CN111545738A - 一种引流砂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种引流砂及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111545738A
CN111545738A CN202010417572.5A CN202010417572A CN111545738A CN 111545738 A CN111545738 A CN 111545738A CN 202010417572 A CN202010417572 A CN 202010417572A CN 111545738 A CN111545738 A CN 111545738A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sand
drainage
particle size
parts
chromium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010417572.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111545738B (zh
Inventor
陈永彦
李晓阳
秦教武
张洪满
王岩
王希彬
任义
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xixia Longcheng Metallurgical Material Co Ltd
Original Assignee
Xixia Longcheng Metallurgical Material Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xixia Longcheng Metallurgical Material Co Ltd filed Critical Xixia Longcheng Metallurgical Material Co Ltd
Priority to CN202010417572.5A priority Critical patent/CN111545738B/zh
Publication of CN111545738A publication Critical patent/CN111545738A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111545738B publication Critical patent/CN111545738B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/44—Consumable closure means, i.e. closure means being used only once
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3241—Chromium oxides, chromates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3463—Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
    • C04B2235/3472—Alkali metal alumino-silicates other than clay, e.g. spodumene, alkali feldspars such as albite or orthoclase, micas such as muscovite, zeolites such as natrolite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422—Carbon
    • C04B2235/424—Carbon black
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422—Carbon
    • C04B2235/425—Graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9669—Resistance against chemicals, e.g. against molten glass or molten salts
