CN101972847A - 特殊钢用铬质引流砂及其制备工艺 - Google Patents

特殊钢用铬质引流砂及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及钢铁冶炼技术领域内的特殊钢用铬质引流砂及其制备工艺。该特殊钢用铬质引流砂，按质量百分比包括：采用石英砂作为骨料28～33％，采用铬铁矿作为基质料62～70％，采用石墨粉作为添加剂1～1.5％，采用酚醛树脂作为结合剂0.5～1.5％。制备工艺：①在混炼设备中加入28～33％石英砂、0.5～1.5％结合剂酚醛树脂，搅拌，待石英砂颗粒完全被润湿后，加入1～1.5％石墨粉并搅拌，待石墨粉与石英砂颗粒混合均匀后，加入62～70％铬铁矿，继续搅拌均匀；②将上述混合好的铬质引流砂放入烘烤窑中烘烤，烘烤最高温度200℃，烘烤总时间为18小时；③去除烘烤后铬质引流砂中的假颗粒，并对产品颗粒进行筛分，使其具有适宜的堆积密度。本发明针对冶炼特殊钢的需要，研制了专用的铬质引流砂，使其自开率在90％以上。

Description

特殊钢用铬质引流砂及其制备工艺
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域内的引流砂及其制备工艺。
背景技术
铬质引流砂是钢包在出钢之前加入钢包底部浇注孔内的颗粒填充物。其作用是钢包中钢水精炼结束后，钢包吊至开浇工位打开钢包底部浇注孔后，铬质引流砂和钢液能够在重力作用下自然的由浇注孔流出。在钢铁生产的流程中，钢包作为钢水流转承载的设备并参与冶金过程是不可或缺的一个环节，并且，钢包在浇注过程中的自开情况直接影响着产品质量、生产组织的顺行与消耗。对于冶炼含硫钢等易切削的特殊钢钢包来说，不仅其冶炼时间长，而且严格杜绝吹氧引流，对引流砂的自开率提出了更高要求。如果使用一般的铬质引流砂其自开率仅为61％左右，过低的自开率将打乱正常生产节奏，造成生产损失，严重威胁员工的安全生产。
发明内容
本发明的目的是针对冶炼特殊钢的需要，研制了其专用的铬质引流砂，使其自开率在90％以上。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种特殊钢用铬质引流砂，按质量百分比包括如下各组分：
采用石英砂作为骨料28～33％，
采用铬铁矿作为基质料62～70％，
采用石墨粉作为添加剂1～1.5％，
采用酚醛树脂作为结合剂0.5～1.5％。
一种特殊钢用铬质引流砂的制备工艺：调整产品中氧化铬与氧化硅的比例获得合理的铬硅比，选择具有合适粘度的酚醛树脂作为结合剂，制定适宜的烘烤曲线，设置筛分工艺，保证了最终特殊钢用铬质引流砂的品质。具体包括如下步骤：
①在混炼设备中加入28～33％石英砂、0.5～1.5％结合剂酚醛树脂，搅拌，待石英砂颗粒完全被润湿后，加入1～1.5％石墨粉，搅拌，待石墨粉与石英砂颗粒混合均匀后，加入62～70％铬铁矿，搅拌均匀；
②将混合好的铬质引流砂放入烘烤窑中烘烤，烘烤最高温度200℃，烘烤总时间为18小时(从升温阶段的室温起点至出窑前)，其烘烤曲线：
  过程   温度区间℃   升温速率℃/h  烘烤时间数h
  升温   室温-200   55   3
  保温   200   -   13
  降温   200-80   -   2
  出窑   ≤80   -  -
③去除烘烤后铬质引流砂中的假颗粒，并对产品颗粒进行筛分，使其具有适宜的堆积密度，筛分使产品的颗粒粒度物理配比控制为：(即各粒度范围颗粒所占最终产品的质量百分比)
  粒度范围(mm)   ＞1   1-0.5   0.5-0.21   0.21-0.15   0.15-0.09   ＜0.09
  质量百分比范围(％)   1-3   15-20   65-70   9-12   0.5-1   余量
所述石墨粉能促进烧结，同时还具有抗氧化作用，加入石墨后使产品的烧结性能更适应引流，石墨粉的最佳加入量为1～1.25％。
所述酚醛树脂选用的市售商品牌号为2127，其粘度范围是40-80Pa.S。
