一种连铸高铝钢用引流砂及其使用方法

摘要

本发明公开了一种连铸高铝钢用引流砂，按质量百分比包含作为骨架料的29～37％石英砂、作为基料的52～60％铬矿砂、作为添加剂的9～12％碳粉、作为粘结剂的0.5～2％酚醛树脂，并相混合均匀而成。本发明还公开了一种连铸高铝钢用引流砂的使用方法，为先对引流砂进行烘烤预处理，然后将引流砂加入至水口内，且超出水口座砖平面5～15mm。采用本发明能够有效提高钢包自开率，提高效率、方便操作、减少劳动强度，无污染，满足工艺要求，可使引流砂在放砂过程中顺利随钢液流出，减少钢锭中夹杂物。

权利要求

1.一种连铸高铝钢用引流砂，其特征在于：

按质量百分比包含作为骨架料的29～37％石英砂、作为基料的52～60％铬矿砂、作为添加剂的9～12％碳粉、作为粘结剂的0.5～2％酚醛树脂，并相混合均匀而成；

所述的石英砂含SiO2≥99wt％，且粒径在0.15～1.0mm之间；

所述的铬矿砂为含Cr2O3≥50wt％，且粒径在0.15mm～0.8mm之间；

所述的碳粉为含C≥95wt％，且粒径在0.15～1.0mm。

2.如权利要求1所述的连铸高铝钢用引流砂，其特征在于：所述的引流砂为实心颗粒，粒径0.15～1.0mm＞90％，超出上下限各≯5％，且引流砂的自由水分不大于0.4％。

3.一种连铸高铝钢用引流砂的使用方法，其特征在于：A.将引流砂置于烘房内进行烘烤，烘烤温度为40～60℃，烘烤时间为≥24小时；

B.在高铝钢准备出钢前1小时，开始准备双氩透气砖钢包，先清理干净水口内异物及透气砖上部冷钢残渣，然后使用加砂管将引流砂引入至水口内，引流砂加入量控制在引流砂上表面超出水口座砖平面5～15mm。

说明书

一种连铸高铝钢用引流砂及其使用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及引流砂，更具体地说，涉及一种连铸高铝钢用引流砂及其使用方法。

背景技术

[0002] 炼钢作业中承载钢液的钢包通过底部的滑动水口来放尽钢液。在钢液被倒入钢包之前，必须在滑动水口内灌入粉状的耐火材料，它的目的是避免高温钢液与水口的直接接触，避免滑动水口的熔损而造成生产事故。

[0003] 传统的引流砂，在钢液的作用下容易形成很厚的烧结层堵塞滑动水口，钢液因为这样的堵塞不能正常地从滑动水口内流出。作业者有时不得不使用氧气切割的方法割开堵塞的物质。这是极其危险的工作，因此填充物堵塞滑动水口的发生率应尽可能地被降低，最优的状况是这个概率接近0％。

[0004] 在以连铸为主的生产车间内，滑动水口的堵塞将导致许多作业上的麻烦。有些情况下，钢水首先经过电炉初炼脱磷，再经过在钢包内较长时间的精炼脱氧、脱硫。个别复杂钢种在炉外（钢包内）的处理时间可能多至8个小时（一般均在200min以上），在这样恶劣地工作条件下，我们仍然希望滑动水口填充物不发生堵塞的情况。

[0005] 国内外各大钢铁公司炼钢厂高铝钢自开率情况，一般高铝钢受钢时间在80min以内，自开率一般维持在84～89％之间；受钢时间在120～180min以内，自开率基本维持在70～85％之间，但如果受钢时间明显超过200min，自开率均远低于50％，因此高铝钢自开率情况一直困扰诸多生产单位。目前，生产大批量的高铝钢（例如：20M n23AIV），其自开率一直未超过50％，平均为29.51％，其之所以自开率很低，对比各类不同因素，目前冶炼此类高铝钢，且受钢时间高于200min时，钢包自开率低的主要原因有如下几点：

