本發(fā)明涉及一種合金鋼用引流砂的制備方法,屬于引流砂制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
引流砂的作用機理是,填充于鋼包水口中的引流砂上表面在鋼水的熱作用下產(chǎn)生了較薄的燒結(jié)層,形成“殼體”,一旦滑板打開,水口內(nèi)絕大多數(shù)未燒結(jié)的砂體自由下落,同時由鋼水的靜壓力壓破“殼體”,鋼水自動流出。引流砂的質(zhì)量主要取決于其材質(zhì)、粒度、流動性能、燒結(jié)性能和熱膨脹性能,引流砂的流動性越好,鋼包的自開率越高;而對于引流砂的燒結(jié)性能,希望材料表層能夠輕度燒結(jié)且具有一定強度,防止鋼液的滲透,同時燒結(jié)層的強度不要太高,能夠被鋼水靜壓力破壞;引流砂的熱膨脹率則希望小一些,因為大的脹率會導(dǎo)致引流砂的內(nèi)應(yīng)力較大,互相擠壓而增加與水口內(nèi)壁的附著力,不利于開澆時引流砂的自由下落,甚至出現(xiàn)嚴重的“架橋現(xiàn)象”。
硅質(zhì)引流砂主要由石英砂和堿性長石制成,同時也添加了適量的碳黑等含碳物質(zhì)和無機或有機結(jié)合劑。硅質(zhì)引流砂的熔點較低,大約在1680~1700℃之間,在出鋼溫度更高和鋼水傳擱時間更長的鋼包操作條件下,形成很厚的引流砂燒結(jié)層,鋼包不易自動開澆。鎂質(zhì)引流砂主要由鎂橄欖石和石英砂制成,同時還可以加入適量的鎂砂、長石等。鎂質(zhì)引流砂耐火度不高,在出鋼溫度更高和鋼水傳擱時間更長的鋼包操作條件下,形成很厚的引流砂燒結(jié)層,鋼包不易自動開澆。鋯質(zhì)引流砂是以鋯英石為主要原料,另外還可以添加適量的鉻礦砂。鋯質(zhì)引流砂的熔點較高,在高溫鋼水的作用下不會過度燒結(jié),在出鋼溫度更高和鋼水傳擱時間更長的鋼包操作條件下,使用鋯質(zhì)引流砂的鋼包自動開澆率較高。但是鋯英石的價格很高,使用以鋯英石作為原料的鋯質(zhì)引流砂的成本很貴,這就限制了鋼廠使用鋯質(zhì)引流砂。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:針對鎂質(zhì)引流砂耐火度不高,在出鋼溫度更高和鋼水傳擱時間更長的鋼包操作條件下,鋼包不易自動開澆的問題,本發(fā)明首先將過篩后的橄欖石廢棄粉礦、無煙煤等物質(zhì)進行混合球磨后,裝入模具中進行壓制,得到粗坯,再將其進行高溫煅燒,得到各級粒度鎂橄欖石砂,接著將其與炭黑、鉀長石等物質(zhì)進行混合,得到引流砂混合料,最后對其進行干燥、篩選,即可得到合金鋼用引流砂。本發(fā)明制備合金鋼用引流砂耐火度高,提高了其開澆率,可廣泛應(yīng)用于鋼水澆鑄中。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
(1)將橄欖石廢棄粉礦加入粉碎機中粉碎,過325目篩,稱取4.5~4.8kg過篩后的橄欖石廢棄粉礦,3.0~3.6kg無煙煤和1.2~1.5kg輕燒鎂粉QM-96混合后,裝入球磨機中,以300~400r/min球磨30~50min,再加入150~250mL質(zhì)量分數(shù)為1%亞硫酸溶液,繼續(xù)球磨15~20min,隨后出料,得混合物料;
(2)將上述混合物料裝入模具中,在5~10MPa下壓制5~8min,再轉(zhuǎn)入烘箱中,在110~120℃下干燥20~24h,得粗坯,將粗坯置于高溫煅燒爐中,在1350~1480℃下煅燒2~3h,隨爐冷卻至室溫,出料并裝入粉碎機中粉碎,隨后轉(zhuǎn)入振篩機中,分別篩選出粒徑為0.85~1.70mm,0.425~0.850mm,0.250~0.425mm,0.15~0.25mm的粉末,得各級粒度鎂橄欖石砂;
