鋼包引流用的引流砂有四個基本要求:引流砂在鋼包水口長時間處于高溫狀態(tài),要求燒結(jié)層耐火度高;引流砂填入水口后直接與鋼水接觸,起始燒結(jié)溫度不宜過高;在使用過程中,引流砂承受較大的鋼水靜壓力,為防止繃料,要求引流砂具有非常好的流動性,顆粒之間的摩擦力盡量??;引流砂在高溫狀態(tài)下,防止使用過程中引流砂自動下落或者不能有效支撐上部材料?;谝陨弦?,滿足的在實際應(yīng)用中有四類常見引流砂:鎂橄欖石質(zhì)、硅質(zhì)、鋯質(zhì)和鉻質(zhì)引流砂。
1.鎂橄欖石引流砂。鎂橄欖石引流砂的基本性能可以滿足引流砂的基本要求,是一種廉價引流砂。但實際應(yīng)用時,模鑄的自動開澆率能達95%,但在連鑄時,自動開澆率低。在現(xiàn)在鋼廠中,該類引流砂的使用比例大約為15-20%。
2.硅砂引流砂。硅砂的熔點大約1680-1700℃,應(yīng)用多,但石英質(zhì)砂在1200℃以上會因為相變引起較大的體積膨脹,導(dǎo)致填砂與水口內(nèi)壁的附著力增加,不理于開澆時填砂的自由下落,甚至出現(xiàn)“架橋”現(xiàn)象。另外,人工加工后的石英砂表明棱角多、不規(guī)則,因此自然流動性差,易造成“繃料”;而且不規(guī)則容易影響自開率。但硅質(zhì)引流砂是目前使用最多的一種引流砂,約占50%-60%。
3.鋯砂一般w(ZrSiO4) ≥97%,游離w(SiO2)≤2%,w(雜質(zhì))≤1%,熔點高于1800℃。鋯英石由于具有熱膨脹率低、導(dǎo)熱性好、體積密度大、穩(wěn)定性好、不易被鋼液潤濕等優(yōu)良性能,同時呈圓形顆粒形狀,一直作為鑄造用砂和連鑄引流砂材料。鋯砂比硅砂不易燒結(jié),但受限價格過高,多用于中間包的引流。
4.鉻鐵礦成份w(Cr2O3),32-35%;w(FeO),14-17%;w(MgO),12-18%;w(Al2O3),16-25%;w(SiO2) ,2-12%。熔點大約1730-1750℃。鉻質(zhì)引流砂由鉻鐵礦和添加劑制成,具有比重大、流動性好、熔點高、不過度燒結(jié)等優(yōu)點。在鉻質(zhì)引流砂中,當(dāng)鉻鐵礦的加入量大于60%時,鉻鐵礦呈連續(xù)分布,這種分布有助于形成連續(xù)的燒結(jié)層。高溫下,鉻鐵礦中FeO反應(yīng)脫溶并形成二次尖晶石,使燒結(jié)層體積發(fā)生變化而產(chǎn)生裂紋,這樣當(dāng)滑板打開時,水口下部未燒結(jié)的引流砂迅速流出,燒結(jié)層裂紋迅速擴展,在鋼水的靜壓力作用下燒結(jié)層完全被破壞,從而能達到自動開澆目的。鉻質(zhì)引流砂被大多數(shù)大型鋼廠使用,占整個鋼包用引流砂的30%左右,特別是精煉鋼包。