[0006] 1、钢种特性，含大量铝。其含Al量为1.6～2.45％之间，明显高于其他钢种，其他钢种含Al量一般均≤0.02％，而此钢种含Al量基本上为普通钢种的100倍。而且由于元素Al与O2的亲和力很大，很容易与氧反应并与其他化合物结合，产生诸多絮状物，黏附在水口周边，影响钢液的质量和正常浇注；

[0007] 2、此钢种受钢时间超长，目前平均受钢时间均大于200min，远远大于同类钢厂的受钢时间，致使高温钢液与引流砂因长时间接触，而产生烧结层过厚，致使钢包不能正常自开或浇注；

[0008] 3、由于钢包呈瘦长型，包内流场不是很均匀，特别是只有单一透气砖时，由于底部气泡在上升过程中，不能大面积的分布在熔池内，而是偏移状态，即氩气搅拌效果不均匀，钢液不能有效地形成循环回路，造成水口附近存在死区，温度偏低，最终因钢包内温度不均而引起钢包水口不能正常自开；

[0009] 4、目前各大型钢厂主要采用硅质引流砂、锆质引流砂、以及高铬质引流砂，其中高铬质引流砂应用面最广，其Cr2O3含量高达40％以上，主要是既能防止烧结层过厚，也能有有效的体积膨胀，而且其比重也较大，但单独使用铬砂，会因其易于形成烧结相而造成水口的堵塞，因此常在铬矿基础上配入适量的石英砂、碳粉、粘结剂等，能有效的提高钢包自开率。

[0010] 根据目前情况看来，高铬质引流砂对一般性钢种有较好的自开效果，但对于含高铝的钢种，且受钢时间明显很长的钢种，仍具有不适应性，不能有效地提高钢包自开率。

发明内容

[0011] 针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的是提供一种连铸高铝钢用引流砂及其使用方法，能够避免发生钢包因钢液流不自开致使各类夹杂物进入钢液中，产生诸多生产事故与质量问题。

[0012] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0013] 一方面，一种连铸高铝钢用引流砂，按质量百分比包含作为骨架料的29～37％石英砂、作为基料的52～60％铬矿砂、作为添加剂的9～12％碳粉、作为粘结剂的0.5～2％酚醛树脂，并相混合均匀而成。

[0014] 所述的石英砂含SiO2≥99wt％，且粒径在0.15～1.0mm之间。

[0015] 所述的铬矿砂为含Cr2O3≥50wt％，且粒径在0.15mm～0.8mm之间。

[0016] 所述的碳粉为含C≥95wt％，且粒径在0.15～1.0mm。

[0017] 所述的引流砂为实心颗粒，粒径0.15～1.0mm＞90％，超出上下限各≯5％，且引流砂的自由水分不大于0.4％。

[0018] 另一方面，一种连铸高铝钢用引流砂的使用方法，其特征在于：

[0019] A．将引流砂置于烘房内进行烘烤，烘烤温度为40～60℃，烘烤时间为≥24小时；

[0020] B．在高铝钢准备出钢前1小时左右，开始准备双氩透气砖钢包，先清理干净水口内异物及透气砖上部冷钢残渣，然后使用加砂管将引流砂引入至水口内，引流砂加入量控制在引流砂上表面超出水口座砖平面5～15mm。

[0021] 在上述技术方案中，本发明的连铸高铝钢用引流砂，按质量百分比包含作为骨架料的29～37％石英砂、作为基料的52～60％铬矿砂、作为添加剂的9～12％碳粉、作为粘结剂的0.5～2％酚醛树脂，并相混合均匀而成。本发明的引流砂使用方法为先对引流砂进行烘烤预处理，然后将引流砂加入至水口内，且超出水口座砖平面5～15mm。采用本发明能够有效提高钢包自开率，提高效率、方便操作、减少劳动强度，无污染，满足工艺要求，可使引流砂在放砂过程中顺利随钢液流出，减少钢锭中夹杂物。

具体实施方式

[0022] 本发明的连铸高铝钢用引流砂，按质量百分比包含作为骨架料的29～37％石英砂、作为基料的52～60％铬矿砂、作为添加剂的9～12％碳粉、作为粘结剂的0.5～2％酚醛树脂，并相混合均匀而成。