(3)按重量份數(shù)計,稱取38~40份上述0.85~1.70mm鎂橄欖石砂,20~21份0.425~0.850mm鎂橄欖石砂,10.0~10.5份0.250~0.425mm鎂橄欖石砂,10.0~12.5份0.15~0.25mm鎂橄欖石砂,15~18份惰性氧化鋁瓷球,0.8~1.2份炭黑,3~4份氧化鉀含量為8~12%鉀長石,裝入混料機中混合1~2h,得引流砂混合料;
(4)將上述引流砂混合料置于旋轉(zhuǎn)干燥爐中,在180~220℃下干燥20~30min,冷卻至室溫后出料,并裝入振篩機中,篩選出粒徑為0.15~1.50mm的物料,得合金鋼用引流砂。
本發(fā)明制備的合金鋼用引流砂耐火度達到1800~1850℃,自動開澆成功率達到97~98%,鋼水傳擱時間≥3h,自流值≥195mm。
本發(fā)明與其他方法相比,有益技術(shù)效果是:
(1)本發(fā)明制備的合金鋼用引流砂耐火度達到1800~1850℃,自動開澆成功率達到97~98%;
(2)本發(fā)明制備的合金鋼用引流砂原材料獲取簡易,成本低廉,可廣泛應(yīng)用于鋼水澆鑄中。
具體實施方式
首先將橄欖石廢棄粉礦加入粉碎機中粉碎,過325目篩,稱取4.5~4.8kg過篩后的橄欖石廢棄粉礦,3.0~3.6kg無煙煤和1.2~1.5kg輕燒鎂粉QM-96混合后,裝入球磨機中,以300~400r/min球磨30~50min,再加入150~250mL質(zhì)量分數(shù)為1%亞硫酸溶液,繼續(xù)球磨15~20min,隨后出料,得混合物料;將上述混合物料裝入模具中,在5~10MPa下壓制5~8min,再轉(zhuǎn)入烘箱中,在110~120℃下干燥20~24h,得粗坯,將粗坯置于高溫煅燒爐中,在1350~1480℃下煅燒2~3h,隨爐冷卻至室溫,出料并裝入粉碎機中粉碎,隨后轉(zhuǎn)入振篩機中,分別篩選出粒徑為0.85~1.70mm,0.425~0.850mm,0.250~0.425mm,0.15~0.25mm的粉末,得各級粒度鎂橄欖石砂;按重量份數(shù)計,稱取38~40份上述0.85~1.70mm鎂橄欖石砂,20~21份0.425~0.850mm鎂橄欖石砂,10.0~10.5份0.250~0.425mm鎂橄欖石砂,10.0~12.5份0.15~0.25mm鎂橄欖石砂,15~18份惰性氧化鋁瓷球,0.8~1.2份炭黑,3~4份氧化鉀含量為8~12%鉀長石,裝入混料機中混合1~2h,得引流砂混合料;最后將上述引流砂混合料置于旋轉(zhuǎn)干燥爐中,在180~220℃下干燥20~30min,冷卻至室溫后出料,并裝入振篩機中,篩選出粒徑為0.15~1.50mm的物料,得合金鋼用引流砂。
實例1
首先將橄欖石廢棄粉礦加入粉碎機中粉碎,過325目篩,稱取4.8kg過篩后的橄欖石廢棄粉礦,3.6kg無煙煤和1.5kg輕燒鎂粉QM-96混合后,裝入球磨機中,以400r/min球磨50min,再加入250mL質(zhì)量分數(shù)為1%亞硫酸溶液,繼續(xù)球磨20min,隨后出料,得混合物料;將上述混合物料裝入模具中,在10MPa下壓制8min,再轉(zhuǎn)入烘箱中,在120℃下干燥24h,得粗坯,將粗坯置于高溫煅燒爐中,在1480℃下煅燒3h,隨爐冷卻至室溫,出料并裝入粉碎機中粉碎,隨后轉(zhuǎn)入振篩機中,分別篩選出粒徑為1.70mm,0.850mm,0.425mm,0.25mm的粉末,得各級粒度鎂橄欖石砂;按重量份數(shù)計,稱取40份上述1.70mm鎂橄欖石砂,21份0.850mm鎂橄欖石砂,10.5份0.425mm鎂橄欖石砂,12.5份0.25mm鎂橄欖石砂,18份惰性氧化鋁瓷球,1.2份炭黑,4份氧化鉀含量為12%鉀長石,裝入混料機中混合2h,得引流砂混合料;最后將上述引流砂混合料置于旋轉(zhuǎn)干燥爐中,在220℃下干燥30min,冷卻至室溫后出料,并裝入振篩機中,篩選出粒徑為1.50mm的物料,得合金鋼用引流砂。
經(jīng)檢測,本發(fā)明制備的合金鋼用引流砂耐火度達到1800℃,自動開澆成功率達到97%,鋼水傳擱時間為3h,自流值為195mm。
實例2
首先將橄欖石廢棄粉礦加入粉碎機中粉碎,過325目篩,稱取4.5kg過篩后的橄欖石廢棄粉礦,3.0kg無煙煤和1.2kg輕燒鎂粉QM-96混合后,裝入球磨機中,以300r/min球磨30min,再加入150mL質(zhì)量分數(shù)為1%亞硫酸溶液,繼續(xù)球磨15min,隨后出料,得混合物料;將上述混合物料裝入模具中,在5MPa下壓制5min,再轉(zhuǎn)入烘箱中,在110℃下干燥20h,得粗坯,將粗坯置于高溫煅燒爐中,在1350℃下煅燒2h,隨爐冷卻至室溫,出料并裝入粉碎機中粉碎,隨后轉(zhuǎn)入振篩機中,分別篩選出粒徑為0.85mm,0.425mm,0.250mm,0.15mm的粉末,得各級粒度鎂橄欖石砂;按重量份數(shù)計,稱取38份上述0.85mm鎂橄欖石砂,20份0.425mm鎂橄欖石砂,10.0份0.250mm鎂橄欖石砂,10.0份0.15mm鎂橄欖石砂,15份惰性氧化鋁瓷球,0.8份炭黑,3份氧化鉀含量為8%鉀長石,裝入混料機中混合1h,得引流砂混合料;最后將上述引流砂混合料置于旋轉(zhuǎn)干燥爐中,在180℃下干燥20min,冷卻至室溫后出料,并裝入振篩機中,篩選出粒徑為0.150mm的物料,得合金鋼用引流砂。
經(jīng)檢測,本發(fā)明制備的合金鋼用引流砂耐火度達到1825℃,自動開澆成功率達到98%,鋼水傳擱時間為3.5h,自流值為198mm。
實例3
首先將橄欖石廢棄粉礦加入粉碎機中粉碎,過325目篩,稱取4.7kg過篩后的橄欖石廢棄粉礦,3.5kg無煙煤和1.3kg輕燒鎂粉QM-96混合后,裝入球磨機中,以350r/min球磨40min,再加入200mL質(zhì)量分數(shù)為1%亞硫酸溶液,繼續(xù)球磨17min,隨后出料,得混合物料;將上述混合物料裝入模具中,在7MPa下壓制7min,再轉(zhuǎn)入烘箱中,在115℃下干燥22h,得粗坯,將粗坯置于高溫煅燒爐中,在1440℃下煅燒3h,隨爐冷卻至室溫,出料并裝入粉碎機中粉碎,隨后轉(zhuǎn)入振篩機中,分別篩選出粒徑為1.2mm,0.521mm,0.321mm,0.24mm的粉末,得各級粒度鎂橄欖石砂;按重量份數(shù)計,稱取38份上述1.2mm鎂橄欖石砂,20份0.521mm鎂橄欖石砂,10.2份0.321mm鎂橄欖石砂,11.2份0.24mm鎂橄欖石砂,17份惰性氧化鋁瓷球,1.1份炭黑,3份氧化鉀含量為10%鉀長石,裝入混料機中混合2h,得引流砂混合料;最后將上述引流砂混合料置于旋轉(zhuǎn)干燥爐中,在200℃下干燥25min,冷卻至室溫后出料,并裝入振篩機中,篩選出粒徑為1.20mm的物料,得合金鋼用引流砂。
經(jīng)檢測,本發(fā)明制備的合金鋼用引流砂耐火度達到1850℃以上,自動開澆成功率達到97%,鋼水傳擱時間為3h,自流值為200mm。