一種提高鋼包自澆率及鋼液純凈度的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提高鋼包自澆率及鋼液純凈度的方法，包括向上水口內填充上封堵層物質和下封堵層物質，上封堵層物質為鉻質引流砂，下封堵層物質為球形顆粒鐵合金，還包括向上封堵層物質和下封堵層物質之間填充混合層物質，混合層物質為球形鐵合金與引流砂混合物，球形鐵合金與引流砂的粒度比范圍為2~5。本發(fā)明方法簡單易操作，可以改善燒結層高溫性能，提高了鋼包自澆率，并顯著減少現(xiàn)有引流砂的加入量，減少鋼包開澆時由于引流砂引入的非金屬夾雜物，提高鋼液純凈度。
【專利說明】一種提高鋼包自澆率及鋼液純凈度的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種提高鋼包自澆率及鋼液純凈度的方法，屬于鋼鐵冶金【技術領域】。

【背景技術】
[0002]在實際的煉鋼生產中，與滑動水口系統(tǒng)配合使用的輔助耐火材料引流砂用于填充鋼包底部上水口內，起到封堵鋼液和引流的作用，是鋼包必不可少的耐火材料。在鋼水注入鋼包前，先用引流砂來堵住注流孔，然后倒入鋼水。對于引流砂的使用而言,現(xiàn)有的弓I流砂一般有較好的高溫燒結性能，即在鋼液接觸后可以迅速的結殼形成能夠阻擋鋼液下流的殼。而在下部的引流砂更多的起到的是有一定的流動性能。鋼包開澆時，打開水口，從而打開了澆注的注流孔，孔中的引流砂能自動落下，而由于鋼液的靜壓力的作用，破壞凝結的殼，從而實現(xiàn)順利開澆。
[0003]引流砂作為鋼包底部水口填充材料，一方面要求能在較低的溫度下燒結，以避免加入鋼水時引流砂上浮造成事故，另一方面要求在高溫和長時間精煉狀態(tài)下不能燒結過厚，否則影響自動開澆率，從而影響正常冶煉操作。目前，國內普遍使用的是鉻質、硅質或鎂質等引流砂，硅質引流砂以石英砂為基料，配以長石低熔物作為促進燒結劑，但石英砂中的二氧化硅會降低中間包覆蓋劑的堿度和侵蝕堿性包襯，給中間包堿性冶金環(huán)境帶來不利的影響；鎂質引流砂以鎂橄欖石和鎂砂為主要原料，成弱堿性，有利于中間包堿性環(huán)境的形成，但其燒結性能難于控制；鉻質引流砂引流效果好，但是燒結層不穩(wěn)定，導致鋼包無法自動開澆，嚴重需用氧氣槍燒開，增加中間包內鋼液氧含量，影響鋼液的純凈度。
[0004]弓丨流砂在實現(xiàn)鋼包順利出鋼的同時，也引入了二氧化硅和三氧化二鋁等對鋼液有害的外來夾雜物。由于這些夾雜物比較細小，而且在中包停留時間比較短，很容易隨著鋼液流入到結晶器中，在之后的工藝中很難去除，并最終成為殘留在鋼坯中的有害雜質，進而影響鋼材的最終質量和性能。與此同時，由于鋼中非金屬夾雜物(主要是氧化物)在目前的冶煉工藝技術條件下，是不可能完全徹底去除的，引流砂中的鐵氧化物也增加了鋼包和中包中渣的氧勢，尤其在鋼包開澆的初期，鋼液中的氧含量明顯升高。
[0005]專利CN 101537476 B提出了一種引流裝置和方法:在鋼包空包時，向注流孔處填充下段引流物質，再填入引流砂作為上段引流物質；其中下段引流物質的填充方式為:將棒狀物質和/或顆粒狀物質填入上水口磚內孔中，然后在上水口磚內孔中填入碳質粉末或不填入碳質粉末。該引流方法雖然減少了引流砂的加入量，但是其燒結層仍然是現(xiàn)在生產中使用的引流砂，燒結層高溫性能沒有發(fā)生本質的變化，還存在燒結層不穩(wěn)定等缺點，因此難以提高鋼包的自澆率。


【發(fā)明內容】

[0006]鑒于上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出方法簡單、引流效果好、燒結層性能穩(wěn)定的鋼包自澆率及鋼液純凈度高的方法。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案是一種提高鋼包自澆率及鋼液純凈度的方法，包括向鋼包底部上水口內填充封堵引流物質，其特征在于所述封堵引流物質包括鉻質引流砂、球形鐵合金顆粒及它們的混合物，所述封堵引流物質按分層方式填充，其分為上、中、下三層，所述上層的封堵引流物質為鉻質引流砂，在上層下面為中間混合層，其封堵引流物質為球形鐵合金顆粒與鉻質引流砂混合物，在中間層的下面為下層；所述下層封堵弓I流物質為球形鐵合金顆粒，所述球形鐵合金顆粒與弓I流砂顆粒的粒度比范圍為疒5。
