專利名稱：鋼包用“引流砂”的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的硅質“引流砂”，特別針對鋼包現(xiàn)用材料在實際使用過程中存在的種種問題和不足，而重新加以研究和改進，經過多次試驗及武漢鋼鐵集團公司第一、第二煉鋼廠使用的情況來看，確定達到了提高澆鋼質量，提高鋼包自開率的目的鋼包用“引流砂”。
經研究發(fā)現(xiàn)，石英砂適用于配制鑄鋼件用的型砂，并由于其耐火度高達1713℃，能經受長期高溫，故適用于大型鑄件，但工業(yè)上的石英砂，包括天然石英砂巖、石英巖、脈石英破碎加工獲得的各種粒級的砂都叫石英砂，并且石英砂中礦物含量變化很大，以石英為主，其次為各類長石、巖屑、重礦物以及云母、綠泥石和粘土礦物等。同時，不同地區(qū)的石英砂的化學成分亦有很大變化。綜上所述，由于石英砂存在以上特點，促使必須對石英砂進行精選，使其粒度穩(wěn)定在使用范圍內，并使其化學成分也穩(wěn)定在使有范圍之內。并且對石英的物化性質的研究中，對精選的石英砂經過特殊工藝，使其耐火度穩(wěn)定在1750℃以上。并對物理性質如顯氣孔率、體積密度、耐壓強度，熏燒收縮，荷重軟化點等有顯著提高。
總的來說，凡有較好的熱穩(wěn)定性以及化學惰性、機械強質、純度達到要求的礦物，可以用作型砂的原砂礦物原料，但原砂礦物的化學成份及純度、含水狀況、耐火度、燒結點、熱導率、熱膨脹特征、化學穩(wěn)定性、粒度、形態(tài)等都對鑄型性能、鑄件質量及生產成本有明顯的影響。
作為本發(fā)明的目的之一，則是提供硬度大、熔點高的型砂，使其具有良好的復用性。
本發(fā)明所提供的鋼包用“引流砂”，包括精制石英砂、藍晶石、特級黃、白鋁礬土、石墨、長石。
其中所述的精制石英砂包括天然石英、石英砂巖、石英巖、脈石英等破碎加工獲得的各種粒級的砂。
其中所述的精制石英砂包含重礦物、綠泥石、巖屑礦物。
其中所述的精制石英砂的SiO2含量應在7～99.16％之間。
其中所述的精制石英砂的粒度應包含以下幾種0.5-3mm、1-3mm、0.5-2.5mm。
其中所述的藍晶石比例量應在5-15％之間。
其中所述的藍晶石應達到Al2O355～60％、SiO2＜40～45％、Fe2O3＜1.5％、TiO2＜1.5％、K2O+Na2O＜1％，耐火度1800℃、1500℃線脹率0.55％。
其中所述的藍晶石粒度應在0.5～5mm之間。
其中所述的石墨，應具備耐高溫性、穩(wěn)定性、良好的導熱性。
其中所述的石墨應包含高碳石墨、中碳石墨、低碳石墨。
其中所述的石墨水份含量應0.5％固定碳含量應在60～99％之間。
其中所述的長石包含鈉長石、鉀長石、鈣長石、鋇長石，或鈉長石、鉀長石、鈣長石、鋇長石的混合物。
其中所述的長石，應包含不同粒度范圍的長石各含一定的比例。
其中所述的長石，其化學成分應是SiO240-65％、Al2O318-35％、CaO20-25％、K2O17％、Na2O12％。
其中所述的長石其粒度范圍應包含在0.5-5mm之間。
其中所述的長石粒度比例應是3-5mm占2-10％、1-3mm占40-65％、0.5-2mm占30-50％。
其中所述的長石其比例應是3-10％范圍。
其中所述的鋁礬土，應包含黃特一級及白特一級。
其中所述的鋁礬土其粒度應包含1-3mm占40-80％、0.5-1mm占20-40％、0.5-2mm占20-60％。
