CN104148625A - 一种精炼铬质引流砂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种精炼铬质引流砂的制备方法，属于钢铁冶炼技术领域。该方法为：先在混炼设备中将60wt％-65wt％铬矿砂和25wt％-33wt％石英砂混合搅拌3-5分钟，再加入4wt％-7wt％钾长石搅拌12-15分钟，再加入2wt％-3wt％低品级碳化硅搅拌10-15分钟，再加入1wt％-2wt％炭黑搅拌10-15分钟，得铬质引流砂混合物；再将混合物置于旋转干燥炉中烘烤，烘烤温度170℃-200℃，烘烤时间为25-30分钟，过筛，得粒径为0.15-1.5mm的铬质引流砂产品。产品具有高温烧结性能好、抗钢水和熔渣侵蚀性好、颗粒粒度分布均匀、流动性好、热膨胀率较小和自开率高的特点。

Description

一种精炼铬质引流砂的制备方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，具体地说，涉及一种钢包用铬质引流砂的制备方法。
背景技术
随着连铸技术的发展和广泛应用，钢包已经采用滑动水口和引流砂代替了原来的陶瓷塞棒。当打开滑动水口时，在引流砂的引导下，钢包内的钢水经上水口、上滑板流钢孔、下滑板流钢孔和下水口自行流出，并经长水口流入中间包，实现连续铸钢。随着人们对钢水质量要求的不断提高，钢包自动开浇倍受关注。若不能自动开浇，则要采用氧枪烧开的办法辅助引流，这将导致相当数量的钢水敞开浇注，造成二次氧化，影响钢水质量，增加浇钢成本，同时还会威胁设备和操作人员的安全。引流砂的作用机理是，填充于钢包水口中的引流砂上表面在钢水的热作用下产生了较薄的烧结层，形成“壳体”，一旦滑板打开，水口内绝大多数未烧结的砂体自由下落，同时由钢水的静压力压破“壳体”，钢水自动流出。引流砂的质量主要取决于其材质、粒度、流动性能、烧结性能和热膨胀性能，引流砂的流动性越好，钢包的自开率越高；而对于引流砂的烧结性能，希望材料表层能够轻度烧结且具有一定强度，防止钢液的渗透，同时烧结层的强度不要太高，能够被钢水静压力破坏；引流砂的热膨胀率则希望小一些，因为大的胀率会导致引流砂的内应力较大，互相挤压而增加与水口内壁的附着力，不利于开浇时引流砂的自由下落，甚至出现严重的“架桥现象”。
经检索，中国专利ZL201010289881.5，发明名称：特殊钢用铬质引流砂及其制备工艺，该发明的铬质引流砂：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。虽然该发明实现了铬质引流砂自开率在90％以上，但是其制备工艺耗时过长。
钢包在生产使用过程中，由于浇钢时间长、品种钢多，原先使用的钢包引流剂因自身的缺陷，自开率几乎是零，一次烧开率也较低，无法满足全连铸生产快节奏要求。
发明内容
1、要解决的技术问题
为克服现有技术中钢包用铬质引流砂自开率低的问题，本发明提供一种耐火度高、高温烧结性能好、抗钢水和熔渣侵蚀性好、颗粒粒度分布均匀、流动性好、热膨胀率较小、成本适宜和自开率高的钢包用铬质引流砂的制备方法。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种精炼铬质引流砂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，在混炼设备中将60wt％-65wt％铬矿砂和25wt％-33wt％石英砂混合搅拌3-5分钟，再加入4wt％-7wt％钾长石搅拌12-15分钟，再加入2wt％-3wt％低品级碳化硅搅拌10-15分钟，再加入1wt％-2wt％炭黑搅拌10-15分钟，得铬质引流砂混合物；
步骤二，将步骤一的铬质引流砂混合物置于旋转干燥炉中烘烤，烘烤温度170℃-200℃，烘烤时间为25-30分钟，过筛，得粒径为0.15-1.5mm的铬质引流砂产品。
作为对本发明技术方案的进一步改进，所述的铬矿砂中Cr2O3≥49％，各粒径区间颗粒粒度物理配比按质量百分比控1mm～3mm占20％，0.5～1mm占75％，0.15～0.5mm占3％，0.15mm以下占2％。
作为对本发明技术方案的进一步改进，所述的石英砂中SiO2含量≥99wt％，颗粒粒径为6-40目。
作为对本发明技术方案的进一步改进，所述的低品级碳化硅中SiC含量为83wt％-87wt％，颗粒粒径为20-40目。
作为对本发明技术方案的进一步改进，所述的钾长石的K2O>10wt％，Na2O<3wt％。
由于采用上述技术方案，本发明所制备的钢包用铬质引流砂具有以下特点：：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；在钢水传搁时间≥2小时的条件下，不会过度烧结，形成的烧结层均匀且薄，烧结层强度适中，具有很好的高温烧结性能；同时形成的烧结层致密，能抵抗钢水和熔渣的侵蚀；颗粒形状规则，粒度分布均匀，有较好的流动性；石英砂的热膨胀率较大，导致硅质引流砂容易膨胀，但该铬质引流砂中铬矿砂的百分含量要大于石英砂，这就有效的改善了其热膨胀性能，使得该铬质引流砂的热膨胀率较小；加入了石英砂和钾长石，减少了铬矿砂的用量，成本适宜；工作时形成的烧结层在高温钢水静压力及其自身重力作用下易破裂，自开率达到95％以上。
3、有益效果
与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：
(1)本发明的方法简单、操作方便、耗时短，制备的产品自开率大于95％，提高了钢包周转率，减少了职工劳动强度，降低了生产成本，真正满足了钢包厂连铸生产的要求；
(2)本发明的铬质引流砂具有以下指标：Cr2O3≥30wt％，SiO2≤35wt％，Fe2O3≥10wt％，H2O≤0.5wt％，产品具有高温烧结性能好、抗钢水和熔渣侵蚀性好、颗粒粒度分布均匀、流动性好、热膨胀率较小、成本适宜和自开率高的特点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种精炼铬质引流砂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，在混炼设备中将60kg铬矿砂和33kg石英砂混合搅拌3-5分钟，再加入4kg钾长石搅拌12-15分钟，再加入2kg低品级碳化硅搅拌10-15分钟，再加入1kg炭黑搅拌10-15分钟，得铬质引流砂混合物；
步骤二，将步骤一的铬质引流砂混合物置于旋转干燥炉中烘烤，烘烤温度170℃-200℃，烘烤时间为25-30分钟，过筛，得粒径为0.15-1.5mm的铬质引流砂产品。
本实施例所制备的钢包用铬质引流砂，统计炉数为1122炉；开浇炉数为1074炉；钢水传搁时间≥2小时；自动开浇率为95.7％。
实施例2
一种精炼铬质引流砂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，在混炼设备中将65kg铬矿砂和25kg石英砂混合搅拌3-5分钟，再加入7kg钾长石搅拌12-15分钟，再加入2kg低品级碳化硅搅拌10-15分钟，再加入1kg炭黑搅拌10-15分钟，得铬质引流砂混合物；
步骤二，将步骤一的铬质引流砂混合物置于旋转干燥炉中烘烤，烘烤温度170℃-200℃，烘烤时间为25-30分钟，过筛，得粒径为0.15-1.5mm的铬质引流砂产品。
本实施例所制备的钢包用铬质引流砂，统计炉数为978炉；开浇炉数为942炉；钢水传搁时间≥2小时；自动开浇率为96.3％。
实施例3
一种精炼铬质引流砂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，在混炼设备中将63kg铬矿砂和27kg石英砂混合搅拌3-5分钟再加入5kg钾长石搅拌12-15分钟，再加入3kg低品级碳化硅搅拌10-15分钟，再加入2kg炭黑搅拌10-15分钟，得铬质引流砂混合物；
步骤二，将步骤一的铬质引流砂混合物置于旋转干燥炉中烘烤，烘烤温度170℃-200℃，烘烤时间为25-30分钟，过筛，得粒径为0.15-1.5mm的铬质引流砂产品。
本实施例所制备的钢包用铬质引流砂，统计炉数为1034炉；开浇炉数为1004炉；钢水传搁时间≥2小时；自动开浇率为97.1％。
实施例4
一种精炼铬质引流砂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，在混炼设备中将64kg铬矿砂和27kg石英砂混合搅拌3-5分钟，再加入5kg钾长石搅拌12-15分钟，再加入2.5kg低品级碳化硅搅拌10-15分钟，再加入1.5kg炭黑搅拌10-15分钟，得铬质引流砂混合物；
步骤二，将步骤一的铬质引流砂混合物置于旋转干燥炉中烘烤，烘烤温度170℃-200℃，烘烤时间为25-30分钟，过筛，得粒径为0.15-1.5mm的铬质引流砂产品。
本实施例所制备的钢包用铬质引流砂，统计炉数为988炉；开浇炉数为957炉；钢水传搁时间≥2小时；自动开浇率为96.9％。
本发明的铬质引流砂具有以下指标：Cr2O3≥30wt％，SiO2≤35wt％，Fe2O3≥10wt％，H2O≤0.5wt％，产品具有高温烧结性能好、抗钢水和熔渣侵蚀性好、颗粒粒度分布均匀、流动性好、热膨胀率较小、成本适宜和自开率高的特点。

