CN102659425A - 具有涂层和经过钝化的钢包精炼用引流砂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
具有涂层和经过钝化的钢包精炼用引流及其制备方法，引流砂包括由铬铁矿砂和硅砂组成的骨料，骨料表面涂覆有浸润剂，浸润剂表面粘结有耐火粉料，耐火粉料外涂覆有钝化液；制备方法为：将铬铁矿砂和硅砂混合制成骨料搅拌均匀，然后采用雾化器将浸润剂喷到骨料中，搅拌均匀，再加入耐火材料，搅拌均匀，最后采用雾化器喷入钝化液，搅拌均匀。本发明的引流砂能够保证骨料与耐火粉料在浸润剂的作用下粘接良好，在使用过程中不会发生耐火材料的偏析，避免精炼时间长而形成过厚的烧结层；本发明的制备方法简单，易于实现工业化。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢包精炼用引流砂的制备方法，特别涉及一种具有涂层和经过钝化的钢包精炼用引流砂及其制备方法。
背景技术
引流砂用于钢包底部注流孔处填充水口，是用于钢包精炼时用必不可少的耐火材料，在出钢前，先将引流砂用导管法填充于水口呈馒头状，一般高出水口座砖上平面80～130mm，然后将钢包放置在出钢口下方，避免钢流直接冲击水口上部的馒头状引流砂。对于引流砂的使用，一般应具有较好的抗高温烧结性能，即在钢液接触后可以迅速的结壳形成阻挡钢液下流的壳，而在下部的引流砂更多的是起到一定的流动性能。钢包开浇时，打开下滑板，水口中的引流砂能自动落下，而由于钢液静压力的作用，冲破烧结层，从而实现顺利开浇。
目前国内使用的钢包精炼引流砂，大多是铬质引流砂，有的钢种采用LF/VD工艺，精炼时间、搁置时间长达180～240min甚至更长；由于传统的引流砂的铬矿、硅砂和石英砂表面低熔点，微粉杂质难以处理干净，另外干燥的碳粉与引流砂颗粒表面不能形成有效粘接，造成把引流砂用导管加入注流孔时，由于比重的巨大差异，大部分碳粉下落时因飘散严重而形成偏析，在经过加热后导致烧结层过厚，当烧结强度和烧结层与水口内壁摩擦力大于钢水静压力时，势必烧氧甚至断浇，更严重的可能造成倒包事故，同时由于使用较高比例的铬矿，形成严重的6价铬污染，并增加制备成本增加，且还受到该种材料稀缺资源的限制。
发明内容
针对现有钢包精炼引流砂存在的上述问题，本发明提供一种具有涂层和经过钝化的钢包精炼用引流砂及其制备方法。
本发明具有涂层和经过钝化的钢包精炼用引流砂包括由铬铁矿砂和硅砂组成的骨料，骨料表面涂覆有浸润剂，浸润剂表面粘结有耐火粉料，耐火粉料外涂覆有钝化液；浸润剂占骨料总重量的1～2％，耐火粉料占骨料总重量的1～2％，钝化液占骨料总重量的1～1.5％；所述的浸润剂为重量浓度3～5％的活性剂水溶液；所述的耐火粉料由着色剂、润滑剂、填充剂和抗氧化剂组成。
所述的活性剂为SCHAEUMUNGSMITTEL W 53FLUESSIG；
所述的耐火材料中各成分的重量比为着色剂∶润滑剂∶填充剂∶抗氧化剂＝1∶(1.5～2.5)∶(1.5～2.5)∶(4～5.5)；所述的着色剂为炭黑粉末或油墨粉末；所述的填充剂为石墨粉末或电极粉末；所述的润滑剂为鳞片石墨粉末或球状石墨粉末；所述的抗氧化剂为碳化硅粉末、碳化钛粉末或碳化锆粉末；
