CN102033021A - 一种量化引流砂烧结性的试验方法 - Google Patents

Abstract

一种量化引流砂烧结性的试验方法，属钢包上水口用引流砂投砂技术领域。在引流砂中加入占引流砂1～10重量％暂时性结合剂，再加入占引流砂2～10重量％的自来水，进行混合、搅拌，将引流砂粘结起来，用压力机，在1000～5000N压力下压制成条形试样，条形试样在室温自然干燥12～24小时后，在烘箱内烘干8～12小时，然后在高温炉内进行焙烧，烧后的试样随炉冷却至室温，取出后，测试其抗折强度。以此抗折强度表征引流砂的烧结性。优点在于，实现了量化引流砂的烧结性，以便准确判断引流砂能否在钢水静压力下被压碎、能否实现自开。

Description

一种量化引流砂烧结性的试验方法

技术领域

本发明属钢包上水口用引流砂投砂技术领域，特别是提供了一种量化引流砂烧结性的试验方法。

技术背景

在炼钢厂，钢包上水口自开率一直是人们关注和关心的事情。因为它关系到钢坯的质量，如：钢水的二次氧化、吸气、夹杂物数量等。因此炼钢技术人员一直致力于提高钢包上水口自开率的工作，以期获得100％的自开效果。

钢包上水口自开率通常与下列因素相关，主要包括引流材料的种类和质量(材质、粒度、流动性、烧结性和热膨胀性)、浇钢条件(钢种、钢水温度、钢包周转时间)、钢包耐材(上水口材质、上水口清理及干净程度)以及工人操作水平(投砂的准确性和投砂量的精确性)等。如：引流砂烧结层厚度过大，烧结强度过高，钢水静压力不足以使其破碎；由于水口是低温区，当钢液渗入引流砂内，钢液在水口中凝固，造成滑动水口堵塞；或当滑动水口下部松散，引流砂由于流动性不好或被残渣粘结等原因而不能坠落，而使整个引流砂内的“架桥”力大于钢液静压力等等。

但是，关于引流砂的烧结性一直停留于定性的表述上。如用手抠动焙烧后的引流砂，依据可抠动的程度，从未烧结到严重烧结分成若干级别，来表征引流砂的烧结程度。这种定性的方法所描述的引流少烧结性因人而异，也因时而异，而且未能与钢包钢水静压力联系起来，无法根据级别掌握引流砂表层的烧结层是否能被钢水压碎而实现自开。还有文献采用热震性来表征引流砂的烧结性，根据焙烧的引流砂试样的开裂程度来判断是否能够自开。这个方法虽然较前一种方法准确些，但是仍然是一种定性的方法，无法回答什么样的开裂程度(如裂纹长度、宽度、深度)能够保证自开。

本发明就是要量化引流砂的烧结性，测出引流砂的烧结强度，使此烧结强度能与钢包钢水静压力进行比较，准确判断引流砂能否在钢水静压力下被压碎、能否实现自开。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种量化引流砂烧结性的试验方法。其原理是：引流砂的烧结性通过试样焙烧后的强度来体现，以引流砂焙烧试样的抗折强度值大小表征引流砂在高温下的烧结性的强弱。实现了量化引流砂的烧结性，以便准确判断引流砂能否在钢水静压力下被压碎、能否实现自开。

本发明的技术方案是：在引流砂中加入占引流砂1～10重量％暂时性结合剂，再加入占引流砂2～10重量％的自来水，进行混合、搅拌，将引流砂粘结起来，用压力机在1000～5000N压力下压制成条形试样，条形试样在室温自然干燥12～24小时后，在烘箱内100～200℃烘干8～12小时，然后在高温炉内进行焙烧，，烧后的试样随炉冷却至室温，取出后，测试其抗折强度。以此抗折强度表征引流砂的烧结性。

本发明所述的试样为条形试样，尺寸为25×25×130mm。所述暂时性结合剂为：淀粉、树胶、纤维素的一种或两种及其以上的复合混合。所述高温炉为SiC棒炉或SiMo棒炉；焙烧温度为1400～1600℃；焙烧试样时在试样与加热元件之间用耐火砖隔挡，避免加热元件发热直接辐射试样。

