[发明专利]一种洁净钢生产用引流砂及其制备方法

说明书

本发明提供一种洁净钢生产用引流砂及其制备方法，属于冶金耐火材料技术领域。该引流砂以平均粒径为50~500微米的碳化硅颗粒为原料，在1100~1650℃之间进行焙烧，焙烧后形成成分为SiC‑SiO₂包覆结构的颗粒。按重量份数计，将焙烧后的颗粒与1~20份的中碳或高碳石墨混匀形成SiC‑SiO₂‑C复合引流砂。其中SiC在与高温钢液接触时用于支撑整体颗粒结构，SiO₂与钢液反应形成顶层烧结层，石墨C在开浇时起到润滑作用。本发明提供的引流砂具有成分简单、颗粒松散和自开率高的优点，SiC和石墨进入钢液熔池后可进一步脱氧，有利于高品质洁净钢的生产。

技术领域

本发明涉及冶金耐火材料技术领域，特别是指一种洁净钢生产用引流砂及其制备方法。

背景技术

高品质洁净钢的生产是实现我国钢铁工业高质量发展的重要途径。引流砂是一种填充于钢包座砖及上水口内的一种散状炼钢辅料，在初炼炉出钢前放入钢包座砖，在出钢时防止钢水流出。在浇钢时，打开滑板后再将其放出，引流砂起引导钢流的作用。引流砂品质的优劣极大地制约着钢包自动开浇率的高低，若不能自开则需要进行烧氧开浇，影响生产节奏的同时严重污染钢液。高的钢包自动开浇率对稳定连铸操作工艺、保护浇注和洁净钢的生产起着十分重要的作用。引流砂在钢包水口长时间处于高温状态，要求引流砂与钢液反应生成的烧结层（渣壳）耐火度高；在使用过程中，引流砂承受较大的钢水静压力，为防止崩料，要求引流砂具有非常好的流动性，颗粒之间的摩擦力尽量小；此外，引流砂在高温状态下需要足够的强度以有效支撑上部材料。目前市场上的引流砂多为镁橄榄石质、硅质、锆质和铬质引流砂，然而这些引流砂进入钢液中多数会污染钢液，形成大型夹杂物，影响高品质洁净钢的稳定生产。

基于此种现状，本发明研究设计了一种全新的洁净钢生产用引流砂及其制备方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种洁净钢生产用引流砂及其制备方法。

该引流砂以碳化硅颗粒和石墨为原料制成，其中石墨的质量分数为1~20%。

其中，碳化硅颗粒的平均尺寸为50~500微米，纯度为99%以上。石墨为中碳或高碳石墨，其平均尺寸为100~1000微米。

该引流砂的制备方法，包括步骤如下：

（1）将碳化硅颗粒进行高温焙烧；

（2）将步骤（1）中焙烧后的颗粒，进行破碎，得到SiC-SiO₂颗粒；

（3）将步骤（2）获得的颗粒与石墨混合均匀，获得SiC-SiO₂-C复合引流砂。

其中，步骤（1）中焙烧温度为1100~1650℃，混匀的材料直接放入炉中，随炉升温。

步骤（1）中焙烧时间为10 min~5 h。

步骤（1）中焙烧在空气或富氧气氛下进行。

步骤（1）中焙烧结束后，空冷至50-200℃后进行步骤（2）的破碎作业。

步骤（2）中破碎后得到的SiC-SiO₂颗粒，平均粒径为50~1000微米。

步骤（2）和（3）中通过机械搅拌、超声混匀、流动混匀中的一种或多种组合方法将焙烧后的颗粒破碎以及将石墨和焙烧破碎后颗粒混合均匀，得到生产洁净钢用SiC-SiO₂-C复合引流砂。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：