[0008]本發(fā)明進一步限定的技術方案是:
進一步的，所述中間混合層中所述封堵引流物質球形鐵合金顆粒與鉻質引流砂的混合比從下至上按球形鐵合金顆粒數(shù)量逐漸減少、引流砂數(shù)量逐漸增加的比例調整，球形鐵合金從下至上的重量百分比范圍是8(Γ30%。
[0009]進一步的，所述上、中、下三層厚度比為1: (2?5): (4?7)。
[0010]進一步的，該三層封堵引流物質的填充方式為:在鋼包空包時，首先向鋼包上水口內加入下層封堵引流物質球形鐵合金顆粒，然后再向上水口內填充由球狀鐵合金顆粒與鉻質引流砂的混合物構成的中間層封堵引流物質；最后向上水口內填充上層封堵引流物質鉻質引流砂，鉻質引流砂能夠填充在球形鐵合金顆粒之間的空隙，中間混合層內從下至上球形鐵合金顆粒數(shù)量逐漸減少，鉻質引流砂數(shù)量逐漸增加，球形鐵合金顆粒與引流砂共同形成燒結層。球形鐵合金與弓I流砂共同形成的燒結層強度逐漸增加。
[0011]進一步的,所述下封堵層物質球形鐵合金顆粒的厚度為20(T280mm。
[0012]進一步的，所述中間混合層的厚度為12(T200mm。
[0013]進一步的,所述球形鐵合金顆粒的粒徑為5mm,鉻質引流砂的粒徑為2mm。
[0014]進一步的，所述封堵引流物質球形鐵合金顆粒成份與鋼包內鋼液成份相同或相近。
[0015]進一步的，所述上層物質絡質引流砂的厚度為50mm。
[0016]在本發(fā)明方法中，下封堵層采用與鋼液成份相近的鐵合金作為填充物，能夠減少開澆階段鋼包引流物對鋼液的污染?；旌蠈觾扔闪６缺仍??5范圍內的球形鐵合金和引流砂混合而成，由于引流砂粒度較小能夠填充粒度較大的球形鐵合金之間的空隙，球形的鐵合金顆粒與引流砂之間可以填充的更充分，空隙較少。在較高的溫度下球形鐵合金與引流砂共同形成穩(wěn)定的燒結層，由于混合層內從下至上球形鐵合金數(shù)量逐漸減少，引流砂數(shù)量逐漸增加，球形鐵合金與引流砂共同形成的燒結層強度逐漸增加，因此混合層上部具有較強的支撐作用，其下部具有較好的流動性，混合層厚度及位置可根據鋼包內鋼液溫度進行相應調整?；旌蠈由喜咳詾楝F(xiàn)有的引流砂，可保證鋼包的安全性。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明方法簡單易操作，可以改善燒結層高溫性能，混合層上部具有較強的支撐作用，其下部具有較好的流動性，提高了鋼包自澆率，并顯著減少現(xiàn)有引流砂的加入量，減少鋼包開澆時由于引流砂引入的非金屬夾雜物，提高鋼液純凈度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結合實施例1、2、3和附圖對本發(fā)明作進一步說明:
圖1為本發(fā)明中引流裝置結構示意圖。
[0019]其中:1為上封堵層物質，2為混合層封堵物質，3為下封堵層物質。

【具體實施方式】
[0020]實施例1
本實施例提供的一種提高鋼包自澆率及鋼液純凈度的方法，如圖1所示:包括向上水口內填充上封堵層物質1、中間混合層封堵物質2和下封堵層物質3 ;上封堵層物質I為鉻質引流砂，下封堵層物質為球形顆粒鐵合金，混合層封堵物質2為球形鐵合金與引流砂的混合物，且球形鐵合金與引流砂的粒度比范圍為2飛；三層封堵物質在上水口內填充的厚度比為:
該三種封堵層物質的填充方式為:在鋼包空包時，向鋼包上水口內加入下封堵層物質球形鐵合金顆粒，然后再向上水口內填充混合層物質球狀鐵合金顆粒與鉻質引流砂的混合物，球形鐵合金重量百分比范圍是8(Γ30%;混合層內從下至上球形鐵合金數(shù)量逐漸減少，引流砂數(shù)量逐漸增加，混合層厚度及位置根據鋼包內鋼液溫度進行調整，鋼包內鋼液溫度越高，混合層厚度越大，最后向上水口內填充上封堵層物質鉻質引流砂。
[0021]本實施例針對連鑄生產第一爐鋼，鋼包內鋼液的溫度較其它爐次高30?50°C，上水口高度為450mm，其包括的具體步驟為:
I)將與鋼液成份相近的鐵合金制成球形顆粒，去除氧化層。
[0022]2)將球形鐵合金和引流砂進行烘烤，去除水分。
[0023]3)將球形鐵合金顆粒上水口內，形成下封堵層3，其厚度為200mm。
[0024]4)將粒度為5mm的球形鐵合金和粒度為2mm的引流砂混合制成混合層2，內混合層內從下至上球形鐵合金數(shù)量逐漸減少，引流砂數(shù)量逐漸增加，混合層厚度為200mm。