混合、搅拌采用试验室耐火浇注料搅拌设备(如水泥胶砂搅拌机等)。其中，干混是为了将引流砂与结合剂混合均匀，搅拌时间3～6min。干混后，可加水进行湿混，使结合剂溶于水中，产生粘性，将散状的引流砂物料通过结合剂的粘性团聚在一起。机压制样是将掺有结合剂的引流砂湿料通过压力机提供的压力将团聚状的引流砂湿料压制成具有规格尺寸的试样，在高温炉内焙烧后检测其焙烧后的抗折强度。

本发明使过去只能定性描述的引流砂烧结性通过抗折强度实现了量化，可将引流砂的烧结性与钢包钢水静压力建立联系，判断所用引流砂是否能自开。也给钢厂考察引流砂质量提供了一个关键的、可参考的数据。另外，在调整引流砂配方时，可对调整结果进行比较，使引流砂配方的确定有了数据支持。

具体实施方式

下面用非限制性的实施例对本发明的实施作详细说明。

按表1配比配制烧结性量化试验料样。

表1引流砂烧结性量化试验配料

通过压力机，在3000N压力下将均匀混有结合剂的引流砂团聚状引流砂压制成25×25×130mm的条形试样。成型后的试样在室温、大气条件下自然干燥1天，然后按照设定的试验温度，将试样放入高温炉(SiC棒炉或SiMo棒炉)内进行焙烧。烧后的试样随炉冷却至室温，取出后，测试其抗折强度如表2所示。

表2引流砂烧结性量化试验实施例(抗折强度MPa)

实施例的试验结果表明，所使用的暂时性结合剂提供了引流砂制样所必须的强度。但在500～1200℃试验温度范围，此暂时性结合剂的结合强度已经完全丧失，试验温度高于1200℃后所测试出的引流砂烧结强度即为引流砂烧结所产生的强度。即：暂时性结合剂所赋予的结合强度在高于1200℃条件下不会对引流砂的烧结强度测试结果产生干扰。

将试验测试得到的引流砂烧结强度值与用公式P＝ρgh【(其中：ρ＝7.6×10³kg/m³；g＝9.8N/kg；h＝钢包钢水高度，m】计算得到的钢包钢水静压力作对比，即可判断所用，或所配引流砂在高温钢水作用下产生的烧结是否能被钢包钢水静压力所压碎，而保证钢包成功地实现自动开浇。表3给出了试验实例。

表3引流砂调整试验例

本发明通过采用合理的暂时性结合剂，结束了引流砂烧结性定性描述的历史，实现了引流砂在高温钢水作用下烧结性质的数量化。一方面有利于炼钢厂根据钢包钢水静压力判断所使用或所配制的引流砂在具体的冶炼条件下是否适用。另一方面为炼钢厂判断引流砂的质量，分析钢包上水口未自开原因提供了可比较的基础数据。

以上所述仅为本发明中的一个例子，并非用来限定本发明的实施范围。因此，凡依照本发明申请专利所述的形状、构造、特征和精神所做的等同变化与修饰，均应涵盖在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种量化引流砂烧结性的试验方法。其特征在于：在引流砂中加入占引流砂1～10重量％暂时性结合剂，再加入占引流砂2～10重量％的自来水，进行混合、搅拌，将引流砂粘结起来，用压力机，在1000～5000N压力下压制成条形试样，条形试样在室温自然干燥12～24小时后，在烘箱内100～200℃烘干8～12小时，在高温炉内进行焙烧，烧后的试样随炉冷却至室温，取出后，测试其抗折强度。

2.根据权利要求1所述的一种量化引流砂烧结性的试验方法，其特征在于：所述的试样为条形试样，尺寸为25×25×130mm。

3.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于：所述暂时性结合剂为：淀粉、树胶、纤维素的一种或或两种及其以上的复合混合。

4.根据权利要求1所述的的试验方法，其特征在于：所述高温炉为SiC棒炉或SiMo棒炉；焙烧温度为1400～1600℃。

5.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于：焙烧试样时在试样与加热元件之间用耐火砖隔挡，避免加热元件发热直接辐射试样。

6.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于：以条形试样抗折强度表征引流砂的烧结性。