    • C04B2235/9676—Resistance against chemicals, e.g. against molten glass or molten salts against molten metals such as steel or aluminium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种引流砂及其制备方法与应用，属于炼钢辅料技术领域。其原料包括5‑20份锆英砂、45‑75份铬砂、10‑30份石英砂、0.4‑1份碳质润滑剂及≤4份的烧结剂。锆英砂中ZrO2的含量≥62wt％，至少80wt％的粒径为0.2‑1mm。铬砂中Cr2O3的含量≥46wt％，至少85wt％的粒径为0.25‑0.9mm。石英砂中SiO2的含量≥96wt％，至少85wt％的粒径为0.4‑0.85mm。该引流砂成分均匀稳定、填充密实、流动性好，烧结层均匀适中，开浇效果良好，自动开浇率≥99.5％。其制备方法包括烘烤与水混合后的原料，该方法简单，易操作，适于工业化生产。其适用于制备高品质钢种。

Description

一种引流砂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及炼钢辅料技术领域，具体而言，涉及一种引流砂及其制备方法与应用。
背景技术
当前，无论国内或国际市场因钢铁业的发展，冶炼品种钢的厂家越来越多，因钢种的特殊性，在转炉冶炼后出钢温度、钢水成分含量等与常规钢种都有较大差别，从而使钢水进入钢包与钢包水口加入的引流砂接触后，或发生反应，或因出钢温度或后期钢水精炼处理等导致引流砂烧结层增厚，从而在钢包开浇时因钢水静压力不足以压破烧结层而导致引流不能自开、造成非计划停机或生产中断等事故。常规的引流砂已无法满足当前存在的突出问题。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
目前用于冶炼高品质钢的钢水大多都要经过精炼，钢水在钢包存留时间长，增加了引流砂烧结厚度和强度的可能性，可能造成钢包自开率的降低。本发明的目的之一包括提供一种引流砂，该引流砂成分均匀稳定、填充密实、流动性好，可解决钢水在钢包中精炼停留时间长的情况下，降低引流砂的烧结程度，使引流砂有一个比较合适的烧结厚度，同时避免钢水渗透进引流砂，自动开浇率≥99.5％。
本发明的目的之二包括提供一种上述引流砂的制备方法，该方法简单，易操作，适于工业化生产。
本发明的目的之三包括提供一种上述引流砂的应用，该引流砂适用于需要过精炼、冶炼成分复杂、待包时间长、自开率要求高的高品质钢种，如Q390GJCZ25-2N类钢材、Q355BZ15-2类钢材、Q345GJBZ25-2类钢材和A572 Gr50类钢材中的至少一种。
本申请是这样实现的：
第一方面，本申请提供一种引流砂，按重量份计，引流砂的原料包括5-20份锆英砂、45-75份铬砂、10-30份石英砂、0.4-1份碳质润滑剂以及不超过4份的烧结剂。
其中，锆英砂中ZrO2的含量不低于62wt％，至少80wt％的锆英砂的粒径为0.2-1mm。
铬砂中Cr2O3的含量不低于46wt％，至少85wt％的铬砂的粒径为0.25-0.9mm。
石英砂中SiO2的含量不低于96wt％，至少85wt％的石英砂的粒径为0.4-0.85mm。
在可选的实施方式中，原料包括15-20份锆英砂、45-73.5份铬砂、15-30份石英砂、0.4-1份碳质润滑剂以及1.1-4份的烧结剂。
在可选的实施方式中，锆英砂中ZrO2的含量为62-65wt％，82-90wt％的所述锆英砂的粒径为0.2-1mm。
在可选的实施方式中，铬砂中Cr2O3的含量为46-47wt％，85-95wt％的铬砂的粒径为0.25-0.9mm。
在可选的实施方式中，石英砂中SiO2的含量为96-99wt％，85-95wt％的石英砂的粒径为0.4-0.85mm。
在可选的实施方式中，碳质润滑剂包括炭黑和石墨中的至少一种。
在可选的实施方式中，碳质润滑剂包括重量比为0.2-0.5：0.3-0.7的炭黑和石墨。
优选地，炭黑的粒径小于0.05mm；更优地，炭黑的粒径为8-100nm。
优选地，石墨的粒径小于0.05mm；更优地，石墨的粒径为1μm-15μm。
在可选的实施方式中，烧结剂包括钾长石。
优选地，钾长石的粒径为0.1-0.5mm，更优地，钾长石的粒径为0.2-0.4mm。
在可选的实施方式中，当引流砂粒级分配中0.22mm以下颗粒占比10-20wt％且出钢温度为1650-1680℃时，添加不超过2份的烧结剂。当引流砂粒级分配中0.22mm以下颗粒占比低于9wt％且出钢温度为1620-1650℃时，添加2-4份的烧结剂。
在可选的实施方式中，引流砂的自动开浇率不低于99.5％。
第二方面，本申请还提供一种如前述实施方式任一项的引流砂的制备方法，包括以下步骤：将与水混合后的原料进行烘烤。
