CN104338926A - 一种提高钢包自浇率及钢液纯净度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高钢包自浇率及钢液纯净度的方法，包括向上水口内填充上封堵层物质和下封堵层物质，上封堵层物质为铬质引流砂，下封堵层物质为球形颗粒铁合金，还包括向上封堵层物质和下封堵层物质之间填充混合层物质，混合层物质为球形铁合金与引流砂混合物，球形铁合金与引流砂的粒度比范围为2~5。本发明方法简单易操作，可以改善烧结层高温性能，提高了钢包自浇率，并显著减少现有引流砂的加入量，减少钢包开浇时由于引流砂引入的非金属夹杂物，提高钢液纯净度。

Description

一种提高钢包自浇率及钢液纯净度的方法

技术领域

本发明涉及到一种提高钢包自浇率及钢液纯净度的方法，属于钢铁冶金技术领域。

背景技术

在实际的炼钢生产中，与滑动水口系统配合使用的辅助耐火材料引流砂用于填充钢包底部上水口内，起到封堵钢液和引流的作用，是钢包必不可少的耐火材料。在钢水注入钢包前，先用引流砂来堵住注流孔，然后倒入钢水。对于引流砂的使用而言，现有的引流砂一般有较好的高温烧结性能，即在钢液接触后可以迅速的结壳形成能够阻挡钢液下流的壳。而在下部的引流砂更多的起到的是有一定的流动性能。钢包开浇时，打开水口，从而打开了浇注的注流孔，孔中的引流砂能自动落下，而由于钢液的静压力的作用，破坏凝结的壳，从而实现顺利开浇。

引流砂作为钢包底部水口填充材料，一方面要求能在较低的温度下烧结，以避免加入钢水时引流砂上浮造成事故，另一方面要求在高温和长时间精炼状态下不能烧结过厚，否则影响自动开浇率，从而影响正常冶炼操作。目前，国内普遍使用的是铬质、硅质或镁质等引流砂，硅质引流砂以石英砂为基料，配以长石低熔物作为促进烧结剂，但石英砂中的二氧化硅会降低中间包覆盖剂的碱度和侵蚀碱性包衬，给中间包碱性冶金环境带来不利的影响；镁质引流砂以镁橄榄石和镁砂为主要原料，成弱碱性，有利于中间包碱性环境的形成，但其烧结性能难于控制；铬质引流砂引流效果好，但是烧结层不稳定，导致钢包无法自动开浇，严重需用氧气枪烧开，增加中间包内钢液氧含量，影响钢液的纯净度。

引流砂在实现钢包顺利出钢的同时，也引入了二氧化硅和三氧化二铝等对钢液有害的外来夹杂物。由于这些夹杂物比较细小，而且在中包停留时间比较短，很容易随着钢液流入到结晶器中，在之后的工艺中很难去除，并最终成为残留在钢坯中的有害杂质，进而影响钢材的最终质量和性能。与此同时，由于钢中非金属夹杂物（主要是氧化物）在目前的冶炼工艺技术条件下，是不可能完全彻底去除的，引流砂中的铁氧化物也增加了钢包和中包中渣的氧势，尤其在钢包开浇的初期，钢液中的氧含量明显升高。

专利CN 101537476 B提出了一种引流装置和方法：在钢包空包时，向注流孔处填充下段引流物质，再填入引流砂作为上段引流物质；其中下段引流物质的填充方式为：将棒状物质和/或颗粒状物质填入上水口砖内孔中，然后在上水口砖内孔中填入碳质粉末或不填入碳质粉末。该引流方法虽然减少了引流砂的加入量，但是其烧结层仍然是现在生产中使用的引流砂，烧结层高温性能没有发生本质的变化，还存在烧结层不稳定等缺点，因此难以提高钢包的自浇率。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出方法简单、引流效果好、烧结层性能稳定的钢包自浇率及钢液纯净度高的方法。

    为解决上述问题，本发明采用的技术方案是一种提高钢包自浇率及钢液纯净度的方法，包括向钢包底部上水口内填充封堵引流物质，其特征在于所述封堵引流物质包括铬质引流砂、球形铁合金颗粒及它们的混合物，所述封堵引流物质按分层方式填充，其分为上、中、下三层，所述上层的封堵引流物质为铬质引流砂，在上层下面为中间混合层，其封堵引流物质为球形铁合金颗粒与铬质引流砂混合物，在中间层的下面为下层；所述下层封堵引流物质为球形铁合金颗粒，所述球形铁合金颗粒与引流砂颗粒的粒度比范围为2~5。

