一种包覆远红外釉层引流砂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种包覆远红外釉层引流砂的制备方法，属于耐火材料制备技术领域。本发明专利技术的引流砂加入一定含量铬矿砂、钾长石，利于在出钢时快速形成烧结层，其中铬矿砂与石英砂、钾长石快速烧结，防止引流砂被冲散和钢水渗透，钾长石的熔化能够有效的吸收石英砂的相变产生的膨胀，降低了整个引流砂的膨胀率，防止钢水的渗透，并提高了开浇率；本发明专利技术的远红外陶瓷中所用的二硅化钼中钼与硅之间以金属键结合，硅和硅之间则以共价键连结，为灰色四方晶体，具有良好的高温抗氧化能力，对于远红外陶瓷釉层来说，起到粘结其他高熔点引流砂成分的作用，在钢水传搁时间较长的情况下，能够大大降低钢水的散热，避免产生冷凝钢，还能够提高引流砂的耐火度。

A preparation method of far infrared glaze coated drainage sand

【技术实现步骤摘要】
一种包覆远红外釉层引流砂的制备方法
本专利技术公开了一种包覆远红外釉层引流砂的制备方法，属于耐火材料制备

技术介绍
一种偏心炉出钢用必不可少的耐火材料，即引流砂，它主要以河南镁橄榄石、辽宁大石桥的电熔镁砂为主要原料，湖北宜昌碳素材料为添加剂，按特定的粒径和重量百分比进行组合，经混合而制备成引流砂，经试用后证明，该引流砂具有良好的分散流动性、耐火度高、不烧结、不堵塞、出钢率引流率达100%，使用温度≥1750℃，不与钢水及合金成分发生化学反应，贮存质量不发生可变性，能满足炼钢工艺要求，是偏心炉炼钢最理想的耐火材料。使用引流砂要求能在较低的温度下烧结，以避免加入钢水时引流砂上浮造成事故；要求在高温和长时间冶炼状态下迎钢液面不能烧结太厚，以求达到自动开浇，提高生产效率，减少钢水污染，降低烟气消耗，提高生产安全系数。精炼钢包在浇钢时如果不能自动开浇，会有一部分钢水敞开浇注，发生二次氧化，同时将夹杂物带入结晶器中，使铸坯表面出现裂纹、夹杂等缺陷，降低了铸坯的质量，这对高规格品种钢的生产尤为不利。现有技术中，引流砂通常有以下四类：铬质引流砂，以铬铁砂、石英砂为主原料，添加碳质结合剂混合烘干制成。铬质引流砂的开浇率高，但是，所含氧化铬会对钢水及环境产生污染，SiO2也对钢水造成污染。镁橄榄石质引流砂，将镁橄榄石与添加剂等原料混合烘干制成。镁橄榄石质引流砂的价格便宜，但是连铸自动开浇率低，且引流砂中的硅和镁也可能污染钢水，特别不适应于对硅、镁限制较严格的高品位钢冶炼。硅质引流砂，由海砂或者石英砂、钾长石及添加剂混合烘干制成。虽然硅砂的熔点为1680～1700℃，但硅质引流砂在1200℃会发生相变，由此引起较大的体积膨胀，导致填砂与水口内壁的附着力增加，严重影响引流砂的流动性，不利于开浇时引流砂的自由下落。硅质引流砂虽然价格便宜，但是开浇率较低，且硅含量太高，会对钢水产生污染，不适合高品位精炼钢种的需要。锆质引流砂，以锆英石为主要原料，加入少量的碳粉混合烘干而成。锆英石中硅酸锆的含量不低于97％，耐火度高于1800℃，锆英石具有比重大、抗钢水侵蚀渗透能力强以及稳定性强等优良性能，是做钢包引流砂的理想原料，但是价格昂贵，在实际生产过程中基本没有使用。随着世界经济的发展和科学技术的进步，社会各个领域对钢材的质量提出了更高的要求。钢铁企业内“精品钢材理念”不断深化，国内大型钢厂在提高钢铁产量的同时，更加注重高规格品种钢的生产。连铸和炉外精炼的发展使得生产效率得到了提高，但同时出钢温度变得更高，钢水传搁时间变得更长，传统的塞棒系统已经很难满足要求，取而代之的则是钢包水口系统。因此，专利技术一种耐火度高且不会影响开浇率的引流砂对耐火材料制备