所述的钝化液为甲基硅油、乙基硅油或绝缘油。
上述的骨料中，铬铁矿砂为工业一级铬铁矿砂，含Cr2O3≥45wt％，水分≤0.5％，粒径为0.22～0.45mm；硅砂含SiO2≥95wt％，水分≤0.5％，粒径为0.45～0.90mm；铬铁矿砂占骨料总重量的10～70％，硅砂占骨料总重量的30～90％。
上述的石墨粉末和电极粉末的粒度≤195目。
上述的碳化硅粉末、碳化钛粉末和碳化锆粉末的粒度≤325目。
上述的炭黑粉末和油墨粉末的粒度≤200目。
上述的鳞片石墨粉末和球状石墨粉末粒度≤200目。
本发明的具有涂层和经过钝化的钢包精炼用引流砂的制备方法按以下步骤进行：
将铬铁矿砂和硅砂混合制成骨料搅拌均匀，然后采用雾化器将浸润剂喷到骨料中，搅拌均匀，再加入着色剂、润滑剂、填充剂和抗氧化剂，搅拌均匀，最后采用雾化器喷入钝化液，搅拌均匀，获得带有钝化涂层的钢包精炼用引流砂。
本发明的具有涂层和经过钝化的钢包精炼用引流砂的使用方法为：
采用导管将具有涂层和经过钝化的钢包精炼用引流砂加入到引流装置的注流孔内，至带有钝化涂层的钢包精炼用引流砂在引流装置的座砖上方形成拱形凸起，且拱形凸起的最高点高于座砖顶面90～130mm为止。
本发明的具有涂层和经过钝化的钢包精炼用引流砂能够保证骨料与耐火粉料在浸润剂的作用下粘接良好，在使用过程中不会发生耐火材料的偏析，避免精炼时间长而形成过厚的烧结层；耐火粉料外涂覆钝化液，能够大幅提高引流砂表面张力，防潮防水，减轻钢水对引流砂的渗透作用，明显提高自开率；抗氧化剂能够减轻钢水对碳类粉末的溶解和氧化，提高自开率；本发明的骨料中铬铁矿砂成分较低的情况下，仍然能保证自开率，因此本发明的引流砂能够减少铬污染，并降低生产成本，减少稀缺资源的使用；本发明的制备方法简单，易于实现工业化。
具体实施方式
本发明实施例中采用的活性剂为SCHAEUMUNGSMITTEL W 53 FLUESSIG，是ZSCHIMMER & SCHWARZ Gmbh & Co KG CHEMISCHE FABRIKEN公司产品；外观为微黄色液体，水溶性液体，密度(20℃)1.05g/cm3，粘度(20℃)200mPas，烧蚀≤1％。
本发明实施例中采用的石墨粉末和电极粉末的粒度≤195目；碳化硅粉末、碳化钛粉末和碳化锆粉末的粒度≤325目；炭黑粉末和油墨粉末的粒度≤200目；鳞片石墨粉末和球状石墨粉末粒度≤200目。
本发明实施例中采用的铬铁矿砂为工业一级铬铁矿砂，含Cr2O3≥45wt％，水分≤0.5％，粒径为0.22～0.45mm；采用的硅砂含SiO2≥95wt％，水分≤0.5％，粒径为0.45～0.90mm；
实施例1
采用的骨料中铬铁矿砂占骨料总重量的50％，硅砂占骨料总重量的50％；
采用的浸润剂为重量浓度3％的活性剂水溶液；
采用的耐火材料由着色剂、润滑剂、填充剂和抗氧化剂组成，其重量比为着色剂∶润滑剂∶填充剂∶抗氧化剂＝1∶2∶2∶4.5；所述的着色剂为炭黑粉末；所述的填充剂为电极粉末；所述的润滑剂为鳞片石墨粉末；所述的抗氧化剂为碳化硅粉末；
