度为 180～210MPa；1100℃水冷循环次数为5～10次。

实施例3

一种渐变三维贯通孔透气塞及其制备方法。本实施例所述制备方法是：

构建三维空间孔骨架几何模型，其中各参数如下：

a＝H/n₁ (1)

d＝k×a (2)

n₂＝2r_上/a (3)

n₃＝2r_中/a (4)

n₄＝2r_下/a (5)

式(1)～(5)中：a表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的边长，mm；

H表示透气塞的高度，mm；

n₁表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的层数；

d表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的直径，mm；

k表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的比例系数；

n₂表示透气塞上平面中心线上胞元的个数；

r_上表示透气塞上平面的半径，mm；

n₃表示透气塞中间横截面中心线上胞元的个数；

r_中表示透气塞中间横截面的半径，mm；

n₄表示透气塞下平面中心线上胞元的个数；

r_下表示透气塞下平面的半径，mm。

本实施例中：

H＝350～375mm；k＝1.01～1.05；r_上＝57.5～61.25mm；r_中＝80～85mm；r_下＝85～90mm；n₁＝18～21。

由式(1)～(5)知：

a＝16～21mm；d＝16～23mm；n₂＝5～7；n₃＝7～10；n₄＝8～11。

将所述几何模型导入3D打印机，采用3D打印浆体进行打印，得到多孔模板。

所述多孔模板固定于透气塞模具底部，将透气塞浆料浇入所述透气塞模具中，在温度为15～35℃和湿度为75～90％的条件下养护24h，脱模，110℃条件下干燥24h；然后在1～100Pa 条件下，以0.5～3℃/min的速率升温至600～800℃，保温1～3h，再以2～6℃/min的速率升温至 1100～1300℃，保温3～5h，随炉冷却至室温，制得渐变三维贯通孔透气塞。

所述透气塞浆料的制备方法是：将65～70wt％的板状刚玉颗粒、17.5～20wt％的板状刚玉细粉、7～8wt％的氧化铝微粉为和3～10wt％的纯铝酸盐水泥混合，得混合料；再向所述混合料中加入占所述混合料0.05～1wt％的聚羧酸盐，搅拌3～5min，然后加入4～6wt％的水，搅拌 10～30min，制得透气塞浆料。

本发明制备的渐变三维贯通孔透气塞经检测：透气量提高12～18％；常温耐压强度为 180～230MPa；1100℃水冷循环次数为5～10次。

实施例4

一种渐变三维贯通孔透气塞及其制备方法。本实施例所述制备方法是：

构建三维空间孔骨架几何模型，其中各参数如下：

a＝H/n₁ (1)

d＝k×a (2)

n₂＝2r_上/a (3)

n₃＝2r_中/a (4)

n₄＝2r_下/a (5)

式(1)～(5)中：a表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的边长，mm；

H表示透气塞的高度，mm；

n₁表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的层数；

d表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的直径，mm；

k表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的比例系数；

n₂表示透气塞上平面中心线上胞元的个数；

r_上表示透气塞上平面的半径，mm；

n₃表示透气塞中间横截面中心线上胞元的个数；

r_中表示透气塞中间横截面的半径，mm；

n₄表示透气塞下平面中心线上胞元的个数；

r_下表示透气塞下平面的半径，mm。

本实施例中：

H＝375～400mm；k＝1.01～1.05；r_上＝61.25～65mm；r_中＝85～90mm；r_下＝90～100mm；n₁＝21～24。

由式(1)～(5)知：

a＝15～19mm；d＝15～20mm；n₂＝6～10；n₃＝8～12；n₄＝9～13；

将所述几何模型导入3D打印机，采用3D打印浆体进行打印，得到多孔模板。

所述多孔模板固定于透气塞模具底部，将透气塞浆料浇入所述透气塞模具中，在温度为 15～35℃和湿度为75～90％的条件下养护24h，脱模，110℃条件下干燥24h；然后在1～100Pa 条件下，以0.5～3℃/min的速率升温至600～800℃，保温1～3h，再以2～6℃/min的速率升温至 1200～1450℃，保温3～5h，随炉冷却至室温，制得渐变三维贯通孔透气塞。

所述透气塞浆料的制备方法是：将65～70wt％的板状刚玉颗粒、20～22.5wt％的板状刚玉细粉、6～7wt％的氧化铝微粉为和1～8wt％的纯铝酸盐水泥混合，得混合料；再向所述混合料中加入占所述混合料0.05～1wt％的聚羧酸盐，搅拌3～5min，然后加入4～6wt％的水，搅拌 10～30min，制得透气塞浆料。

本发明制备的渐变三维贯通孔透气塞经检测：透气量提高16～20％；常温耐压强度为 205～240MPa；1100℃水冷循环次数为5～10次。

实施例5

一种渐变三维贯通孔透气塞及其制备方法。本实施例所述制备方法是：

构建三维空间孔骨架几何模型，其中各参数如下：

a＝H/n₁ (1)

d＝k×a (2)

n₂＝2r_上/a (3)

n₃＝2r_中/a (4)

n₄＝2r_下/a (5)