铬质引流砂在钢包冶炼钢水前放置在加砂装置中，待钢包冶炼钢水结束后作为引流作用的砂体。对冶炼特殊钢而言，由于其特殊的工艺过程，待钢时间长，有时甚至达5～6小时，如果引用一般的铬质引流砂其自开率仅为60％左右。针对冶炼特殊钢特别是含硫钢的需要，本发明提供了一种特殊钢用铬质引流砂，与传统铬质引流砂的区别在于：通过调整原料铬铁矿和石英砂比例，提高氧化硅含量，使产品具有良好的高温性能，使引流砂更适合冶炼特殊钢使用。选择酚醛树脂作为结合剂，其较高的碳转化率能促进烧结，从而引流砂具有适宜的烧结性能，能保证其在钢水冶炼时填充在钢包底部；同时该结合剂具有最合适的粘度能够完全包裹住颗粒，促进颗粒间的紧密堆积；酚醛树脂结合剂在搅拌时包裹住颗粒，并通过特定的烘烤曲线工艺挥发部分多余水分，使产品水分含量适中、紧密度适宜，有利引流砂在出钢时自开率的提高。通过筛分工艺，去除产品烘烤中产生的假颗粒，同时设定合理的颗粒粒度物理配比，满足适宜的堆积密度。所谓假颗粒，是在烘烤过程中由一种或几种原料中多个颗粒单元相互粘结而成的较大的颗粒，该颗粒的粒径不确定，粘结强度不高。假颗粒的存在会影响引流砂的粒度分布，从而影响引流砂产品的堆积密度、烧结程度和自开率。与现有技术相比，本发明特殊钢用铬质引流砂具有以下特点：1、合理的颗粒度；2、水分含量适中；3、90％以上的自开率。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
以下是对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1制备工艺如图1所示，具体为：①在混炼设备中加入28KG的石英砂、0.5KG酚醛树脂，搅拌3分钟待石英砂颗粒完全被润湿后，加入1.5KG石墨粉，搅拌3分钟待石墨粉与石英砂颗粒混合均匀后加入70KG铬铁矿，搅拌3分钟至均匀。
②将混合好的铬质引流砂放入烘烤窑中烘烤，烘烤最高温度200℃，烘烤时间为18小时，
③对烘烤好的铬质引流砂进行筛分，去除假颗粒。最终产品的颗粒粒度物理配比：
  粒度范围(mm)   ＞1   1-0.5   0.5-0.21   0.21-0.15   0.15-0.09   ＜0.09
  筛分后的质量百分比(％)   1.5   17   69   11.5   1   --
在本实施例中，选择铬铁矿与石英砂之间的重量比为2.5∶1，以使产品具有合适的高温性能，加入1.5KG石墨使产品具有合适的烧结性能，并添加0.5KG的酚醛树脂结合剂。由于采用了本实施例技术方案积极促进了特殊钢用铬质引流砂在使用过程中保持自开率在93％左右。
实施例2：
①在混炼设备中加入33KG的石英砂、1.5KG酚醛树脂，搅拌5分钟待石英砂颗粒完全被润湿后，加入1.25KG石墨粉，搅拌5分钟待石墨粉与石英砂混合均匀后加入64.25KG的铬铁矿，搅拌5分钟至均匀。
②将混合好的铬质引流砂放入烘烤窑中烘烤，烘烤最高温度200℃，烘烤时间18小时。
③将烘烤好的铬质引流砂进行筛分，去除假颗粒。最终产品的颗粒粒度物理配比：
  粒度范围(mm)   ＞1   1-0.5   0.5-0.21   0.21-0.15   0.15-0.09   ＜0.09
  筛分后的质量百分比(％)   2.5   19   67   11   0.5   -
在本实施例中，选择铬铁矿与石英砂之间的重量比为1.95∶1以使产品具有合适的高温性能，加入1.25KG石墨使产品具有合适的烧结性能，并添加了1.5KG的酚醛树脂结合剂。由于采用了本实施例技术方案积极促进了特殊钢用铬质引流砂在使用过程中保持自开率在91％左右。
实施例3
①在混炼设备中加入31KG的石英砂颗粒、1KG酚醛树脂，搅拌4分钟，待石英砂颗粒完全被润湿后加入1.1KG石墨粉，搅拌4分钟待石墨与石英砂颗粒混合均匀后加入66.9KG的铬铁矿，搅拌4分钟至均匀。
②将混合好的铬质引流砂放入烘烤窑中烘烤，烘烤最高温度200℃，烘烤时间18小时。
③将烘烤好的铬质引流砂进行筛分，去除假颗粒。最终产品的颗粒粒度物理配比：
  粒度范围(mm)   ＞1   1-0.5   0.5-0.21   0.21-0.15   0.15-0.09   ＜0.09
  筛分后的质量百分比(％)   2.0   18   68   11.3   0.7   -
在本实施例中，选择铬铁矿与石英砂之间的重量比为2.16∶1以使产品具有合适的高温性能，加入1.1KG石墨使产品具有合适的烧结性能，并添加了1KG的酚醛树脂结合剂。由于采用了本实施例技术方案积极促进了特殊钢用铬质引流砂在使用过程中保持自开率在94％左右。
上述三实施例所得产品中化学成分占总质量百分比以及产品的自开率：
Figure BSA00000281147800051
各实施例制得产品的化学成分和水分都能符合标准值，自开率优于标准值。
所用原料
  名称   化学成分要求   型号   产地
  石英砂   SiO2≥99％   18目-35目   湖北
  铬铁矿   Cr2O3≥45％SiO2≤1.0   40-70目   上海
  酚醛树脂   ----------   液体   上海
  石墨粉   94％≤C≤99.9％   180目-320目   西峡
检测方法
  项目   国标号
  化学成分   YB/T16555-2008

