CN102615260A - 食品用镀锡板连铸结晶器浇铸粉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种食品用镀锡板连铸结晶器浇铸粉，其原材料如下：硅灰石、铝矾土、碳酸锰、石英、碳酸锂、碳黑，鳞片石墨，其重量百分含量分别为60.0%、10%、4%、15.0%、6%、1.0%、4%，其采用连铸浇铸粉生产出毛坯连铸坯作热轧原料能使带钢钢质均匀，通常在板坯连铸机结晶器下面有足够的垂直段，使钢中夹杂物充分上浮，减少钢中夹杂。

Description

食品用镀锡板连铸结晶器浇铸粉

技术领域：

本发明属于冶金辅料技术领域，特别是一种食品用镀锡板连铸结晶器浇铸粉。

背景技术：

镀锡板是在冷轧低碳薄板坯双面上镀覆纯锡，是一种生产技术复杂，技术性强，制造流程长，质量要求高而且制造难度大的产品，它将钢的强度和成型性与锡的耐蚀性、易焊性和美观的外表结合于一种材料之中，具有耐腐蚀、强度高、成型性能好，焊接性能强、外观亮泽的特性，还具有良好的印刷性能，加之镀锡层无毒，因而其广泛应用于食品、饮料、油脂、化工、涂料、油漆、气雾罐及其它许多日用品的包装，如各种饮料罐、食品罐、啤酒瓶盖等等。国内食品、饮料和喷雾罐等技术要求较高的包装用镀锡板约占目前镀锡板消费量的50％左右。从世界镀锡板的消费结构看，食品罐和饮料罐消耗的镀锡板占总产量的90％左右。从节能减排和可持续发展情况看，镀锡板属于可自然降解的环保型包装材料，加之保藏性、避光性、坚固性和特有的金属装饰魅力，成为目前使用广泛的重要包装品种。

从2000年至今我国镀锡板年消费量一直呈持续增长的趋势，但是目前我国镀锡板的产业结构与国外存在着明显的差异, 一方面由于我国处于大发展阶段, 基础建设较为旺盛,因此对于普通包装材料有着大量的需求。但是,从另一方面来讲, 我国镀锡板中高质量食品用镀锡板的生产技术与欧美日等强国还存在着差距。我国能自供镀锡基板的企业仅有宝钢、武钢，其他镀锡板生产企业的基板均依靠进口，这不但使生产成本提高，而且国外镀锡基板的资源有限，采购愈来愈困难，削弱了我国镀锡板生产的竞争能力。目前圈内一些企业生产的镀锡基板质量还不理想。自我国钢铁结构调整以来，虽投产了多套冷轧机，但均不生产镀锡基板；一些单机架可逆冷轧机虽为零散镀锡机组提供基板，但其化学成分和性能都不能作为食品罐使用，只能作为低端产品，如杂品罐等；目前国内仅宝钢梅山钢厂可以生产高档食品用镀锡板产品，随着未来人们对健康的重视，高档食品用包装镀锡板的市场前景也会更加广阔。

由于其钢种的特性，高档镀锡板在钢坯冶炼过程中极易出现的铸坯裂纹或者发裂现象，从而给镀锡板钢坯在轧制过程中造成大量废品，增加了其生产成本，同时对该钢种的镀锡过程产生不利因素，影响镀锡板产品质量。研发一种新型浇铸粉，提高连铸效率，提高钢坯性能，有效解决板坯裂纹现象十分必要。

发明内容：

为解决高档镀锡板在钢坯冶炼过程中极易出现的铸坯裂纹或者发裂现象，从而造成的镀锡板废品率增大现象，对该钢种的镀锡过程产生不利因素，增加其生产成本、影响镀锡板产品质量，发明一种食品用镀锡板连铸结晶器浇铸粉，解决上述缺陷。

一种食品用镀锡板连铸结晶器浇铸粉，其原材料如下：硅灰石、铝矾土、碳酸锰、石英、碳酸锂、碳黑，鳞片石墨，其重量百分含量分别为60.0%、10%、4%、15.0%、6%、1.0%、4% 。

所述浇铸粉中Li₂O的重量百分含量为2.0～4.0%，二元碱度（CaO/SiO₂）为0.85～0.98，其余为SiO₂、CaO、Al₂O₃、Na₂O、F^—、MgO、Fe₂O₃，其质量百分含量为SiO₂  32.0～37.0%，CaO 29.5～35.5%，Al₂O₃ 7.0～14%，Na₂O 0.5～4.0%，F^—4.0～8.0%，MgO 1.5～4.0%，Fe₂O₃ 0.5～3.0 %，粘度（Pa·S/1300℃）：0.25～0.35，熔点：1040～1070℃。