在可选的实施方式中，制备包括：将锆英砂、石英砂、铬砂、碳质润滑剂、烧结剂与水混合，随后进行烘烤。
在优选的实施方式中，制备包括：将水与除铬砂以外的原料混合，得预混料；随后将预混料与铬砂混合，同时进行烘烤。
在可选的实施方式中，锆英砂与石英砂质量之和与水的质量比为1：0.2-0.3。
在可选的实施方式中，水与除铬砂以外的原料于搅拌条件下混合8-15min。
在可选的实施方式中，烘烤温度不低于500℃，更优为530-560℃。
在可选的实施方式中，烘烤后的引流砂的水分不超过0.2wt％。
在可选的实施方式中，烘烤后，还包括将引流砂搅拌1-5min。
此外，本申请还提供了一种上述引流砂的应用，该引流砂适用于需要过精炼钢水的冶炼。
本申请主要具有以下有益效果：
本申请提供的引流砂通过以特定的锆英砂作为原料成分之一，可有效提高引流砂的耐火度，耐火度的增强进而使得引流砂抗高温钢液能力增强，避免引流砂烧结层形成过厚，提高引流砂的自开率。以特定的铬砂作为原料成分之一，能较好地防止熔融金属的渗透，避免产生粘砂缺陷。
同时，通过以具有特定粒径和成分含量的锆英砂、铬砂以及石英砂共同作为原料，能够进一步有效提高引流砂的均匀性以及在使用过程中的流动性，降低烧结层厚度，进而利于提高钢包自开率。
本申请提供的上述引流砂的制备方法简单，易操作，适于工业化生产，制备所得的引流砂成分均匀稳定、填充密实、流动性好，烧结层均匀适中，开浇效果良好，自动开浇率较高，尤其适用于制备高品质钢种。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本申请提供的一种引流砂及其制备方法与应用进行具体说明。
发明人通过对现有的引流砂研究得出：针对品种钢合金元素含量比较高，钢水处理方式多样，待包时间长的特点，引流砂中需引入一种烧结温度更高的材料来提高引流砂的整体耐烧结性，同时还必须合理地选择所用材料的粒级匹配，保证产品整体的均匀性，从而在确保使用过程中良好流动性的同时，可避免后期烧结层过厚而导致引流问题，从而达到提高钢包自开率的目的。
因此，本申请提出的引流砂，按重量份计，其原料包括5-20份锆英砂、45-75份铬砂、10-30份石英砂、0.4-1份碳质润滑剂以及不超过4份的烧结剂。
其中，锆英砂中ZrO2的含量不低于62wt％，至少80wt％的锆英砂的粒径为0.2-1mm。
铬砂中Cr2O3的含量不低于46wt％，至少85wt％的铬砂的粒径为0.25-0.9mm。
石英砂中SiO2的含量不低于96wt％，至少85wt％的石英砂的粒径为0.4-0.85mm。
本申请中通过以ZrO2含量在62wt％以上的锆英砂作为原料成分之一，能够较在62wt％以下的锆英砂提高引流砂的耐火度，耐火度的增强进而使得引流砂抗高温钢液能力增强，避免引流砂烧结层形成过厚，提高引流砂的自开率。其原因可能在于ZrO2含量在62wt％以上的锆英砂具有较低的热膨胀性以及较高的导热性。
在一些可选的实施方式中，上述锆英砂的耐火度不低于1850℃。
铬砂受热体积稳定，热导率高，与熔融金属接触时不仅具有很好的抗碱性渣的作用，不与氧化铁等起化学反应，而且其本身具有固相烧结的特点，能较好地防止熔融金属的渗透，避免产生粘砂缺陷。将其Cr2O3的含量设置于不低于46wt％，能够有效提高引流砂的整体烧结温度，防止烧结层过厚。
将石英砂中SiO2的含量设置为不低于96wt％，能够提高引流砂的整体烧结温度，避免过度烧结。
值得说明的是，本申请将至少80wt％的锆英砂的粒径设置为0.2-1mm，同时将至少85wt％的铬砂的粒径设置为0.25-0.9mm，至少85wt％的石英砂的粒径设置为0.4-0.85mm，能够有效提高引流砂的密实性和流动性。
上述铬砂以及石英砂具有降低引流砂的起始烧结温度的作用，通过配合锆英砂使得引流砂不会发生过度烧结，减薄烧结层，同时按上述方案设计的原材料粒径匹配适中，制备所得的引流砂成分均匀稳定、填充密实、流动性好，提高引流砂的自开率。
在可选的实施方式中，原料可包括15-20份锆英砂、45-73.5份铬砂、10-30份石英砂、0.4-1份碳质润滑剂以及1.1-4份的烧结剂。
在进一步可选的实施方式中，原料包括18份锆英砂、67份铬砂、15份石英砂、0.8份碳质润滑剂以及3份的烧结剂。该配比下的引流砂在使用过程中引流率较低。
在可选的实施方式中，锆英砂中ZrO2的含量为62-65wt％，82-90wt％的锆英砂的粒径为0.2-1.0mm。铬砂中Cr2O3的含量为46-47wt％，85-95wt％的铬砂的粒径为0.25-0.9mm。石英砂中SiO2的含量为96-99wt％，85-95wt％的石英砂的粒径为0.4-0.85mm。
以具有以上粒径和质量的锆英砂、铬砂以及石英砂共同作为原料，能够进一步有效提高引流砂的均匀性以及在使用过程中的流动性，降低烧结层厚度，进而利于提高钢包自开率。