     本发明进一步限定的技术方案是：

 进一步的，所述中间混合层中所述封堵引流物质球形铁合金颗粒与铬质引流砂的混合比从下至上按球形铁合金颗粒数量逐渐减少、引流砂数量逐渐增加的比例调整，球形铁合金从下至上的重量百分比范围是80~30%。

 进一步的，所述上、中、下三层厚度比为1:(2~5):(4~7)。

 进一步的，该三层封堵引流物质的填充方式为：在钢包空包时，首先向钢包上水口内加入下层封堵引流物质球形铁合金颗粒，然后再向上水口内填充由球状铁合金颗粒与铬质引流砂的混合物构成的中间层封堵引流物质；最后向上水口内填充上层封堵引流物质铬质引流砂，铬质引流砂能够填充在球形铁合金颗粒之间的空隙，中间混合层内从下至上球形铁合金颗粒数量逐渐减少，铬质引流砂数量逐渐增加，球形铁合金颗粒与引流砂共同形成烧结层。球形铁合金与引流砂共同形成的烧结层强度逐渐增加。

 进一步的，所述下封堵层物质球形铁合金颗粒的厚度为200~280mm。

 进一步的，所述中间混合层的厚度为120~200mm。

 进一步的，所述球形铁合金颗粒的粒径为5mm，铬质引流砂的粒径为2mm。

 进一步的，所述封堵引流物质球形铁合金颗粒成份与钢包内钢液成份相同或相近。

 进一步的，所述上层物质铬质引流砂的厚度为50mm。

   在本发明方法中，下封堵层采用与钢液成份相近的铁合金作为填充物，能够减少开浇阶段钢包引流物对钢液的污染。混合层内由粒度比在2～5范围内的球形铁合金和引流砂混合而成，由于引流砂粒度较小能够填充粒度较大的球形铁合金之间的空隙，球形的铁合金颗粒与引流砂之间可以填充的更充分，空隙较少。在较高的温度下球形铁合金与引流砂共同形成稳定的烧结层，由于混合层内从下至上球形铁合金数量逐渐减少，引流砂数量逐渐增加，球形铁合金与引流砂共同形成的烧结层强度逐渐增加，因此混合层上部具有较强的支撑作用，其下部具有较好的流动性，混合层厚度及位置可根据钢包内钢液温度进行相应调整。混合层上部仍为现有的引流砂，可保证钢包的安全性。

本发明的有益效果是：本发明方法简单易操作，可以改善烧结层高温性能，混合层上部具有较强的支撑作用，其下部具有较好的流动性，提高了钢包自浇率，并显著减少现有引流砂的加入量，减少钢包开浇时由于引流砂引入的非金属夹杂物，提高钢液纯净度。

附图说明

下面结合实施例1、2、3和附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中引流装置结构示意图。

其中：1为上封堵层物质，2为混合层封堵物质，3为下封堵层物质。

具体实施方式

实施例1

     本实施例提供的一种提高钢包自浇率及钢液纯净度的方法，如图1所示：包括向上水口内填充上封堵层物质1、中间混合层封堵物质2和下封堵层物质3；上封堵层物质1为铬质引流砂，下封堵层物质为球形颗粒铁合金，混合层封堵物质2为球形铁合金与引流砂的混合物，且球形铁合金与引流砂的粒度比范围为2~5；三层封堵物质在上水口内填充的厚度比为：       

    该三种封堵层物质的填充方式为：在钢包空包时，向钢包上水口内加入下封堵层物质球形铁合金颗粒，然后再向上水口内填充混合层物质球状铁合金颗粒与铬质引流砂的混合物，球形铁合金重量百分比范围是80~30%；混合层内从下至上球形铁合金数量逐渐减少，引流砂数量逐渐增加，混合层厚度及位置根据钢包内钢液温度进行调整，钢包内钢液温度越高，混合层厚度越大，最后向上水口内填充上封堵层物质铬质引流砂。

本实施例针对连铸生产第一炉钢，钢包内钢液的温度较其它炉次高30～50℃，上水口高度为450mm，其包括的具体步骤为：

1）将与钢液成份相近的铁合金制成球形颗粒，去除氧化层。

2）将球形铁合金和引流砂进行烘烤，去除水分。

3）将球形铁合金颗粒上水口内，形成下封堵层3，其厚度为200mm。

4）将粒度为5mm的球形铁合金和粒度为2mm的引流砂混合制成混合层2，内混合层内从下至上球形铁合金数量逐渐减少，引流砂数量逐渐增加，混合层厚度为200mm。

5）然后加入上封堵层1物质铬质引流砂，厚度为50mm。

    该方法可以改善烧结层高温性能，提高钢包自浇率，并显著减少现有引流砂的加入量，减少钢包开浇时由于引流砂引入的非金属夹杂物，提高钢液纯净度。 

实施例2

本实施例提供的提高钢包自浇率及钢液纯净度的方法，是针对连铸生产除第一炉钢外的其它炉次，上水口高度为450mm，方法与实施例1相同，其包括的步骤为：

1）将与钢液成份相近的铁合金制成球形颗粒，去除氧化层。

2）将球形铁合金和引流砂进行烘烤，去除水分。

3）将球形铁合金颗粒上水口内，形成下封堵层，其厚度为280mm。

4）将粒度为5mm的球形铁合金和粒度为2mm的引流砂混合制成混合层，内混合层内从下至上球形铁合金数量逐渐减少，引流砂数量逐渐增加，混合层厚度为120mm。

5）然后加入铬质引流砂，厚度为50mm。

   实施例3

本实施例提供的提高钢包自浇率及钢液纯净度的方法，是针对连铸生产除第一炉钢外的其它炉次，上水口高度为450mm，方法与实施例1也相同，其包括的步骤为：

1）将与钢液成份相近的铁合金制成球形颗粒，去除氧化层。

2）将球形铁合金和引流砂进行烘烤，去除水分。

3）将球形铁合金颗粒上水口内，形成下封堵层，其厚度为250mm。

4）将粒度为5mm的球形铁合金和粒度为2mm的引流砂混合制成混合层，内混合层内从下至上球形铁合金数量逐渐减少，引流砂数量逐渐增加，混合层厚度为150mm。

5）然后加入铬质引流砂，厚度为50mm。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种提高钢包自浇率及钢液纯净度的方法，包括向钢包底部上水口内填充封堵引流物质，其特征在于所述封堵引流物质包括铬质引流砂、球形铁合金颗粒及它们的混合物，所述封堵引流物质按分层方式填充，其分为上、中、下三层，所述上层的封堵引流物质为铬质引流砂，在上层下面为中间混合层，其封堵引流物质为球形铁合金颗粒与铬质引流砂混合物，在中间层的下面为下层；所述下层封堵引流物质为球形铁合金颗粒，所述球形铁合金颗粒与引流砂颗粒的粒度比范围为2~5。

2.根据权利要求1所述的一种提高钢包自浇率及钢液纯净度的方法，其特征在于所述中间混合层中所述封堵引流物质球形铁合金颗粒与铬质引流砂的混合比从下至上按球形铁合金颗粒数量逐渐减少、引流砂数量逐渐增加的比例调整，球形铁合金从下至上的重量百分比范围是80~30%。

3.根据权利要求1所述的一种提高钢包自浇率及钢液纯净度的方法，其特征在于所述上、中、下三层厚度比为1:(2~5):(4~7)。

4.根据权利要求1所述的一种提高钢包自浇率及钢液纯净度的方法，其特征在于该三层封堵引流物质的填充方式为：在钢包空包时，首先向钢包上水口内加入下层封堵引流物质球形铁合金颗粒，然后再向上水口内填充由球状铁合金颗粒与铬质引流砂的混合物构成的中间层封堵引流物质；最后向上水口内填充上层封堵引流物质铬质引流砂，铬质引流砂能够填充在球形铁合金颗粒之间的空隙，中间混合层内从下至上球形铁合金颗粒数量逐渐减少，铬质引流砂数量逐渐增加，球形铁合金颗粒与引流砂共同形成烧结层。

5.根据权利要求1所述的提高钢包自浇率及钢液纯净度的方法，其特征在于：所述下封堵层物质球形铁合金颗粒的厚度为200~280mm。

6.根据权利要求1所述的提高钢包自浇率及钢液纯净度的方法，其特征在于：所述中间混合层的厚度为120~200mm。

7.根据权利要求1所述的提高钢包自浇率及钢液纯净度的方法，其特征在于：所述球形铁合金颗粒的粒径为5mm，铬质引流砂的粒径为2mm。

8.根根据权利要求1所述的提高钢包自浇率及钢液纯净度的方法，其特征在于：所述封堵引流物质球形铁合金颗粒成份与钢包内钢液成份相同或相近。

9.据权利要求1-8任一项所述的提高钢包自浇率及钢液纯净度的方法，其特征在于：所述上层物质铬质引流砂的厚度为50mm。