是很有必要的。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题，针对目前连铸和炉外精炼的发展使得生产效率得到了提高，但同时出钢温度变得更高，钢水传搁时间变得更长，如此条件下，钢水容易产生冷凝钢，普通的硅质和铬质引流砂在高温下膨胀率较高，严重影响开浇率，同时引流砂耐火度也有待提高的缺陷，提供了一种包覆远红外釉层引流砂的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种包覆远红外釉层引流砂的制备方法为：将铬矿砂和石英砂加入搅拌机中，搅拌2～3min，再将钾长石加入该搅拌机中，搅拌5～10min，随后继续加入远红外保温陶瓷浆料，搅拌10～15min，再从搅拌机中倒出，转移至旋转干燥炉中，在180～220℃条件下烘烤30～40min，得到包覆远红外釉层引流砂；远红外保温陶瓷浆料的制备为：（1）将40～50mL钛酸丁酯加入装有180～200mL乙二醇溶液的烧杯中，加热升温至80～100℃，向烧杯中加入30～35g柠檬酸，启动搅拌器，以300～350r/min的转速搅拌混合，直至柠檬酸完全溶解，得到透明胶液；（2）将上述透明胶液、碳化硅、二硅化钼、硅酸钙、碳酸锂、氧化锆混合置于水浴锅中，加热升温至80～85℃，保温2～3h，继续加热升温至130～150℃，保温1～2h，得到浓缩陶瓷浆料；（3）将上述浓缩陶瓷浆料放入焦化炉中，通入氮气，加热升温至230～250℃，保温焦化30～35min后，放入粉碎机中粉碎3～4h，得到远红外陶瓷颗粒，将远红外陶瓷颗粒置于窑炉中，在氮气气氛下，加热升温至850～950℃，焙烧3～4h后，放入玛瑙研钵中研磨过筛，得到远红外陶瓷粉体；（4）将远红外陶瓷粉体与质量分数为5%的聚乙烯醇溶液按质量比为1︰2混合，放入球磨机中球磨10～15h，过200目筛，并用去离子水稀释球磨浆料，得到远红外保温陶瓷浆料。包覆远红外釉层引流砂的制备中各组分原料，按重量份数计，包括45～55份铬矿砂、18～20份石英砂、10～12份的钾长石、远红外保温陶瓷浆料。包覆远红外釉层引流砂的制备中铬矿砂中Cr2O3质量含量大于49%，进一步优选铬矿砂各粒径区间颗粒粒度物理配比按质量百分比控1～3mm占20%，0.5～1.0mm占75%，0.15～0.50mm占3%，0.15mm以下占2%。包覆远红外釉层引流砂的制备中所述的石英砂中SiO2质量含量大于99%，颗粒粒径控制为100～150目。包覆远红外釉层引流砂的制备中所述的钾长石的K2O质量含量大于15%，Na2O质量含量小于3%。远红外保温陶瓷浆料的制备中乙二醇溶液质量分数优选为25%。远红外保温陶瓷浆料的制备中各组分原料，按重量份数计，包括70～80份透明胶液、15～20份碳化硅、10～12份二硅化钼、4～5份硅酸钙、6～7份碳酸锂、40～50份氧化锆。远红外保温陶瓷浆料的制备中所得远红外陶瓷粉体粒径优选为200目。远红外保温陶瓷浆料的制备中用去离子水稀释后所得远红外保温陶瓷浆料密度为2.2～2.5g/cm3。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术以钛酸丁酯、乙二醇溶液、柠檬酸为原料，经搅拌分散得到透明溶液，向其中加入硅酸钙、碳酸锂、氧化锆、碳化硅、经过保温络合反应得到浓缩陶瓷浆料，将浓缩陶瓷浆料焦化、粉碎、烧结得到红外陶瓷粉体，将红外陶瓷粉体与聚乙烯醇溶液混合磨浆得到远红外保温陶瓷浆料，最后将铬矿砂、石英砂、钾长石用搅拌机搅拌后加入远红外保温陶瓷浆料，搅拌均匀，置于旋转干燥炉中烘烤得到包覆远红外釉层引流砂，本专利技术的引流砂加入一定含量铬矿砂、钾长石，利于在出钢时快速形成烧结层，其中铬矿砂与石英砂、钾长石快速烧结，防止引流砂被冲散和钢水渗透，所用的铬矿砂粒度较小，能够有效填充气孔，阻碍钢水渗透，铬矿砂比重大，利于滑板打开后未烧结层自动流出，钾长石的熔点相比铬矿砂与石英砂较低，先开始熔化，由于其粘度较大，高温下能够有效地附着在石英砂和铬矿砂的表面，有利于引流砂烧结层快速形成，防止引流砂的漂浮，同时钾长石的熔化能够有效的吸收石英砂的相变产生的膨胀，降低了整个引流砂的膨胀率，有效的防止了钢水的渗透，并提高了开浇率；（2）本专利技术的远红外陶瓷中所用的二硅化钼