在可选的实施方式中，碳质润滑剂例如可包括炭黑和石墨中的至少一种，优选同时包括炭黑和石墨。
在可选的实施方式中，碳质润滑剂包括重量份为0.2-0.5wt％的炭黑和0.3-0.7wt％的石墨。
其中，炭黑的粒径优选小于0.05mm，更优为8-100nm。
石墨的粒径优选小于0.05mm，更优为1μm-15μm。
通过使用上述粒径的炭黑和石墨，能够有效改善引流砂的润滑效果，提高其流动性。
在可选的实施方式中，烧结剂例如可包括钾长石。
优选地，钾长石的粒径可以为0.1-0.5mm，更优为0.2-0.4mm。
通过使用上述粒径的钾长石，能够使其在使用过程中具有适中的均匀的烧结层，改善开浇效果。
在可选的实施方式中，当引流砂粒级分配中0.22mm以下颗粒占比10-20wt％且出钢温度为1650-1680℃时，添加不超过2份的烧结剂，因粒级分配中细颗粒比例多，与钢水接触后比表面积大，易形成烧结层，再加上出钢温度相对较高，更加剧了烧结程度，此时烧结剂比例不易过高，否则易造成烧结层过厚，烧结强度大于钢水静压力，导致自动开浇失败。当引流砂粒级分配中0.22mm以下颗粒占比低于9wt％且出钢温度为1620-1650℃时，添加2-4份的烧结剂，这种情况下细颗粒比例相对少，相对的引流砂填充不够密实，易造成钢液渗入引流砂中，形成烧结层，随着烧结层的变厚，烧结强度大于钢水静压力，也会导致自动开浇失败，因此必须引入适当多的烧结剂，确保在出钢后短时间内形成一定的烧结层厚度，防止钢液渗入。
在可选的实施方式中，本申请所提供的引流砂的自动开浇率不低于99.5％，如99.5％、99.6％、99.7％或99.8％等。
值得说明的是，本申请所涉及的原材料铬砂、锆英砂、石英砂、烧结剂均可直接购买得到，碳质润滑剂可采购原材料后进行混配复合得到。
此外，本申请还提供了一种上述引流砂的制备方法，例如可包括以下步骤：将原料与水混合，随后烘烤。
在可选的实施方式中，制备包括：将锆英砂、石英砂、铬砂、碳质润滑剂、烧结剂与水混合，随后进行烘烤。
在优选的实施方式中，制备可包括：将水与除铬砂以外的原料混合；混合预混料与铬砂，同时烘烤。
值得说明的是，本申请优选在原材料添加过程中，先将其它原料混合后再与铬砂混合，其原因在于：考虑各种材料间比重差别大，铬砂比重最大，加入越早，分熔倾向越严重，因此在后面加入可减缓分熔倾向。
在可选的实施方式中，锆英砂与石英砂质量之和与水的质量比为1：0.2-0.3。
在可选的实施方式中，水与除铬砂以外的原料于搅拌条件下混合8-15min，如8min、10min、12min或15min等，以使上述原料成分充分搅拌均匀并使碳质润滑剂充分裹在各种砂表面。
在可选的实施方式中，烘烤温度不低于500℃，更优为530-560℃，在上述温度下烘烤可有效除去物料中的水分，保证炼钢作业安全。进一步地，烘烤完毕后，待其冷却即可。
在可选的实施方式中，烘烤后的引流砂的水分不超过0.2wt％。
在可选的实施方式中，烘烤后，还包括将引流砂搅拌1-5min，以保证产品整体的均匀性。
具体的，可参照：
S1：将所有合格的原材料铬砂、锆英砂、石英砂、碳质润滑剂、烧结剂筛分至规定的粒级；
S2：按重量份配比对所需原材料分别进行计量，并放在指定的位置备用；
S3：将除铬砂以外的待用原料加入立式搅拌机内，同时按配比加入水机械搅拌8-15min，得到预混料；
S4：将预混料通过斗提送至温度设置在500℃以上的电阻炉式的卧式搅拌机中，加入铬砂充分搅拌，烘烤得到水分≤0.2wt％的引流砂；
S5：上述引流砂再次进入立式搅拌机进行搅拌1-5min，冷却后包装入库。
上述制备方法简单，易操作，能够制备得到性能较佳的引流砂。
此外，本申请还提供了一种上述引流砂的应用，适用于需要过精炼、冶炼成分复杂、待包时间长、自开率要求高的高品质钢种，如Q390GJCZ25-2N类钢材、Q355BZ15-2类钢材、Q345GJBZ25-2类钢材和A572 Gr50类钢材中的至少一种。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种引流砂，其原料包括：铬砂55wt％、锆英砂15wt％、石英砂25wt％、炭黑0.5wt％、中碳石墨0.7wt％、、烧结剂3.8wt％。
其中，锆英砂的耐火度≥1850℃，ZrO2的含量为62wt％，粒径为0.2-1mm的锆英砂占82wt％；
铬砂中Cr2O3的含量为46wt％，粒径为0.25-0.9mm的铬砂占85wt％；
石英砂中SiO2的含量为96wt％，粒径为0.4-0.85mm的石英砂占85wt％；
碳质润滑剂为粒径为8-100nm的炭黑和1μm-15μm的中碳石墨，烧结剂为粒径为0.2-0.5mm的钾长石。
上述引流砂的制备方法包括：