Claims (5)

1.一种精炼铬质引流砂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，在混炼设备中将60wt％-65wt％铬矿砂和25wt％-33wt％石英砂混合搅拌3-5分钟，再加入4wt％-7wt％钾长石搅拌12-15分钟，再加入2wt％-3wt％低品级碳化硅搅拌10-15分钟，再加入1wt％-2wt％炭黑搅拌10-15分钟，得铬质引流砂混合物；
步骤二，将步骤一的铬质引流砂混合物置于旋转干燥炉中烘烤，烘烤温度170℃-200℃，烘烤时间为25-30分钟，过筛，得粒径为0.15-1.5mm的铬质引流砂产品。
2.如权利要求1所述的一种精炼铬质引流砂的制备方法，其特征在于，所述的铬矿砂中Cr2O3≥49％，各粒径区间颗粒粒度物理配比按质量百分比控1mm～3mm占20％，0.5～1mm占75％，0.15～0.5mm占3％，0.15mm以下占2％。
3.如权利要求1所述的一种精炼铬质引流砂的制备方法，其特征在于，所述的石英砂中SiO2含量≥99wt％，颗粒粒径为6-40目。
4.如权利要求1所述的一种精炼铬质引流砂的制备方法，其特征在于，所述的低品级碳化硅中SiC含量为83wt％-87wt％，颗粒粒径为20-40目。
5.如权利要求1所述的一种精炼铬质引流砂的制备方法，其特征在于，所述的钾长石的K2O>10wt％，Na2O<3wt％。
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