式(1)～(5)中：a表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的边长，mm；

H表示透气塞的高度，mm；

n₁表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的层数；

d表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的直径，mm；

k表示三维空间孔骨架几何模型中单个胞元的比例系数；

n₂表示透气塞上平面中心线上胞元的个数；

r_上表示透气塞上平面的半径，mm；

n₃表示透气塞中间横截面中心线上胞元的个数；

r_中表示透气塞中间横截面的半径，mm；

n₄表示透气塞下平面中心线上胞元的个数；

r_下表示透气塞下平面的半径，mm。

本实施例中：

H＝300～325mm；k＝1.01～1.05；r_上＝50～53.75mm；r_中＝70～75mm；r_下＝75～80mm；n₁＝21～24。

由式(1)～(5)知：

a＝12～16mm。d＝12～17mm。n₂＝3～5。n₃＝5～7。n₄＝5～8。

将所述几何模型导入3D打印机，采用3D打印浆体进行打印，得到多孔模板。

所述多孔模板固定于透气塞模具底部，将透气塞浆料浇入所述透气塞模具中，在温度为 15～35℃和湿度为75～90％的条件下养护24h，脱模，110℃条件下干燥24h；然后在1～100Pa 条件下，以0.5～3℃/min的速率升温至600～800℃，保温1～3h，再以2～6℃/min的速率升温至 1400～1600℃，保温3～5h，随炉冷却至室温，制得渐变三维贯通孔透气塞。

所述透气塞浆料的制备方法是：将65～70wt％的板状刚玉颗粒、20～22.5wt％的板状刚玉细粉、6～7wt％的氧化铝微粉为和1～8wt％的纯铝酸盐水泥混合，得混合料；再向所述混合料中加入占所述混合料0.05～1wt％的聚羧酸盐，搅拌3～5min，然后加入4～6wt％的水，搅拌 10～30min，制得透气塞浆料。

本发明制备的渐变三维贯通孔透气塞经检测：透气量提高10～14％；常温耐压强度为 190～220MPa；1100℃水冷循环次数为5～10次。

本具体实施方式与现有技术相比，具有如下积极效果：

现有的简单颗粒堆积或狭缝式的方法制备的透气塞，其内部孔分布不均匀、气泡较大和非贯通孔等不足，本具体实施方式能在径向方向精确控制孔的大小，形成尺寸多变的渐变孔结构，在不降低透气量的情况下，生成均匀的细小气泡，提高去除微小夹杂物的效率。

本具体实施方式如附图所示：图1为实施例4制备的一种渐变三维贯通孔透气塞用多孔模板中单个胞元的三维俯视图；图2为图1的斜视图；图3为本具体实施方式制备的一种渐变三维贯通孔透气塞四分之一结构的三维斜视图；图4为图3的主视图；图5为图4的A—A 剖面图；图6为图4的B—B剖面图；图7为图4的C—C剖面图。

从图1可以看出：利用单个胞元结构作为多孔模板，能细化气泡的尺寸，提高气泡与钢液相互作用的强度；图中圆孔处即为浆料流过的通道，其余部分为孔筋即气流经过的通道，通过调整单个胞元的边长a和单个胞元的直径d以控制气泡的大小。

从图2可以看出：浆料通道即圆孔的直径在0.5～36mm，使得浆料中≥5mm骨料能大量通过，提高了透气塞结构的强度；气体通道即孔筋宽度为0.05～2mm，使得孔尺寸细小，钢液不易渗透。

从图3可以看出：单个胞元三维方向紧密相连，透气塞内部孔为三维贯通孔且量大；单个胞元成阵列分布，使得气流通道也呈阵列分布，从而保证生成的气泡分布均匀，提高了透气塞服役下的吹成效率。

从图4可以看出：透气塞的上平面、中截面及下平面的胞元体尺寸渐变，孔道尺寸也渐变，满足了在径向方向精确控制孔的大小，形成尺寸多变的渐变孔结构，在不降低透气量的情况下，生成均匀的细小气泡，进而提高气泡与微小夹杂物作用的强度。

从图5～图7可以看出：孔尺寸逐渐变小，当透气塞透气量不变时，A～A面处速度较小，不会对透气塞强度产生影响，C～C面处气泡出口速度较大，能加大气泡与钢液作用力度。

本具体实施方式采用单个胞元拓扑方法形成多孔模板，由于胞元三维方向紧密相连，使得透气塞内部孔为三维贯通孔且量大，透气量提高了10～20％；胞元呈阵列分布，使得生成的气泡分布均匀，吹成率高。

本具体实施方式通过调整多孔模板的孔筋尺寸，使得透气塞服役下生成的气泡尺寸小，不易夹钢且搅拌效果好。

本具体实施方式采用3D打印技术成型多孔模板，模板在600～800℃烧制时会燃尽，留下多孔结构，不会因为形成孔结构而影响生坯结构；采用整体浇注法和板状刚玉及纯铝酸钙水泥作为原料成分，提高了渐变三维贯通孔透气塞的整体强度。

本具体实施方式制备的渐变三维贯通孔透气塞经检测：透气量提高10～20％；常温耐压强度为180～240MPa；1100℃水冷循环次数为5～10次。

因此，本具体实施方式具有透气量大、整体强度高、搅拌效果好、吹成率高、不易夹钢和洁净钢水效率高的优点，所制备的渐变三维贯通孔透气塞气孔贯通且分布均匀、量大且尺寸小。

一种渐变三维贯通孔透气塞及其制备方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。