采用的钝化液为甲基硅油；
制备方法为：按上述配比将铬铁矿砂和硅砂混合制成骨料搅拌均匀，然后采用雾化器将浸润剂喷到骨料中，搅拌均匀，再加入耐火粉料中的着色剂、润滑剂、填充剂和抗氧化剂，搅拌均匀，最后采用雾化器喷入钝化液，搅拌均匀，获得具有钝化和涂层的钢包精炼用引流砂；浸润剂占骨料总重量的1％，耐火粉料占骨料总重量的1.5％，钝化液占骨料总重量的1％；
使用方法为：
采用导管将具有涂层和经过钝化的钢包精炼用引流砂加入到引流装置的注流孔内，在引流装置的座砖上方形成拱形凸起，且拱形凸起的最高点高于座砖顶面130mm为止；
180吨转炉钢包采用上述引流砂开浇，经试生产开浇100次以上，自开率稳定在100％。
实施例2
采用的骨料中铬铁矿砂占骨料总重量的30％，硅砂占骨料总重量的70％；
采用的浸润剂为重量浓度4％的活性剂水溶液；
采用的耐火材料由着色剂、润滑剂、填充剂和抗氧化剂组成，其重量比为着色剂∶润滑剂∶填充剂∶抗氧化剂＝1∶1.5∶2.5∶4；所述的着色剂为油墨粉末；所述的填充剂为石墨粉末；所述的润滑剂为球状石墨粉末；所述的抗氧化剂为碳化钛粉末；
采用的钝化液为乙基硅油；
制备方法为：按上述配比将铬铁矿砂和硅砂混合制成骨料搅拌均匀，然后采用雾化器将浸润剂喷到骨料中，搅拌均匀，再加入耐火粉料中的着色剂、润滑剂、填充剂和抗氧化剂，搅拌均匀，最后采用雾化器喷入钝化液，搅拌均匀，获得具有钝化和涂层的钢包精炼用引流砂；浸润剂占骨料总重量的1.5％，耐火粉料占骨料总重量的2％，钝化液占骨料总重量的1.2％；
使用方法为：
采用具有涂层和经过钝化的钢包精炼用引流砂加入到引流装置的注流孔内，在引流装置的座砖上方形成拱形凸起，且拱形凸起的最高点高于座砖顶面110mm为止；
180吨转炉钢包采用上述引流砂开浇，经试生产开浇100次以上，自开率稳定在100％。
实施例3
采用的骨料中铬铁矿砂占骨料总重量的70％，硅砂占骨料总重量的30％；
采用的浸润剂为重量浓度5％的活性剂水溶液；
采用的耐火材料由着色剂、润滑剂、填充剂和抗氧化剂组成，其重量比为着色剂∶润滑剂∶填充剂∶抗氧化剂＝1∶2∶2∶5；所述的着色剂为炭黑粉末；所述的填充剂为电极粉末；所述的润滑剂为鳞片石墨粉末；所述的抗氧化剂为碳化锆粉末；
采用的钝化液为甲基硅油；
制备方法为：按上述配比将铬铁矿砂和硅砂混合制成骨料搅拌均匀，然后采用雾化器将浸润剂喷到骨料中，搅拌均匀，再加入耐火粉料中的着色剂、润滑剂、填充剂和抗氧化剂，搅拌均匀，最后采用雾化器喷入钝化液，搅拌均匀，获得具有钝化和涂层的钢包精炼用引流砂；浸润剂占骨料总重量的2％，耐火粉料占骨料总重量的1.5％，钝化液占骨料总重量的1.3％；
使用方法为：
采用导管将具有涂层和经过钝化的钢包精炼用引流砂加入到引流装置的注流孔内，在引流装置的座砖上方形成拱形凸起，且拱形凸起的最高点高于座砖顶面100mm为止；
180吨转炉钢包采用上述引流砂开浇，经试生产开浇100次以上，自开率稳定在100％。
实施例4
采用的骨料中铬铁矿砂占骨料总重量的10％，硅砂占骨料总重量的90％；