[0025]5)然后加入上封堵層I物質鉻質引流砂，厚度為50mm。
[0026]該方法可以改善燒結層高溫性能，提高鋼包自澆率，并顯著減少現(xiàn)有引流砂的加入量，減少鋼包開澆時由于引流砂引入的非金屬夾雜物，提高鋼液純凈度。
[0027]實施例2
本實施例提供的提高鋼包自澆率及鋼液純凈度的方法，是針對連鑄生產除第一爐鋼外的其它爐次，上水口高度為450mm，方法與實施例1相同，其包括的步驟為:
I)將與鋼液成份相近的鐵合金制成球形顆粒，去除氧化層。
[0028]2)將球形鐵合金和引流砂進行烘烤，去除水分。
[0029]3)將球形鐵合金顆粒上水口內，形成下封堵層，其厚度為280mm。
[0030]4)將粒度為5_的球形鐵合金和粒度為2_的引流砂混合制成混合層，內混合層內從下至上球形鐵合金數(shù)量逐漸減少，引流砂數(shù)量逐漸增加，混合層厚度為120mm。
[0031]5)然后加入鉻質引流砂,厚度為50mm。
[0032]實施例3
本實施例提供的提高鋼包自澆率及鋼液純凈度的方法，是針對連鑄生產除第一爐鋼外的其它爐次，上水口高度為450mm，方法與實施例1也相同，其包括的步驟為:
I)將與鋼液成份相近的鐵合金制成球形顆粒，去除氧化層。
[0033]2)將球形鐵合金和引流砂進行烘烤，去除水分。
[0034]3)將球形鐵合金顆粒上水口內，形成下封堵層，其厚度為250mm。
[0035]4)將粒度為5_的球形鐵合金和粒度為2_的引流砂混合制成混合層，內混合層內從下至上球形鐵合金數(shù)量逐漸減少，引流砂數(shù)量逐漸增加，混合層厚度為150mm。
[0036]5)然后加入鉻質引流砂,厚度為50mm。
[0037]除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種提高鋼包自澆率及鋼液純凈度的方法，包括向鋼包底部上水口內填充封堵引流物質，其特征在于所述封堵引流物質包括鉻質引流砂、球形鐵合金顆粒及它們的混合物，所述封堵引流物質按分層方式填充，其分為上、中、下三層，所述上層的封堵引流物質為鉻質引流砂，在上層下面為中間混合層，其封堵引流物質為球形鐵合金顆粒與鉻質引流砂混合物，在中間層的下面為下層；所述下層封堵引流物質為球形鐵合金顆粒，所述球形鐵合金顆粒與引流砂顆粒的粒度比范圍為2?5。
2.根據權利要求1所述的一種提高鋼包自澆率及鋼液純凈度的方法，其特征在于所述中間混合層中所述封堵引流物質球形鐵合金顆粒與鉻質引流砂的混合比從下至上按球形鐵合金顆粒數(shù)量逐漸減少、引流砂數(shù)量逐漸增加的比例調整，球形鐵合金從下至上的重量百分比范圍是80?30%。
3.根據權利要求1所述的一種提高鋼包自澆率及鋼液純凈度的方法，其特征在于所述上、中、下三層厚度比為1: (2?5): (4?7)。
4.根據權利要求1所述的一種提高鋼包自澆率及鋼液純凈度的方法，其特征在于該三層封堵引流物質的填充方式為:在鋼包空包時，首先向鋼包上水口內加入下層封堵引流物質球形鐵合金顆粒，然后再向上水口內填充由球狀鐵合金顆粒與鉻質弓I流砂的混合物構成的中間層封堵引流物質；最后向上水口內填充上層封堵引流物質絡質引流砂，絡質引流砂能夠填充在球形鐵合金顆粒之間的空隙，中間混合層內從下至上球形鐵合金顆粒數(shù)量逐漸減少，鉻質引流砂數(shù)量逐漸增加，球形鐵合金顆粒與引流砂共同形成燒結層。
5.根據權利要求1所述的提高鋼包自澆率及鋼液純凈度的方法，其特征在于:所述下封堵層物質球形鐵合金顆粒的厚度為20(T280mm。
6.根據權利要求1所述的提高鋼包自澆率及鋼液純凈度的方法，其特征在于:所述中間混合層的厚度為12(T200mm。
7.根據權利要求1所述的提高鋼包自澆率及鋼液純凈度的方法，其特征在于:所述球形鐵合金顆粒的粒徑為5mm,鉻質引流砂的粒徑為2mm。
8.根根據權利要求1所述的提高鋼包自澆率及鋼液純凈度的方法，其特征在于:所述封堵引流物質球形鐵合金顆粒成份與鋼包內鋼液成份相同或相近。
9.據權利要求1-8任一項所述的提高鋼包自澆率及鋼液純凈度的方法，其特征在于:所述上層物質鉻質引流砂的厚度為50mm。
【文檔編號】B22D41/44GK104338926SQ201410579609
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權日:2014年10月24日
【發(fā)明者】于湛, 吳利輝, 胡志勇 申請人:南京鋼鐵股份有限公司