[0023] 其中，所述的石英砂含SiO2≥99wt％，且粒径在0.15～1.0mm之间。所述的铬矿砂为含Cr2O3≥50wt％，且粒径在0.15mm～0.8mm之间。所述的碳粉为含C≥95wt％，且粒径在0.15～1.0mm。这样既可保证引流砂的堆比重，也能有效地防止钢液渗透进入空隙中间并凝固生成结实的烧结层，而影响高铝钢的自开率。

[0024] 该引流砂的技术要求如下：

[0025] 1、化学指标，如表1所示（：wt，％）

[0026] 表1

[0027]

[0028] 2、引流砂颗粒，为实心颗粒，粒径0.15～1.0mm＞90％，超出上下限各≯5％；

[0029] 3、引流砂的自由水分不大于0.4％。

[0030] 4、引流砂中不得混入异物、不得结团块；

[0031] 本发明的连铸高铝钢用引流砂的现场使用方法如下：

[0032] A．将引流砂置于烘房内进行烘烤，烘烤温度为40～60℃，烘烤时间为≥24小时；

[0033] B．在高铝钢准备出钢前1小时左右，开始准备双氩透气砖钢包，先清理干净水口内异物及透气砖上部冷钢残渣，然后使用加砂管将引流砂引入至水口内，引流砂加入量控制在引流砂上表面超出水口座砖平面5～15mm。

[0034] 在其他条件基本相同情况下，仅改变使用不同材质的引流砂，进行以下几组试验：

[0035] 分组试验5类引流砂，分别进行专项试验；

[0036] 在添加引流砂时，必须用加砂管将引流砂添加至钢包水口内；

[0037] 针对每炉是否自开实际情况，来进行统计分析及改进；

[0038] 其中使用引流砂共有以下几种：

[0039] 1）1#引流砂，按质量百分比表示：52％铬矿砂，37％石英砂，碳粉9.8％，酚醛树脂1.2％，其理化性能如表2所示。

[0040] 2）2#引流砂，按质量百分比表示：53.4％铬矿砂，35％石英砂，碳粉11.1％，酚醛树脂0.5％，其理化性能如表3所示。

[0041] 3）3#引流砂，按质量百分比表示：57％铬矿砂，31.7％石英砂，碳粉10.3％，酚醛树脂1％，其理化性能如表4所示。

[0042] 4）4#引流砂，按质量百分比表示：58％铬矿砂，31％石英砂，碳粉9.5％，酚醛树脂1.5％，其理化性能如表5所示。

[0043] 5）5#引流砂，按质量百分比表示：60％铬矿砂，29％石英砂，碳粉10.5％，酚醛树脂0.5％，其理化性能如表6所示。

[0044] 表21#引流砂性能指标

[0045]

[0046] 表32#引流砂性能指标

[0047]

[0048] 表43#引流砂性能指标

[0049]

[0050] 表54#引流砂性能指标

[0051]

[0052] 表65#引流砂性能指标

[0053]

[0054] 具体试验数据及试验结果如下：

[0055] 在未使用此引流砂时，原有自开率为29.51％，具体如表7所示，采用本发明的引流砂，试验自开率情况如表8：

[0056] 表7现有钢包自开率情况

[0057]

[0058] 表8各引流砂的钢包自开率情况

[0059]

[0060] 经以上试验发现，使用本发明的引流砂的效果均很好，钢包平均自开率为90％，综合性能达到了各方面要求，有效提高了改变自开率。

[0061] 综上所述，与原有其他材质的引流砂相比，本发明具有下列优点：

[0062] （1）可以有效提高引流砂的熔点，对于吊包温度相对较高的特殊钢具有很好的匹配性；

[0063] （2）采用实心颗粒，而非中空颗粒，而且颗粒度90％以上均在0.15～1.0mm之间，能够起到很好的骨架作用，既不会轻易坍塌，也不易使钢液渗入形成较厚的烧结层；

[0064] （3）材料来源容易，生产简单；

[0065] （4）此引流砂对高铝钢，特别是20Mn23AIV，其钢包自开率有明显的提高效果；

[0066] （5）此引流砂对钢包精炼时间在200min以上的钢种，其钢包自开率有明显的提高效果；

[0067] （6）现场操作简单、无污染。

[0068] 本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。