其中所述的雜質的含量應＜1％。
工作中發(fā)現(xiàn)，原砂燒結點一般低于耐火度，燒結會使砂粒表面或砂粒之間的混雜物開始熔融促使砂粒相互聯(lián)結，降低了引流自開率，從而影響了澆鋼時間，澆鋼成本，澆鋼質量。從而影響了鑄件的質量并增加清理的難度，同時發(fā)現(xiàn)應注意選擇適當?shù)牧６龋珜挼牧６确植紩绊戣T件的光滑度。粒度是透氣率和鑄件光滑度的決定因素，但同時，原砂顆粒愈細，則光滑度愈好，但透氣性差，加之，鋼水在鋼包中的停留時間越長，鋼水的壓力，鋼水的高溫，鋼種的變化，從而使引流自開率根本不可能提高，此也是本發(fā)明須解決的問題之一。對于這些問題，本發(fā)明的技術方案將給予解決。
SiO2在自然界有8種同質多象變體，它們是.α-石英、β-石英、α-鱗石英、β-鱗石英、α-方石英、β-方石英、柯石英和斯石英。除斯石英具金紅石型結構，Si為六次的八面體配位外，其他變體中的Si均為四次的四面體配位。每個[SiO4]四面體的4個角頂與相鄰四面體共用而聯(lián)結成架狀結構。不同變體中[SiO4]四面體位置不同，Si-O-Si鍵角不同，各變體的穩(wěn)定范圍也有所不同，在不同的溫度下各變體有相互轉化的可能。另外，我們知道石英具有以下的物化性質、力學性質，密度2649kg/m3，硬度7，貝殼狀斷口，抗壓強度平行C軸為24500MPa，垂直C軸為22560MPa，熱學性質熔點1713℃，垂直C軸方向比平行C軸方向有更大的膨脹系數(shù)。導熱系數(shù)有明顯的各向異性，平行C軸方向的導熱系數(shù)遠大于垂直C軸方向的導熱系數(shù)，導熱系數(shù)與膨脹系數(shù)相反，它隨溫度的增高而降低。通過以上所述可見，須對石英砂進行精選及加工，以提高它的物化性能。另外，即是石英砂中所含的二氧化硅以外的各種組分，即工業(yè)上視為雜質的部分，也通過加工，使之加以去除，這種通過精選后的石英砂就能為人們所應用了。
另外，加入藍晶石，從物化性能上看，相變過程中藍晶石的相變溫度為1350℃-1450℃，其中伴隨體積變化，理論相變體積變化率為22.6％，最終生成物是莫來石和方石英。另外，藍晶石的化學穩(wěn)定性較好，在實際工作中發(fā)現(xiàn)，加入一定比例的藍晶石，可以減少由于澆鋼過中鋼水在鋼包中的變化而帶來對引流材料的燒結、粘鋼等變化，從而克服其它礦物原料的缺陷。
在本發(fā)明中，我們也添加了石墨，石墨的導熱性能超過了鋼、鐵、鋁，且具有異常導熱性，即導熱率隨溫度的升高而降低，在極高的溫度下則趨于絕熱，為提高引流砂的耐火度，防止粘鋼，因此加入了石墨。另外，石墨物化性能上看它具備耐高溫性，其次熱穩(wěn)定性能好，膨脹系數(shù)小，在高溫下能經受溫度的劇烈變化而不破壞，其體積變化也不大，不會產生裂紋；另外，其可塑性、吸熱性和散熱性也很好。作為重要的工業(yè)原料，長石的熔點，物化性質具有重要的應用意義，鉀長石熔點為1290℃、鈉長石熔點為1215℃、鈣長石熔點為1552℃、鋇長石熔點為1715℃，各種長石混和物的熔點較單一成分的長石熔點低，而若含石英熔點會增高，純石英砂的熔點在1713℃以上，如果在AL2O3-SiO2系統(tǒng)加入長石，則在985±20℃即開始出現(xiàn)液相，而且長石的含量越多，熔融溫度越低。另外，長石具有良好的化學穩(wěn)定性。另外，發(fā)現(xiàn)高溫時的長石對石英砂具有助熔能力。