将所有合格的原材料铬砂、锆英砂、石英砂、碳质润滑剂、烧结剂筛分至规定的粒级，然后按配比要求对所需原材料进行计量，将计量好的原材料放在指定的位置。首先将锆英砂、石英砂、碳质润滑剂、烧结剂加入立式搅拌机内，同时加入适量的水(锆英砂与石英砂质量之和与水的质量比为1：0.2)进行机械搅拌10min，使充分搅拌均匀且确保碳质润滑剂充分裹在各种砂表面后，通过斗提将搅拌后的砂提入设定温度为530℃的电阻炉式的卧式搅拌机中，同时加入铬砂一起在电阻炉内进行搅拌、烘烤，确保出电阻炉后成品水分在0.2％以内。从电阻炉出来的产品再次进入立式搅拌机进行搅拌2min，最后将经过多次搅拌均匀的产品温度降至合适后包装入库。
应用于某钢厂Q390GJCZ15-1钢冶炼，自动开浇率达到99.87％。
实施例2
本实施例提供一种引流砂，其原料包括：铬砂45wt％、锆英砂20wt％、石英砂30wt％、炭黑0.4wt％、中碳石墨0.6wt％、、烧结剂4.0wt％。
其中，锆英砂的耐火度≥1850℃，ZrO2的含量为65wt％，粒径为0.2-1mm的锆英砂占89wt％；
铬砂中Cr2O3的含量为47wt％，粒径为0.25-0.9mm的铬砂占90wt％；
石英砂中SiO2的含量为99wt％，粒径为0.4-0.85mm的石英砂占91wt％；
碳质润滑剂为粒径为8-100nm的炭黑和1μm-15μm的中碳石墨，烧结剂为粒径为0.2-0.5mm的钾长石。
上述引流砂的制备方法包括：
将所有合格的原材料铬砂、锆英砂、石英砂、碳质润滑剂、烧结剂筛分至规定的粒级，然后按配比要求对所需原材料进行计量，将计量好的原材料放在指定的位置。首先将锆英砂、石英砂、碳质润滑剂、烧结剂加入立式搅拌机内，同时加入适量的水(锆英砂与石英砂质量之和与水的质量比为1：0.3)进行机械搅拌8min，使充分搅拌均匀且确保碳质润滑剂充分裹在各种砂表面后，通过斗提将搅拌后的砂提入设定温度为560℃的电阻炉式的卧式搅拌机中，同时加入铬砂一起在电阻炉内进行搅拌、烘烤，确保出电阻炉后成品水分在0.2％以内。从电阻炉出来的产品再次进入立式搅拌机进行搅拌5min，最后将经过多次搅拌均匀的产品温度降至合适后包装入库。
应用于某钢厂Q355NCZ15-2N钢冶炼，自动开浇率达到99.7％。
实施例3
本实施例提供一种引流砂，其原料包括：铬砂73.5wt％、锆英砂15wt％、石英砂10wt％、炭黑0.2wt％、中碳石墨0.3wt％、、烧结剂1.0wt％。
其中，锆英砂的耐火度≥1850℃，ZrO2的含量为63wt％，粒径为0.2-1mm的锆英砂占90wt％；
铬砂中Cr2O3的含量为46wt％，粒径为0.25-0.9mm的铬砂占95wt％；
石英砂中SiO2的含量为96wt％，粒径为0.4-0.85mm的石英砂占95wt％；
碳质润滑剂为粒径为8-100nm的炭黑和1μm-15μm的中碳石墨，烧结剂为粒径为0.2-0.5mm的钾长石。
上述引流砂的制备方法包括：
将所有合格的原材料铬砂、锆英砂、石英砂、碳质润滑剂、烧结剂筛分至规定的粒级，然后按配比要求对所需原材料进行计量，将计量好的原材料放在指定的位置。首先将锆英砂、石英砂、铬砂、碳质润滑剂、烧结剂加入立式搅拌机内，同时加入适量的水(锆英砂与石英砂质量之和与水的质量比为1：0.2)进行机械搅拌8min，使充分搅拌均匀且确保碳质润滑剂充分裹在各种砂表面后，通过斗提将搅拌后的砂提入设定温度为550℃的电阻炉式的卧式搅拌机中，进行搅拌、烘烤，确保出电阻炉后成品水分在0.2％以内。从电阻炉出来的产品再次进入立式搅拌机进行搅拌3min，最后将经过多次搅拌均匀的产品温度降至合适后包装入库。
应用于某钢厂Q345GJBZ15-1钢冶炼，自动开浇率达到99.78％。
实施例4
本实施例提供一种引流砂，其原料包括：铬砂65wt％、锆英砂20wt％、石英砂15wt％、炭黑0.3wt％、中碳石墨0.4wt％、烧结剂3.0wt％。。
其中，锆英砂的耐火度≥1850℃，ZrO2的含量为65wt％，粒径为0.2-1mm的锆英砂占85wt％；
铬砂中Cr2O3的含量为47wt％，粒径为0.25-0.9mm的铬砂占93wt％；
石英砂中SiO2的含量为97wt％，粒径为0.4-0.85mm的石英砂占92wt％；
碳质润滑剂为粒径为8-100nm的炭黑和1μm-15μm的中碳石墨，烧结剂为粒径为0.2-0.5mm的钾长石。
上述引流砂的制备方法包括：
将所有合格的原材料铬砂、锆英砂、石英砂以及碳质润滑剂筛分至规定的粒级，然后按配比要求对所需原材料进行计量，将计量好的原材料放在指定的位置。首先将锆英砂、石英砂、铬砂、碳质润滑剂以及烧结剂加入立式搅拌机内，同时加入适量的水(锆英砂与石英砂质量之和与水的质量比为1：0.2)进行机械搅拌15min，使充分搅拌均匀且确保碳质润滑剂充分裹在各种砂表面后，通过斗提将搅拌后的砂提入设定温度为560℃的电阻炉式的卧式搅拌机中，进行搅拌、烘烤，确保出电阻炉后成品水分在0.2％以内。从电阻炉出来的产品再次进入立式搅拌机进行搅拌1min，最后将经过多次搅拌均匀的产品温度降至合适后包装入库。