1、镀锡基板用钢需严格控制化学成分

除有各国行业标准外，镀锡板生产厂还有内控标准。首先，要求钢中的C、N、O含量低，以使钢的硬度均匀适宜。再根据镀锡板的不同用途，要有不同的化学成分，以获得不同的耐腐蚀性，抑制粗大夹杂物存在，从而对Cu、Cr、S、P等杂质含量进行控制。为此，炼钢采用铁水预处理，顶底复合吹大容量转炉，挡渣出钢，炉外精炼等技术，以实现钢水成分微调，降低非金属夹杂，保证钢水温度，其中采用RH～OB脱氢脱碳作用尤其适于镀锡板，可使镀锡基板中非金属夹杂颗粒控制在20μm以下。若生产DI级镀锡板，对夹杂物控制更加严格，应小于0.04个m²，以防易拉罐卷边裂纹。因此要求功能浇铸粉对铸坯的润滑良好避免产生内部和外部的裂纹。

通过添加大量化学熔剂，能改善功能浇铸粉玻璃化特性，提高其润滑能力，同时可改善功能浇铸粉熔化均匀性，并且为获得良好的熔融特性，功能浇铸粉以进口碳黑和石墨的混合配碳为好。

梅山炼钢厂板坯连铸机为奥钢联设计,由常州冶金机械厂合作制造,由十九冶安装。铸机型式为垂直弯曲型,弯曲半径为8.5m,机长41.3m,设计最大工作拉速为2.0m/min。铸机辊列分布在1个弯曲段、7个扇形段和10个水平段上,所有段均支撑在基础框架上。结晶器设备有液面自动控制系统和电磁搅拌系统。钢水经过真空精炼后，钢水纯净度提高，因此要求浇铸粉必须熔化均匀，避免浇铸粉熔化不均匀和不合理结晶器流场下的夹杂，降低渣膜润滑性和铸坯洁净度。为了保证铸坯润滑和吸收夹杂物的能力，碱度R值取在0.85～0.98，粘度控制在0.35Pa·S，熔点控制在1040～1060℃间以保证功能浇铸粉的消耗量，浇铸粉性能指标选择结果如下表：

            浇铸粉性能指标               表（1）

碱度	熔点/℃	粘度/Pa·S	吨钢消耗量/Kg
				0.85 ～0.98	1040～1070	0.25～0.35	0.4～0.5

2、监控组成成分对浇铸粉的影响

按表（1）中设计出的成份来观察浇铸粉变化情况，在满足熔化温度的前提下，此特殊组分的加入还可降低溶剂加入量。

3、配碳模式确定

研究表明，浇铸粉中加入碳质材料可以降低浇铸粉的致密化速度，从而抑制浇铸粉的烧结，在试验中所用的碳质材料中，碳黑降低致密化速率的效果优于石墨，其中以进口碳黑效果最好，其次是土状石墨和鳞片石墨，加入1%～5%的进口碳黑和鳞片石墨，可以有效控制功能浇铸粉的熔化速度。

因此功能浇铸粉配碳直选用混合配碳碳模式，具体为1%进口碳碳黑和4%的鳞片石墨配比，这样经过实际生产试验，结晶器内熔渣层厚度为10～12mm，每吨钢功能浇铸粉消耗量为0.4～0.5Kg/T，可以满足生产需求。

4、实验研究

通过上述研究试验，设计出食品用镀锡板连铸结晶器浇铸粉，主要指标如下表

SiO2	Al2O3	CaO	F—	R2O	C固	熔点/℃	粘度/Pa·S	R值
									35.0	9.50	32.5	6.0	2.2	1.5	1040	0.32	0.93

5、实验结果

根据上述表格成份，所设计出的浇铸粉在结晶器内能较好的铺展开，熔化均匀，渣面活跃，产生的渣圈少，液渣层厚度为10～12mm，每吨钢渣耗量为0.45～0.55Kg/吨。所浇注铸坯表面无清理率均为98%以上，铸坯皮下及内部质量良好，均能满足要求。

