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浅谈低成本钢包引流砂的研发和使用

时间:2017-11-13 10:50 点击: 次来源:网络整理

钢包引流砂作为钢包底部水口填充材料,其主要作用是引导钢水自开。其作用机理为,填充于钢包水口中的引流砂上表面在钢水的热作用下产生了较薄的烧结层,形成“壳体”,一旦滑板打开,水口内绝大多数未烧结的砂体自由下落,同时由钢水的静压力压破“壳体”,钢水自动流出。

目前国内外使用的引流砂主要有四类:硅质、铬质、镁质和锆质。硅质引流砂以石英砂(多用天然石英砂)为基料,属酸性引流砂,SiO2含量在93%以上,基料中加入一定量低熔点碱性物长石(Na2O+K2O)和石墨等成分。铬质引流砂以铬矿砂为主,主要应用于电炉炼钢和炉外精炼中。此类引流砂具有很高的耐火度和很强的抗渗透性,在较长的钢液静置时间下,仍能保持较高自开浇率。但是铬矿砂原料主要依赖国外进口,成本较高且容易受到资源限制。此外,高温环境下铬铁矿中的Cr2O3在碱性气氛下会与碱金属氧化物相形成水溶性有毒的Cr6+化合物R2CrO4,造成Cr6+污染。镁质引流砂以镁橄榄石和镁砂为主要原料,加入石英砂和铬矿砂控制烧结。但目前使用的大多镁质引流砂仍存在难于烧结、碱度低,对中间包去除夹杂物的碱性环境贡献小的缺点。锆质引流砂其主要原料锆英砂受限价格过高,多用于中间包的引流。


当前形势下,钢铁等耐材下游企业采购成本压缩严重,上游原材料供货厂家价格大幅度上涨,处于中游的耐材生产企业产品利润空间受到极大挤压,鉴于此,研究人员依据某钢厂的特殊炼钢条件将宝珠砂引入引流砂,开发了一种无铬环保引流砂,在满足了该钢厂炼钢要求的同时,降低了原料成本,减轻了环境压力。同时由于宝珠砂具有接近真球的球形颗粒、较低的热膨胀率和较高的耐火度等特点,实际使用中流动性能好、烧结性能适中,自开效果良好。

针对这种低成本引流砂,我国科学的制定了相关测量方案:

引流砂流动性的测定。引流砂流动性的测定主要通过两种方法:一是测定引流砂的流动速度,即用一定量的引流砂流过水口的时间来衡量。引流砂流过水口的时间越短,说明它的流动性越好。尽管实验是在冷态条件下进行的,与热态条件有一定的差别,但所测结果对不同引流砂流动性的比较还是有用的;然而由于实验条件下引流砂流过水口的时间均很短,给计时带来麻烦,人为误差较大,所以不是定量评价引流砂流动性的好方法。二是定性评价引流砂流动性的方法:测定引流砂的安息角(又称休止角),安息角是静止试样表面与水平面相交形成的夹角,其大小直接反映样品的流动性能,安息角越小,试样的摩擦系数也越小,流动性也越好。

引流砂堆积密度的测定。研究人员将引流砂装满500ml的容量瓶,在振动台上振动1分钟,边振动边添加砂至满。将称量的总重减去空瓶重,再除以容量瓶的总容量(530ml),所得即为砂子的堆积密度。

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