应用于某钢厂Q460CZ25-3N钢冶炼，自动开浇率达到99.56％。
承上，上述实施例1-4所得的高品质铬锆质引流砂均能很好地满足市场使用，达到钢包自开浇99.5％以上要求，且引流砂的整体耐火度好，烧结层厚度合适，整体流动性好，间接有效地节约了炼钢成本。
值得说明的是，钢包引流工作存在危险性，且引流砂与钢水接触形成的烧结层因位置特殊，不便于测量分析，目前烧结层的厚度与钢水的量不能精确测算，只能靠现场经验分析，因此本申请中没有给出具体的烧结层厚度，但从实际情况进行相应的概述性描述。
对比例1：
该对比例与实施例1的区别在于：高品质铬锆质引流砂所用的原材料、粒径分布及重量份配比均有差别：
原料包括：铬砂60wt％、锆英砂4wt％、石英砂33.9wt％、碳质润滑剂0.6wt％以及烧结剂1.5wt％。
其中，铬砂为普通的铬砂，Cr2O3的含量为42-46wt％，＜80wt％的铬砂的粒径为0.2-0.9mm；
锆英砂为天然锆英砂，其耐火度≥1800℃，ZrO2的含量为57-62wt％，＞70wt％的锆英砂的粒径为0.2-0.8mm；
石英砂中SiO2的含量为90-95wt％，＞80wt％的石英砂的粒径为0.5-1mm；
润滑剂为重量比为0.1：0.3的炭黑和中碳石墨，其中，炭黑的粒径为400-500nm，中碳剂的粒径为25μm-38μm；烧结剂为粒径为的0.05-0.1mm碱性氧化物。
采取的具体生产制造工艺同实施例1。
该产品经同样生产制造工艺生产后出现整体粒级分配不均匀，导致在使用过程中流动性差，烧结层局部过厚，甚至还出现有少量钢水渗入砂中导致烧结现象，致使自开率不到85％。
对比例2：
该对比例与实施例4的区别在于：高品质铬锆质引流砂所用的原材料、粒径分布均一致，但重量份配比不同，具体为：铬砂82wt％、锆英砂2wt％、石英砂8wt％、碳质润滑剂2wt％以及烧结剂6wt％。
采取的具体生产制造工艺同实施例4一致。
该产品经同样生产制造工艺生产后粒级分配均匀，流动性良好，但烧结层厚度过厚，使用过程中引流率更高，开浇率仅有90％左右，达不到99％以上自开率要求。
由此可以看出，本申请实施例所提供的高品质铬锆质引流砂较对比例中的铬锆质引流砂各项性能均更佳。
综上所述，本申请提供的引流砂成分均匀稳定、填充密实、流动性好，使用过程中，烧结层均匀适中，开浇效果良好，自动开浇率≥99.5％。其方法简单，易操作，适于工业化生产。将其用于制备一些冶炼成分复杂、待包时间长、自开率要求高的高品质钢种，可使成品钢种具有较佳的质量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种引流砂，其特征在于，按重量份计，所述引流砂的原料包括5-20份锆英砂、45-75份铬砂、10-30份石英砂、0.4-1份碳质润滑剂以及不超过4份的烧结剂；
其中，所述锆英砂中ZrO2的含量不低于62wt％，至少80wt％的所述锆英砂的粒径为0.2-1mm；
所述铬砂中Cr2O3的含量不低于46wt％，至少85wt％的所述铬砂的粒径为0.25-0.9mm；
所述石英砂中SiO2的含量不低于96wt％，至少85wt％的所述石英砂的粒径为0.4-0.85mm。
2.根据权利要求1所述的引流砂，其特征在于，所述原料包括15-20份所述锆英砂、45-73.5份所述铬砂、15-30份所述石英砂、0.4-1份所述碳质润滑剂以及1.1-4份的所述烧结剂。
3.根据权利要求1或2所述的引流砂，其特征在于，所述锆英砂中ZrO2的含量为62-65wt％，82-90wt％的所述锆英砂的粒径为0.2-1mm。
4.根据权利要求1或2所述的引流砂，其特征在于，所述铬砂中Cr2O3的含量为46-47wt％，85-95wt％的铬砂的粒径为0.25-0.9mm。
5.根据权利要求1或2所述的引流砂，其特征在于，石英砂中SiO2的含量为96-99wt％，85-95wt％的石英砂的粒径为0.4-0.85mm。
6.根据权利要求1或2所述的引流砂，其特征在于，所述碳质润滑剂包括炭黑和石墨中的至少一种；
优选地，所述碳质润滑剂包括重量比为0.2-0.5：0.3-0.7的炭黑和石墨；
优选地，所述炭黑的粒径小于0.05mm；更优地，所述炭黑的粒径为8-100nm；
优选地，所述石墨的粒径小于0.05mm；更优地，所述石墨的粒径为1μm-15μm。
7.根据权利要求1或2所述的引流砂，其特征在于，所述烧结剂包括钾长石；
优选地，所述钾长石的粒径为0.1-0.5mm，更优地，所述钾长石的粒径为0.2-0.4mm。