采用的浸润剂为重量浓度4％的活性剂水溶液；
采用的耐火材料由着色剂、润滑剂、填充剂和抗氧化剂组成，其重量比为着色剂∶润滑剂∶填充剂∶抗氧化剂＝1∶2.5∶1.5∶5.5；所述的着色剂为油墨粉末；所述的填充剂为石墨粉末；所述的润滑剂为球状石墨粉末；所述的抗氧化剂为碳化硅粉末；
采用的钝化液为绝缘油；
制备方法为：按上述配比将铬铁矿砂和硅砂混合制成骨料搅拌均匀，然后采用雾化器将浸润剂喷到骨料中，搅拌均匀，再加入耐火粉料中的着色剂、润滑剂、填充剂和抗氧化剂，搅拌均匀，最后采用雾化器喷入钝化液，搅拌均匀，获得具有钝化和涂层的钢包精炼用引流砂；浸润剂占骨料总重量的1.5％，耐火粉料占骨料总重量的1％，钝化液占骨料总重量的1.5％；
使用方法为：
采用导管将具有钝化和涂层的钢包精炼用引流砂加入到引流装置的注流孔内，在引流装置的座砖上方形成拱形凸起，且拱形凸起的最高点高于座砖顶面90mm为止；
180吨转炉钢包采用上述引流砂开浇，经试生产开浇100次以上，自开率稳定在100％。
Claims (6)
1.具有涂层和经过钝化的钢包精炼用引流砂，包括由铬铁矿砂和硅砂组成的骨料，其特征在于：骨料表面涂覆有浸润剂，浸润剂表面粘结有耐火粉料，耐火粉料外涂覆有钝化液；浸润剂占骨料总重量的1～2％，耐火粉料占骨料总重量的1～2％，钝化液占骨料总重量的1～1.5％；所述的浸润剂为重量浓度3～5％的活性剂水溶液；所述的耐火粉料由着色剂、润滑剂、填充剂和抗氧化剂组成。
2.根据权利要求1所述的具有涂层和经过钝化的钢包精炼用引流砂，其特征在于所述的活性剂为SCHAEUMUNGSMITTEL W 53 FLUESSIG。
3.根据权利要求1所述的具有涂层和经过钝化的钢包精炼用引流砂，其特征在于所述的耐火材料中各成分的重量比为着色剂∶润滑剂∶填充剂∶抗氧化剂＝1∶(1.5～2.5)∶(1.5～2.5)∶(4～5.5)；所述的着色剂为炭黑粉末或油墨粉末；所述的填充剂为石墨粉末或电极粉末；所述的润滑剂为鳞片石墨粉末或球状石墨粉末；所述的抗氧化剂为碳化硅粉末、碳化钛粉末或碳化锆粉末。
4.根据权利要求1所述的具有涂层和经过钝化的钢包精炼用引流砂，其特征在于所述的钝化液为甲基硅油、乙基硅油或绝缘油。
5.根据权利要求1所述的具有涂层和经过钝化的钢包精炼用引流砂，其特征在于所述的骨料中，铬铁矿砂占骨料总重量的10～70％，硅砂占骨料总重量的30～90％。
6.权利要求1所述的具有涂层和经过钝化的钢包精炼用引流砂的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：将铬铁矿砂和硅砂混合制成骨料搅拌均匀，然后采用雾化器将浸润剂喷到骨料中，搅拌均匀，再加入着色剂、润滑剂、填充剂和抗氧化剂，搅拌均匀，最后采用雾化器喷入钝化液，搅拌均匀，获得带有钝化涂层的钢包精炼用引流砂；浸润剂占骨料总重量的1～2％，耐火粉料占骨料总重量的1～2％，钝化液占骨料总重量的1～1.5％，浸润剂为重量浓度3～5％的活性剂水溶液。
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