本發(fā)明提供的鋼包用“引流砂”，經過多次試驗及武漢鋼鐵集團公司第一、第二煉鋼廠使用的情況來看，確定達到了提高澆鋼質量的要求。
權利要求
1.鋼包用“引流砂”，包括精制石英砂、藍晶石、特級黃、白鋁礬土、石墨、長石。
2.權利要求1所述鋼包用“引流砂”，其中所述的精制石英砂包括天然石英、石英砂巖、石英巖、脈石英等破碎加工獲得的各種粒級的砂。
3.權利要求1所述鋼包用“引流砂”，其中所述的精制石英砂包含重礦物、綠泥石、巖屑礦物。
4.權利要求1所述鋼包用“引流砂”，其中所述的精制石英砂的SiO2含量應在7～99.16％之間。
5.權利要求1所述鋼包用“引流砂”，其中所述的精制石英砂的粒度應包含以下幾種0.5-3mm、1-3mm、0.5-2.5mm。
6.權利要求1所述鋼包用“引流砂”，其中所述的藍晶石比例量應在5-15％之間。
7.權利要求1所述鋼包用“引流砂”，其中所述的藍晶石應達到Al2O355～60％、SiO2＜40～45％、Fe2O3＜1.5％、TiO2＜1.5％、K2O+Na2O＜1％，耐火度1800℃、1500℃線脹率0.55％。
8.權利要求6所述鋼包用“引流砂”，其中所述的藍晶石粒度應在0.5～5mm之間。
9.權利要求1所述鋼包用“引流砂”，其中所述的石墨，應具備耐高溫性、穩(wěn)定性、良好的導熱性。
10.權利要求1所述鋼包用“引流砂”，其中所述的石墨應包含高碳石墨、中碳石墨、低碳石墨。
11.權利要求1所述鋼包用“引流砂”，其中所述的石墨水份含量應0.5％固定碳含量應在60～99％之間。
12.權利要求1所述鋼包用“引流砂”，其中所述的長石包含鈉長石、鉀長石、鈣長石、鋇長石，或鈉長石、鉀長石、鈣長石、鋇長石的混合物。
13.權利要求1所述鋼包用“引流砂”，其中所述的長石，應包含不同粒度范圍的長石各含一定的比例。
14.權利要求1所述鋼包用“引流砂”，其中所述的長石，其化學成分應是SiO240-65％、Al2O318-35％、CaO20-25％、K2O17％、Na2O12％。
15.權利要求1所述鋼包用“引流砂”，其中所述的長石其粒度范圍應包含在0.5-5mm之間。
16.權利要求12所述鋼包用“引流砂”，其中所述的長石粒度比例應是3-5mm占2-10％、1-3mm占40-65％、0.5-2mm占30-50％。
17.權利要求1所述鋼包用“引流砂”，其中所述的長石其比例應是3-10％范圍。
18.權利要求1所述鋼包用“引流砂”，其中所述的鋁礬土，應包含黃特一級及白特一級。
19.權利要求1所述鋼包用“引流砂”，其中所述的鋁礬土其粒度應包含1-3mm占40-80％、0.5-1mm占20-40％、0.5-2mm占20-60％。
20.權利要求1所述鋼包用“引流砂”，其中所述的雜質的含量應＜1％。
全文摘要
本發(fā)明涉及的硅質“引流砂”，特別針對鋼包現(xiàn)用材料在實際使用過程中存在的種種問題和不足，而重新加以研究和改進，經過多次試驗及武漢鋼鐵集團公司第一、第二煉鋼廠使用的情況來看，確定達到了提高澆鋼質量，提高鋼包自開率的目的鋼包用“引流砂”。本發(fā)明所提供的鋼包中“引流砂”,包括精制石英砂、藍晶石、特級黃、白鋁礬土、石墨、長石。
文檔編號C04B35/14GK1165798SQ96105218
公開日1997年11月26日 申請日期1996年5月20日 優(yōu)先權日1996年5月20日
發(fā)明者李瑞華 申請人:李瑞華