8.根据权利要求1所述的引流砂，其特征在于，当引流砂粒级分配中0.22mm以下颗粒占比10-20wt％且出钢温度为1650-1680℃时，添加不超过2份的所述烧结剂；当引流砂粒级分配中0.22mm以下颗粒占比低于9wt％且出钢温度为1620-1650℃时，添加2-4份的所述烧结剂。
9.如权利要求1-8任一项所述的引流砂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述原料与水混合，随后烘烤；
优选，制备包括：将水与除所述铬砂以外的所述原料混合，得预混料；随后将所述预混料与所述铬砂混合，同时进行烘烤；
优选地，所述锆英砂与石英砂质量之和与水的质量比为1：0.2-0.3；
优选地，水与除所述铬砂以外的所述原料于搅拌条件下混合8-15min；
优选地，烘烤温度不低于500℃，更优为530-560℃；
优选地，烘烤后的所述引流砂的水分不超过0.2wt％；
优选地，烘烤后，还包括将所述引流砂搅拌1-5min。
10.如权利要求1-8任一项所述的引流砂的应用，其特征在于，所述引流砂适用于需要过精炼钢水的冶炼。
CN202010417572.5A 2020-05-18 2020-05-18 一种引流砂及其制备方法与应用 Active CN111545738B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010417572.5A CN111545738B (zh) 2020-05-18 2020-05-18 一种引流砂及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010417572.5A CN111545738B (zh) 2020-05-18 2020-05-18 一种引流砂及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111545738A true CN111545738A (zh) 2020-08-18
CN111545738B CN111545738B (zh) 2021-08-27

Family

ID=71996716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010417572.5A Active CN111545738B (zh) 2020-05-18 2020-05-18 一种引流砂及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111545738B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112743071A (zh) * 2020-12-30 2021-05-04 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种高Cr合金钢引流砂及其使用方法
CN115156517A (zh) * 2022-08-11 2022-10-11 西峡龙成冶金材料有限公司 一种上层引流砂及双层引流砂与其应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101185968A (zh) * 2007-12-11 2008-05-28 河南通宇冶材集团有限公司 一种用于三步法精炼的引流剂及其制备方法
CN102233412A (zh) * 2011-06-27 2011-11-09 河南通宇冶材集团有限公司 超低碳钢用无碳钢包引流剂
CN106513655A (zh) * 2016-11-07 2017-03-22 中车齐齐哈尔车辆有限公司 引流砂的制造方法及向钢包中填装引流砂的填装方法
CN107651968A (zh) * 2017-09-18 2018-02-02 北京利尔高温材料股份有限公司 一种精炼钢包用铬质引流砂及其制备方法
DE102016123051A1 (de) * 2016-11-29 2018-05-30 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Aminosäure enthaltende Formstoffmischung zur Herstellung von Formkörpern für die Gießereiindustrie
CN110405192A (zh) * 2019-08-29 2019-11-05 云南濮耐昆钢高温材料有限公司 一种钢包用引流砂及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101185968A (zh) * 2007-12-11 2008-05-28 河南通宇冶材集团有限公司 一种用于三步法精炼的引流剂及其制备方法