由河南省西保冶材集团有限公司生产的镀锡板连铸结晶器浇铸粉,在宝钢梅山钢厂现场试验表明，产品在结晶器内熔化均匀、渣圈少，正常拉速时液渣厚度为10～12mm，每吨钢耗量为0.45～0.55Kg,铸坯表面无清理率达98%以上，采用连铸浇铸粉生产出毛坯连铸坯作热轧原料能使带钢钢质均匀，通常在板坯连铸机结晶器下面有足够的垂直段，使钢中夹杂物充分上浮，减少钢中夹杂。采用大容量中间包、中间包挡渣堰、电磁搅拌、铸流保护、铸坯气雾冷却、多点矫直和压缩浇铸等技术来改善板坯的表面和内部质量获得无缺陷坯，能够满足用户的需求。

具体实施方式

实施例一

一种食品用镀锡板连铸结晶器浇铸粉，其原材料如下：硅灰石、铝矾土、碳酸锰、石英、碳酸锂、碳黑，鳞片石墨，其重量百分含量分别为60.0%、10%、4%、15.0%、6%、1.0%、4% 。

所述浇铸粉中Li₂O的重量百分含量为3.0%，其余为SiO₂、CaO、Al₂O₃、Na₂O、F^—、MgO、Fe₂O₃，其质量百分含量为SiO₂  33.0%，CaO 35.0%，Al₂O₃ 14.0%，Na₂O 4.0%，F^—5.0%，MgO 3.0%，Fe₂O₃ 3.0 %，粘度（Pa·S/1300℃）：0.25～0.35，熔点：1040～1070℃。

实施例二

一种食品用镀锡板连铸结晶器浇铸粉，其原材料如下：硅灰石、铝矾土、碳酸锰、石英、碳酸锂、碳黑，鳞片石墨，其重量百分含量分别为60.0%、10%、4%、15.0%、6%、1.0%、4% 。

所述浇铸粉中Li₂O的重量百分含量为4.0%，其余为SiO₂、CaO、Al₂O₃、Na₂O、F^—、MgO、Fe₂O₃，其质量百分含量为SiO₂  37.0%，CaO 33.5%，Al₂O₃ 11.0%，Na₂O 3.0%，F^—7.0%，MgO 2.0%，Fe₂O₃ 2.5 %，粘度（Pa·S/1300℃）：0.25～0.35，熔点：1040～1070℃。

实施例三

一种食品用镀锡板连铸结晶器浇铸粉，其原材料如下：硅灰石、铝矾土、碳酸锰、石英、碳酸锂、碳黑，鳞片石墨，其重量百分含量分别为60.0%、10%、4%、15.0%、6%、1.0%、4% 。

所述浇铸粉中Li₂O的重量百分含量为3.0%，其余为SiO₂、CaO、Al₂O₃、Na₂O、F^—、MgO、Fe₂O₃，其质量百分含量为SiO₂  36.0%，CaO 34.5%，Al₂O₃ 12%，Na₂O 3%，F^—6.0%，MgO 3%，Fe₂O₃ 2.5 %，粘度（Pa·S/1300℃）：0.25～0.35，熔点：1040～1070℃。

Claims (3)

1.一种食品用镀锡板连铸结晶器浇铸粉，其特征在于：其原材料包括以下：硅灰石、铝矾土、碳酸锰、石英、碳酸锂、碳黑，鳞片石墨，其重量百分含量分别为60.0%、10%、4%、15.0%、6%、1.0%、4% 。

2.如权利要求1所述的食品用镀锡板连铸结晶器浇铸粉，其特征在于：所述浇铸粉中Li₂O的重量百分含量为2.0～4.0%，二元碱度（CaO/SiO₂）为0.85～0.98，其余为SiO₂、CaO、Al₂O₃、Na₂O、F^—、MgO、Fe₂O₃，其质量百分含量为SiO₂  32.0～37.0%，CaO 29.5～35.5%，Al₂O₃ 7.0～14%，Na₂O 0.5～4.0%，F^—4.0～8.0%，MgO 1.5～4.0%，Fe₂O₃ 0.5～3.0 %，粘度（Pa·S/1300℃）：0.25～0.35，熔点：1040～1070℃。

3. 如权利要求1或2所述的食品用镀锡板连铸结晶器浇铸粉，其特征在于：所述浇铸粉中Li₂O的重量百分含量为3.0%，其余为SiO₂、CaO、Al₂O₃、Na₂O、F^—、MgO、Fe₂O₃，其质量百分含量为SiO₂  36.0%，CaO 34.5%，Al₂O₃ 12%，Na₂O 3%，F^—6.0%，MgO 3%，Fe₂O₃ 2.5 %，粘度（Pa·S/1300℃）：0.25～0.35，熔点：1040～1070℃。