CN104897715A - 一种检测引流砂烧结性能的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测引流砂烧结性能的方法及其装置。检测方法的步骤包括：采用感应炉作为加热设备，将待检测的引流砂加入耐火管砖内；将碎钢块加入到感应炉炉膛内；启动控制程序，开始检测；向炉膛管内通入氩气通过钢液间接对引流砂施加压力；未烧结的引流砂自动流出，烧结的引流砂在压力的作用下成块状流出或者不流出；测量及记录未烧结引流砂的厚度、烧结厚度及块状引流砂流出时施加的压力。检测装置主体设备是感应炉，感应炉包括：炉膛、耐火炉盖、计算机温度控制仪和金属炉盖，辅助设备包括：耐火管砖、抽拉板、惰性气体储气罐、刚玉耐火管和专用漏斗，检测材料包括引流砂和碎钢块。本发明提供的方法操作简单，装置维护方便。

Description

一种检测引流砂烧结性能的方法及其装置

技术领域

本发明涉及耐火材料性能检测方法及其装置，特别是一种检测钢包、电炉引流砂高温烧结性能的方法及其装置。

背景技术

随着市场需求的不断发展，对钢水质量的要求不断提高，导致钢水在钢包内精炼条件越来越苛刻，要求钢包的自动开浇率应接近100％。如果不能自动开浇，需要通过氧枪烧开，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，增加浇注成本，威胁设备和操作人员的安全。

引流砂是充填精炼钢包出钢口及底出钢电炉出钢口必不可或缺的耐火材料。目前绝大部分精炼钢包用引流砂主要由铬铁矿、硅砂及碳素材料组成，按特定的粒径和重量百分比进行组合，经混合制备而成。电炉引流砂主要是橄榄石质引流砂、硅质引流砂、锆质引流砂等。引流砂应具有良好的分散流动性、耐火度高、烧结适当、不堵塞、不与钢水及合金成分发生化学反应及自动出钢率引流率接近100％。

所谓的引流砂适当烧结，一是要求引流砂能在较低的温度下烧结，以避免加入钢水时引流砂上浮进入钢水中，造成穿钢事故；二是要求在高温和长时间冶炼状态下迎钢液面引流砂不能烧结太厚，否则浇钢时钢水自重不能将其压碎，钢水不能自动流出，需要用氧气辅助烧开。

钢包及电炉的自开率与引流材料的种类、质量，浇钢条件，以及工人的操作水平等相关。高温下，铬铁矿中FeO反应脱溶并形成二次尖晶石，使烧结层体积发生变化而产生裂纹，这样当滑板打开时，水口下部未烧结的引流砂迅速流出，烧结层裂纹迅速扩展，在钢水的静压力作用下烧结层完全被破坏，从而能达到自动开浇目的。铬硅质引流砂被大多数大型钢厂使用，占整个钢包用引流砂的50％以上，特别是精炼钢包。底出钢电炉出钢口用镁橄榄石质引流砂的粒度组成、化学组成及矿物组成，对于引流砂的烧结状态影响极大。目前研究引流砂的烧结性能的方法，基本是将引流砂连同用耐火材料制成的模具放入电阻炉内加热到一定温度后恒温，自然冷却后取出测量引流砂体积变化及耐压强度等数据，通过得到的烧结数据分析判断引流砂的烧结状态。由于该方法与实际引流砂的使用条件相差很大，得到的引流砂烧结数据对于指导引流砂的研制、质量提高及改进意义不大。

发明内容

本发明提供了一种检测引流砂高温烧结性能的方法及其装置，能够检测引流砂在使用条件下真实的烧结状况。

一种检测引流砂高温烧结性能的方法，该方法包括以下步骤：

a.在计算机中装入控制程序，采用感应炉作为加热设备，首先关闭感应炉耐火管砖底部的抽拉板，在感应炉上部利用专用漏斗将待检测的钢包或者电炉引流砂加入耐火管砖内，引流砂上表面与炉底持平；

b.通过感应炉上口将碎钢块加入到感应炉炉膛内，用耐火炉盖封闭上炉口，碎钢块位于在引流砂上表面；

c.启动控制程序，开始检测，利用计算机温度控制仪对感应炉进行升温速率控制，在1650℃之前升温速率为15-100℃/min，在1600℃-1700℃恒温，恒温时间在1-5小时，碎钢块熔化成钢液；

d.钢液加热到1650℃时，闭合带有冷却水装置的金属炉盖，利用惰性气体储气罐通过插入炉膛的刚玉管向炉膛管内通入氩气，控制炉膛管内压力在2.0-2.2MPa之间，对钢液表面加压，间接对引流砂表面加压；

e.恒温结束时，抽出感应炉耐火管砖底部的抽拉板，未烧结的引流砂自动流出，烧结的引流砂在压力的作用下成块状流出或者不流出；

f.检测结束后采用自然降温方式冷却检测试样，测量及记录未烧结引流砂的厚度、烧结厚度及块状引流砂流出时施加的压力。

一种检测引流砂高温烧结性能的方法采用的装置，该装置主体设备是感应炉，感应炉包括：炉膛(6)、耐火炉盖(7)、计算机温度控制仪(8)和金属炉盖(9)，辅助设备包括：耐火管砖(1)、抽拉板(2)、惰性气体储气罐(10)、刚玉耐火管(11)和专用漏斗(3)，检测材料包括引流砂(4)和碎钢块(5)，所述的感应炉最高加热温度为1700℃，感应炉内设有惰性气体管道，惰性气体管道与炉外的惰性气体储气罐(10)相连接，在惰性气体管道上设有计算机控制气压的电磁阀，计算机温度控制仪(8)控制感应炉升温速度，计算机控制气压的电磁阀控制炉内气氛，耐火炉盖(7)在炉膛(6)上方，金属炉盖(9)在耐火炉盖(7)上方；所述的耐火管砖(1)位于感应炉的炉底，并与外界相通；所述的抽拉板(2)在耐火管砖(1)的底部。

所述的耐火管砖(1)的内径尺寸为φ65-100mm×350-500mm。

本发明与现有同类技术相比，其显著地有益效果是：本发明的检测条件与实际引流砂在精炼钢包及电炉使用条件接近，能进行准确的量化分析，对于开发新型引流砂以及评价引流砂的开浇率，提供了十分有效的试验手段；本发明提供的方法操作简单，装置维护方便，能够大范围推广应用；本发明还可检测中间包、感应炉等干式捣打料在单面受热使用情况下的烧结状态。

附图说明

图1是一种检测引流砂高温烧结性能的方法采用的装置结构示意图。

图2是一种检测引流砂高温烧结性能的方法的计算机控制程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图用实施例具体描述本发明。

实施例1

如图1所示，一种检测钢包引流砂高温烧结性能的方法及其装置，结合装置的方法步骤如下：

a.在计算机中装入检测程序，采用感应炉作为加热设备，首先关闭感应炉耐火管砖底部的抽拉板2，在感应炉上部利用专用漏斗3将待检测的铬硅质钢包引流砂4加入耐火管砖1内，炉膛外耐火管砖1的直径为φ65mm×350mm，引流砂4上表面与炉底持平；

b.通过感应炉上口将碎钢块5加入到感应炉炉膛6内，用耐火炉盖7封闭上炉口，碎钢块5位于在引流砂上表面；

c.启动检测程序，开始检测，利用计算机温度控制仪8对感应炉进行升温速率控制，在1650℃之前升温速率为15-100℃/min，在1600℃-1700℃恒温，恒温时间在1-3小时，碎钢块5熔化成钢液；

d.钢液加热到1650℃时，闭合带有冷却水装置的金属炉盖9，利用惰性气体储气罐10通过插入炉膛6的刚玉管11向炉膛管内通入氩气，控制炉膛管内压力在2.0-2.2MPa之间，对钢液表面加压，间接对引流砂4表面加压；

e.恒温结束时，抽出感应炉耐火管砖底部的抽拉板2，未烧结的引流砂4自动流出，烧结的引流砂4在压力的作用下成块状流出或者不流出；

f.检测结束后采用自然降温方式冷却检测试样，测量及记录未烧结引流砂4的厚度、烧结厚度及块状引流砂4流出时施加的压力。

实施例2

如图1所示，一种检测电炉引流砂高温烧结性能的方法及其装置，结合装置的方法步骤如下：

a.在计算机中装入检测程序，采用感应炉作为加热设备，首先关闭感应炉耐火管砖底部的抽拉板2，在感应炉上部利用专用漏斗3将待检测的镁橄榄石质电炉引流砂4加入耐火管砖1内，炉膛外耐火管砖1的直径为φ100mm×500mm，引流砂4上表面与炉底持平；

b.通过感应炉上口将碎钢块5加入到感应炉炉膛6内，用耐火炉盖7封闭上炉口，碎钢块5位于在引流砂上表面；

c.启动检测程序，开始检测，利用计算机温度控制仪8对感应炉进行升温速率控制，在1650℃之前升温速率为50℃-100℃/min，在1600℃-1700℃恒温，恒温时间在3-5小时，碎钢块5熔化成钢液；

d.钢液加热到1600℃-1700℃时，闭合带有冷却水装置的金属炉盖9，利用惰性气体储气罐10通过插入炉膛6的刚玉管11向炉膛管内通入氩气，控制炉膛管内压力在2.0-2.2MPa之间，对钢液表面加压，间接对引流砂4表面加压；

e.恒温结束时，抽出感应炉耐火管砖底部的抽拉板，未烧结的引流砂4自动流出，烧结的引流砂4在压力的作用下成块状流出或者不流出；

f.检测结束后采用自然降温方式冷却检测试样，测量及记录未烧结引流砂4的厚度、烧结厚度及块状引流砂4流出时施加的压力。

Claims (3)

1.一种检测钢包、电炉用引流砂高温烧结性能的方法，其特征是该方法包括以下步骤：

a.在计算机中装入检测程序，采用感应炉作为加热设备，首先关闭感应炉耐火管砖底部的抽拉板，在感应炉上部利用专用漏斗将待检测的引流砂加入耐火管砖内，引流砂上表面与炉底持平；

b.通过感应炉上口将碎钢块加入到感应炉炉膛内，用耐火炉盖封闭上炉口，碎钢块位于在引流砂上表面；

c.启动检测程序，开始检测，利用计算机温度控制仪对感应炉进行升温速率控制，在1650℃之前升温速率为15-100℃/min，在1600℃-1700℃恒温，恒温时间在1-5小时，碎钢块熔化成钢液；

d.钢液加热到1650℃时，闭合带有冷却水装置的金属炉盖，利用惰性气体储气罐通过插入炉膛的刚玉管向炉膛管内通入氩气，控制炉膛管内压力在2.0-2.2MPa之间，对钢液表面加压，间接对引流砂表面加压；

e.恒温结束时，抽出感应炉耐火管砖底部的抽拉板，未烧结的引流砂自动流出，烧结的引流砂在压力的作用下成块状流出或者不流出；

f.检测结束后采用自然降温方式冷却检测试样，测量及记录未烧结引流砂的厚度、烧结厚度及块状引流砂流出时施加的压力。

2.一种检测引流砂高温烧结性能的方法采用的装置，其特征是该装置主体设备是感应炉，感应炉包括：炉膛(6)、耐火炉盖(7)、计算机温度控制仪(8)和金属炉盖(9)，辅助设备包括：耐火管砖(1)、抽拉板(2)、惰性气体储气罐(10)、刚玉耐火管(11)和专用漏斗(3)，检测材料引流砂(4)和碎钢块(5)。所述的感应炉最高加热温度为1700℃，感应炉内设有惰性气体管道，惰性气体管道与炉外的惰性气体储气罐(10)相连接，在惰性气体管道上设有计算机控制气压的电磁阀，计算机温度控制仪(8)控制感应炉升温速度，计算机控制气压的电磁阀控制炉内气氛，耐火炉盖(7)在炉膛(6)上方，金属炉盖(9)在耐火炉盖(7)上方；所述的耐火管砖(1)位于感应炉的炉底，并与外界相通；所述的抽拉板(2)在耐火管砖(1)的底部。

3.根据权利要求2所述的一种检测引流砂高温烧结性能的方法采用的装置，其特征是所说的耐火管砖(1)的内径尺寸为φ65-100mm×350-500mm。