CN102233412A (zh) * 2011-06-27 2011-11-09 河南通宇冶材集团有限公司 超低碳钢用无碳钢包引流剂
CN106513655A (zh) * 2016-11-07 2017-03-22 中车齐齐哈尔车辆有限公司 引流砂的制造方法及向钢包中填装引流砂的填装方法
DE102016123051A1 (de) * 2016-11-29 2018-05-30 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Aminosäure enthaltende Formstoffmischung zur Herstellung von Formkörpern für die Gießereiindustrie
CN107651968A (zh) * 2017-09-18 2018-02-02 北京利尔高温材料股份有限公司 一种精炼钢包用铬质引流砂及其制备方法
CN110405192A (zh) * 2019-08-29 2019-11-05 云南濮耐昆钢高温材料有限公司 一种钢包用引流砂及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112743071A (zh) * 2020-12-30 2021-05-04 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 一种高Cr合金钢引流砂及其使用方法
CN115156517A (zh) * 2022-08-11 2022-10-11 西峡龙成冶金材料有限公司 一种上层引流砂及双层引流砂与其应用
CN115156517B (zh) * 2022-08-11 2023-11-07 西峡龙成冶金材料有限公司 一种上层引流砂及双层引流砂与其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN111545738B (zh) 2021-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111545738B (zh) 一种引流砂及其制备方法与应用
CN101502871B (zh) 大方坯连铸结晶器保护渣及其制备方法
CN105837233B (zh) 特种钢用金属结合刚玉超低碳质下水口及生产工艺
CN104493150B (zh) 一种铝硅质引流剂及其制备方法
US2869196A (en) Refractory composition containing slag, sand, magnesium oxide, and aqueous phenolic resin, method of making and product obtained
CN108863414B (zh) 一种高性能的镁碳砖及其制备方法
CN107032805A (zh) 一种钢包用超低碳方镁石‑尖晶石‑碳砖及制备方法
CN102978507A (zh) 高硅钼球铁材料及其制备方法
KR20120092708A (ko) 강의 연속 주조용 몰드 파우더
CN104826985A (zh) 一种多玛门控制造工艺
CN109133951B (zh) 一种阻热引流剂及其制备方法
CN100365146C (zh) 铝硅合金制造工艺
US11904386B2 (en) Casting ladle for casting aluminum alloy
JPS63108950A (ja) 連続鋳造用耐火物
CN112705678B (zh) 一种热作模具钢板坯用连铸结晶器保护渣及其应用
CN107573038A (zh) 制备镁碳砖的方法和系统
US2595567A (en) Process for producing malleable iron castings
CN100365145C (zh) 铝硅铁合金制造工艺
CN104195418A (zh) 高硅钼球铁材料
CN116102336B (zh) 一种高性能低成本钢包渣线砖及其制备方法
JP4960574B2 (ja) 連続鋳造用ノズルに用いられるアルミナ付着を防止する耐火物
JPS60200857A (ja) 溶融金属処理用耐火物
KR101370369B1 (ko) 레이들의 슬라이딩 노즐 개공용 필러
KR100897145B1 (ko) 고 알루미늄 함유 스테인레스강의 연속주조방법
SU944731A1 (ru) Защитное покрытие дл изложниц и поддонов

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant