[發明專利]一種鋼包用鎂質引流砂及其制備方法

無效

• 申請號: 201410479327.1
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104261844A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 于景坤
• 申請（專利權）人: 沈陽東大高溫材料有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于冶金材料技術領域，特別涉及一種鋼包用鎂質引流砂及其制備方法。

背景技術

引流砂是一種填充在鋼包滑動水口內的填料；其作用有二，一是防止鋼水進入水口冷凝堵住滑動水口；另外一個就是當鋼包開澆拉動滑板時，引流砂要自動落下，鋼水自動開澆。因此，根據引流砂的作用以及引流砂在與高溫鋼水接觸時的作用過程和機理，對引流砂的基本要求如下：（1）與鋼水接觸的引流砂表面必須形成一層致密層，以防止鋼水浸入引流砂內部形成凝鋼，（2）引流砂必須具有良好的流動性，以減少鋼水沖破燒結層的阻力，實現自動開澆。

目前，常用的引流砂主要有硅質和鉻質兩種，主要以硅砂和鉻礦為原料，同時配加一定量的含碳材料制備而成。硅質和鉻質引流砂之所以得到廣泛應用，主要是基于以下兩個方面的原因。一是由于其易燒結，比較容易形成致密燒結層；二是由于硅砂和鉻礦的結晶分別屬于四面體和立方體結構，因此，當其破碎或自然風化時所形成的顆粒接近于球形，顆粒間接觸面積小，容易流動。

但是，隨著冶金工業的發展和技術進步，目前的鋼水幾乎都要經過爐外精煉處理后再進行澆注，因此，鋼水在鋼包內的滯留時間很長，一般均在45分鐘以上；對于一些特殊鋼種，有的甚至要達到2~3小時。另外，由于爐外精煉工藝的需要，鋼水在鋼包內的溫度亦較高。由于硅質和鉻質引流砂比較容易燒結，因此，隨著鋼水在鋼包內滯留時間的增加以及鋼水溫度的升高，在引流砂表面形成的致密燒結層增厚，依靠鋼水自身靜壓力沖破致密燒結層的難度增加，鋼水自動開澆率降低。

一旦鋼水不能自動開澆，就必須采用燒氧引流，這樣不但會污染鋼水，而且還威脅設備和操作人員的安全。

另外，由于引流砂從滑動水口落下后要進入中間包，因此，引流砂中的SiO₂和Cr₂O₃組分將與鋼水中的合金元素反應生成夾雜物，嚴重影響鋼材質量。同時，由于硅質和鉻質引流砂的構成組分均為酸性氧化物，因此，其進入中間包后對堿性中間包包襯的侵蝕加劇，影響中間包的使用壽命。

為了適應爐外精煉技術的開發和特殊鋼種對鋼包引流砂的需要，近年來陸續開發了一些鎂質引流砂；例如，中國專利CN?103145431?A公布了一種含氧化鎂引流砂，其以鋁鎂尖晶石和電熔鎂砂為原料，并經水磨干燥后制備成MgO?45~60%、Al₂O₃?35~50%、SiO₂?1~6%的鋼包引流砂；中國專利CN?1509827?A公布了一種堿性引流砂，其含氧化鎂組分主要源于鎂橄欖石和鎂砂，顆粒制備主要采用破碎的方式；中國專利CN?1267652?A公布了一種用于偏心電爐出鋼口的含氧化鎂引流砂，其主要以不同顆粒的鎂橄欖石和電熔鎂砂為原料，同時配加一定量的碳素材料制備而成。

上述含氧化鎂引流砂通過添加燒結助劑等方法，雖然可以有效控制燒結致密層的厚度，但是，由于含鎂引流砂用原料，無論是電熔鎂、還是燒結鎂砂以及鎂橄欖石，都是經過高溫熔融或燒結后獲得的，因此，在將其破碎至作為引流砂使用的顆粒范圍內，獲得的多為片狀或棱角狀的顆粒；對于呈片狀或棱角狀的鎂質原料，雖然通過各種磨料方法可以在一定程度上較少其棱角，但難以達到作為引流砂所要求的圓度（顆粒投影像面積（A）與等周長（P）圓的面積之比，用式R=（4πA/）P²），因此，不能滿足引流砂對流動性的要求，這也是到目前為止，尚未有鎂質引流砂在鋼包澆注過程中有真正應用的原因。中國專利CN?1267652?A雖然公布了一種用于偏心電爐出鋼口的含氧化鎂引流砂，但是，由于電爐出鋼口直徑要遠大于鋼包水口直徑，其對引流砂的流動性并無嚴格要求，因此，嚴格上來說，其專利內容和應用效果并不能代表鋼包引流砂。

另外，由于使用呈片狀或棱角狀的鎂質原料時，不能形成密實堆積，因此，為了形成致密化燒結層，引流砂中的MgO含量不能太高，并且要在引流砂中添加燒結助劑。

發明內容

針對現有鋼包用引流砂在性能和制備方法上存在的上述問題，本發明提供一種鋼包用鎂質引流砂及其制備方法，采用氧化鎂為原料，經磨細和造粒控制圓度和粒徑，再經燒結，制成流動性好、燒結厚度可控、開澆率高的鎂質引流砂。