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(jī)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(kāi)，水口內(nèi)絕大多數(shù)未燒結(jié)的砂體自由下落，同時(shí)由鋼水的靜壓力壓破“殼體”，鋼水自動(dòng)流出。引流砂的質(zhì)量主要取決于其材質(zhì)、粒度、流動(dòng)性能、燒結(jié)性能和熱膨脹性能，引流砂的流動(dòng)性越好，鋼包的自開(kāi)率越高；而對(duì)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(qiáng)度，防止鋼液的滲透，同時(shí)燒結(jié)層的強(qiáng)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?yàn)榇蟮拿浡蕰?huì)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(kāi)澆時(shí)引流砂的自由下落，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的“架橋現(xiàn)象”。

硅質(zhì)引流砂主要由石英砂和堿性長(zhǎng)石制成，同時(shí)也添加了適量的碳黑等含碳物質(zhì)和無(wú)機(jī)或有機(jī)結(jié)合劑。硅質(zhì)引流砂的熔點(diǎn)較低，大約在1680～1700℃之間，在出鋼溫度更高和鋼水傳擱時(shí)間更長(zhǎng)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(dòng)開(kāi)澆。鎂質(zhì)引流砂主要由鎂橄欖石和石英砂制成，同時(shí)還可以加入適量的鎂砂、長(zhǎng)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(shí)間更長(zhǎng)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(dòng)開(kāi)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(diǎn)較高，在高溫鋼水的作用下不會(huì)過(guò)度燒結(jié)，在出鋼溫度更高和鋼水傳擱時(shí)間更長(zhǎng)的鋼包操作條件下，使用鋯質(zhì)引流砂的鋼包自動(dòng)開(kāi)澆率較高。但是鋯英石的價(jià)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(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)鎂質(zhì)引流砂耐火度不高，在出鋼溫度更高和鋼水傳擱時(shí)間更長(zhǎng)的鋼包操作條件下，鋼包不易自動(dòng)開(kāi)澆的問(wèn)題，本發(fā)明首先將過(guò)篩后的橄欖石廢棄粉礦、無(wú)煙煤等物質(zhì)進(jìn)行混合球磨后，裝入模具中進(jìn)行壓制，得到粗坯，再將其進(jìn)行高溫煅燒，得到各級(jí)粒度鎂橄欖石砂，接著將其與炭黑、鉀長(zhǎng)石等物質(zhì)進(jìn)行混合，得到引流砂混合料，最后對(duì)其進(jìn)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(kāi)澆率，可廣泛應(yīng)用于鋼水澆鑄中。

為解決上述技術(shù)問(wèn)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(jī)中粉碎，過(guò)325目篩，稱取4.5～4.8kg過(guò)篩后的橄欖石廢棄粉礦，3.0～3.6kg無(wú)煙煤和1.2～1.5kg輕燒鎂粉QM-96混合后，裝入球磨機(jī)中，以300～400r/min球磨30～50min，再加入150～250mL質(zhì)量分?jǐn)?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(jī)中粉碎，隨后轉(zhuǎn)入振篩機(jī)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(jí)粒度鎂橄欖石砂；

（3）按重量份數(shù)計(jì)，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(zhǎng)石，裝入混料機(jī)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(jī)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(dá)到1800～1850℃，自動(dòng)開(kāi)澆成功率達(dá)到97～98％，鋼水傳擱時(shí)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(dá)到1800～1850℃，自動(dòng)開(kāi)澆成功率達(dá)到97～98％；

（2）本發(fā)明制備的合金鋼用引流砂原材料獲取簡(jiǎn)易，成本低廉，可廣泛應(yīng)用于鋼水澆鑄中。

具體實(shí)施方式

首先將橄欖石廢棄粉礦加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)325目篩，稱取4.5～4.8kg過(guò)篩后的橄欖石廢棄粉礦，3.0～3.6kg無(wú)煙煤和1.2～1.5kg輕燒鎂粉QM-96混合后，裝入球磨機(jī)中，以300～400r/min球磨30～50min，再加入150～250mL質(zhì)量分?jǐn)?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(jī)中粉碎，隨后轉(zhuǎn)入振篩機(jī)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(jí)粒度鎂橄欖石砂；按重量份數(shù)計(jì)，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(zhǎng)石，裝入混料機(jī)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(jī)中，篩選出粒徑為0.15～1.50mm的物料，得合金鋼用引流砂。

實(shí)例1

首先將橄欖石廢棄粉礦加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)325目篩，稱取4.8kg過(guò)篩后的橄欖石廢棄粉礦，3.6kg無(wú)煙煤和1.5kg輕燒鎂粉QM-96混合后，裝入球磨機(jī)中，以400r/min球磨50min，再加入250mL質(zhì)量分?jǐn)?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(jī)中粉碎，隨后轉(zhuǎn)入振篩機(jī)中，分別篩選出粒徑為1.70mm，0.850mm，0.425mm，0.25mm的粉末，得各級(jí)粒度鎂橄欖石砂；按重量份數(shù)計(jì)，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(zhǎng)石，裝入混料機(jī)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(jī)中，篩選出粒徑為1.50mm的物料，得合金鋼用引流砂。

經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的合金鋼用引流砂耐火度達(dá)到1800℃，自動(dòng)開(kāi)澆成功率達(dá)到97％，鋼水傳擱時(shí)間為3h，自流值為195mm。

實(shí)例2

首先將橄欖石廢棄粉礦加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)325目篩，稱取4.5kg過(guò)篩后的橄欖石廢棄粉礦，3.0kg無(wú)煙煤和1.2kg輕燒鎂粉QM-96混合后，裝入球磨機(jī)中，以300r/min球磨30min，再加入150mL質(zhì)量分?jǐn)?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(jī)中粉碎，隨后轉(zhuǎn)入振篩機(jī)中，分別篩選出粒徑為0.85mm，0.425mm，0.250mm，0.15mm的粉末，得各級(jí)粒度鎂橄欖石砂；按重量份數(shù)計(jì)，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(zhǎng)石，裝入混料機(jī)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(jī)中，篩選出粒徑為0.150mm的物料，得合金鋼用引流砂。

經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的合金鋼用引流砂耐火度達(dá)到1825℃，自動(dòng)開(kāi)澆成功率達(dá)到98％，鋼水傳擱時(shí)間為3.5h，自流值為198mm。

實(shí)例3

首先將橄欖石廢棄粉礦加入粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)325目篩，稱取4.7kg過(guò)篩后的橄欖石廢棄粉礦，3.5kg無(wú)煙煤和1.3kg輕燒鎂粉QM-96混合后，裝入球磨機(jī)中，以350r/min球磨40min，再加入200mL質(zhì)量分?jǐn)?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(jī)中粉碎，隨后轉(zhuǎn)入振篩機(jī)中，分別篩選出粒徑為1.2mm，0.521mm，0.321mm，0.24mm的粉末，得各級(jí)粒度鎂橄欖石砂；按重量份數(shù)計(jì)，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(zhǎng)石，裝入混料機(jī)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(jī)中，篩選出粒徑為1.20mm的物料，得合金鋼用引流砂。

經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制備的合金鋼用引流砂耐火度達(dá)到1850℃以上，自動(dòng)開(kāi)澆成功率達(dá)到97％，鋼水傳擱時(shí)間為3h，自流值為200mm。