中钼与硅之间以金属键结合，硅和硅之间则以共价键连结，为灰色四方晶体，具有良好的高温抗氧化能力，氧化气氛中高温燃烧致密的石英在二硅化钼表面上形成保护膜层，以防止二硅化钼连续氧化，当加热温度高于1600℃时会形成SiO2保护膜，在1700℃以上时二硅化钼会发生稠合，填充引流砂被钢水破坏的孔隙，起到保护钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包覆远红外釉层引流砂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：将铬矿砂和石英砂加入搅拌机中，搅拌2～3min，再将钾长石加入该搅拌机中，搅拌5～10min，随后继续加入远红外保温陶瓷浆料，搅拌10～15min，再从搅拌机中倒出，转移至旋转干燥炉中，在180～220℃条件下烘烤30～40min，得到包覆远红外釉层引流砂；所述的远红外保温陶瓷浆料具体制备步骤为：（1）将40～50mL钛酸丁酯加入装有180～200mL乙二醇溶液的烧杯中，加热升温至80～100℃，向烧杯中加入30～35g柠檬酸，启动搅拌器，以300～350r/min的转速搅拌混合，直至柠檬酸完全溶解，得到透明胶液；（2）将上述透明胶液、碳化硅、二硅化钼、硅酸钙、碳酸锂、氧化锆混合置于水浴锅中，加热升温至80～85℃，保温2～3h，继续加热升温至130～150℃，保温1～2h，得到浓缩陶瓷浆料；（3）将上述浓缩陶瓷浆料放入焦化炉中，通入氮气，加热升温至230～250℃，保温焦化30～35min后，放入粉碎机中粉碎3～4h，得到远红外陶瓷颗粒，将远红外陶瓷颗粒置于窑炉中，在氮气气氛下，加热升温至850～950℃，焙烧3～4h后，放入玛瑙研钵中研磨过筛，得到远红外陶瓷粉体；（4）将远红外陶瓷粉体与质量分数为5%的聚乙烯醇溶液按质量比为1︰2混合，放入球磨机中球磨10～15h，过200目筛，并用去离子水稀释球磨浆料，得到远红外保温陶瓷浆料。...

【技术特征摘要】
1.一种包覆远红外釉层引流砂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：将铬矿砂和石英砂加入搅拌机中，搅拌2～3min，再将钾长石加入该搅拌机中，搅拌5～10min，随后继续加入远红外保温陶瓷浆料，搅拌10～15min，再从搅拌机中倒出，转移至旋转干燥炉中，在180～220℃条件下烘烤30～40min，得到包覆远红外釉层引流砂；所述的远红外保温陶瓷浆料具体制备步骤为：（1）将40～50mL钛酸丁酯加入装有180～200mL乙二醇溶液的烧杯中，加热升温至80～100℃，向烧杯中加入30～35g柠檬酸，启动搅拌器，以300～350r/min的转速搅拌混合，直至柠檬酸完全溶解，得到透明胶液；（2）将上述透明胶液、碳化硅、二硅化钼、硅酸钙、碳酸锂、氧化锆混合置于水浴锅中，加热升温至80～85℃，保温2～3h，继续加热升温至130～150℃，保温1～2h，得到浓缩陶瓷浆料；（3）将上述浓缩陶瓷浆料放入焦化炉中，通入氮气，加热升温至230～250℃，保温焦化30～35min后，放入粉碎机中粉碎3～4h，得到远红外陶瓷颗粒，将远红外陶瓷颗粒置于窑炉中，在氮气气氛下，加热升温至850～950℃，焙烧3～4h后，放入玛瑙研钵中研磨过筛，得到远红外陶瓷粉体；（4）将远红外陶瓷粉体与质量分数为5%的聚乙烯醇溶液按质量比为1︰2混合，放入球磨机中球磨10～15h，过200目筛，并用去离子水稀释球磨浆料，得到远红外保温陶瓷浆料。2.根据权利要求1所述的一种包覆远红外釉层引流砂的制备方法，其特征在于：所述的包覆远红外釉层引流砂具体制备步骤中各组分原料，按重量份数计，包括45～55份铬矿砂、18～20份石英砂、10～12份的钾长石、远红外保温...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓军，
申请(专利权)人：杨晓军，
类型：发明
国别省市：江西,36