Claims (4)

1.一种特殊钢用铬质引流砂，其特征在于，按质量百分比包括：
采用石英砂作为骨料28～33％，
采用铬铁矿作为基质料62～70％，
采用石墨粉作为添加剂1～1.5％，
采用酚醛树脂作为结合剂0.5～1.5％。
2.如权利要求1所述引流砂，其特征在于，所述石墨粉加入量占总质量百分比为1～1.25％。
3.一种制备权利要求1所述引流砂工艺，其特征在于，包括如下步骤：
①在混炼设备中加入28～33％石英砂、0.5～1.5％结合剂酚醛树脂，搅拌，待石英砂颗粒完全被润湿后，加入1～1.5％石墨粉并搅拌，待石墨粉与石英砂颗粒混合均匀后，加入62～70％铬铁矿，继续搅拌均匀；
②将上述混合好的铬质引流砂放入烘烤窑中烘烤，烘烤最高温度200℃，烘烤总时间为18小时，烘烤曲线：
  过程   温度区间℃   升温速率℃/h  烘烤时间数h   升温   室温-200   55   3   保温   200   -   13   降温   200-80   -   2   出窑   ≤80   -   -
③去除烘烤后铬质引流砂中的假颗粒，并对产品颗粒进行筛分，使其具有适宜的堆积密度，筛分后产品的颗粒粒度物理配比控制为：
Figure FSA00000281147700011
4.如权利要求3所述工艺，其特征在于，所述酚醛树脂的粘度范围是40-80Pa.S。
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