CN103537636A - 具有除硫磷功能的钢、铁水聚渣保温覆盖剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有除硫磷功能的钢、铁水聚渣保温覆盖剂及其制备方法，包含以下组分，以重量份计：镁橄榄石粉10-20份，镁砂粉5-15份，空心玻璃微珠粉10-20份，珍珠岩粉10-20份，沸石粉5-15份，坡缕石粉5-10份。通过上述各种原料的综合作用，能实现除硫、除磷的最佳效果。在供炼钢厂覆盖钢包和中间包内的钢、铁水时，可对钢、铁水实现良好的保温、吸收夹杂、避免钢水增碳，特别是吸收钢、铁水中的硫磷元素等冶金功能。

Description

具有除硫磷功能的钢、铁水聚渣保温覆盖剂

技术领域

本发明涉及一种铸造行业中钢、铁水聚渣保温的覆盖剂，特别是一种新型具有除硫磷功能的聚渣保温覆盖剂和制备方法。

背景技术

铸造生产中为延长冒口内金属液的凝固时间覆盖在冒口金属液表面的覆盖材料叫覆盖剂。覆盖剂有两种：保温覆盖剂和发热覆盖剂。

CN102554141A公开了一种铸钢件用发热覆盖剂，其中各组分的重量百分含量为：发热剂5-25%，保温剂10-20%，触发剂3-8%，木屑1%，其余都为聚渣剂，其中发热剂为铝粉、铝灰，铝粉中Al₂O₃含量≥95%，铝灰中的Al₂O₃含量为15-20%，铝粉和铝灰的混合比为1:3-1:10，保温剂为蛭石、漂珠组成的混合物，所述的蛭石、漂珠的混合比为1:1-2:1，蛭石、漂珠中的SiO₂的含量均大于40%，触发剂为萤石粉和氟硅酸钠，萤石粉和氟硅酸钠的混合比为5:1-8:1，聚渣剂为SiO₂70-75%、Al₂O₃含量15-20%的珍珠岩。通过配合使用一定量的保温剂，使得覆盖剂的综合性能更好。

覆盖剂在冶金铸造行业如各种灰铸铁、球墨铸铁及各种铸钢液体生产过程中有着广泛的应用，使用该覆盖剂的作用是消除铸件气孔、夹渣、防止球铁球化衰退。通常，保温覆盖剂为低导热材料构成，如：膨胀珍珠岩、膨胀石墨等。

随着钢铁生产技术的不断提高以及高纯低碳钢的发展，对炼钢用辅助材料的要求也越来越高。从钢水保温剂的发展可明显看出这一点。钢水保温剂的最初功能只是保温，以防止钢水在传输过程或浇注过程中降温过大，但随着对钢质量要求的提高，钢水保温剂的功能趋于广泛，具体功能有保温、防止大气对钢水的二次氧化、吸附钢水中上浮的夹杂物、不与钢水反应避免污染钢水等。

保温覆盖剂的种类；

⑴ 酸性类

典型的有碳化稻（糠）壳，具有优良的保温绝热性能，且成本低廉，但不利于钢水中上浮的夹杂物，并导致钢水增碳。

⑵中性类

典型的有AlO-SiO基含碳或低碳保温剂，其最大的特点是成本低廉和钢水增碳较少。CN101380666A公开了一种集渣保温覆盖剂，含有以重量份为单位的原料：珍珠岩70-90份，石英砂5-20份，蓝砂1-8份。具有良好的保温性能，从1400^oC降到1340^oC需25分钟左右时间，同时集渣层表面张力大，达到0.15-0.25kg/cm²，对消除铸件的气孔、夹渣和裂纹有显著的效果，可以明显提高产品的成品率，比一般珍珠岩覆盖剂提高产品出品率5-15%。

⑶碱性类

熔渣中碱性氧化物和酸性氧化物间的比成为熔渣的碱度，碱度是反映覆盖剂吸收钢液中夹杂物能力的重要指标，同时也是反映对中间包侵蚀程度的重要指标。通常，碱度大，吸收夹杂物的能力也大，同时对中间包侵蚀程度小。碱性最强的氧化物是CaO，酸性最强的氧化物是SiO₂。酸性、中性覆盖剂只能起保温作用，都没有吸收夹杂物的功能。碱性保温覆盖剂是以MgO或白云石为基的材料，也有高碳与低碳之分，该类保温覆盖剂一般熔点较低，单独使用容易结壳，但能较好地吸附钢水中上浮的夹杂物。CN101275176A公开了一种高碱度中空颗粒钢水保温覆盖剂，采用雷蒙机将石灰粉破碎成200目以下的粉，将破碎好的石灰细粉放入可控温度的高速搅拌机中，加入1-2%钝化剂，将温度控制在80-100^oC之间，高速搅拌处理5-10分钟，再将钝化后的石灰粉与硅灰石粉、粘结剂按冶炼要求的碱度混合造浆，喷雾造粒生产高碱度中空颗粒钢水保温覆盖剂。在保证保温效果的同时，可有效地吸附钢水夹杂，提高钢成品质量。

目前，保温覆盖剂在生产中的要求主要体现在以下四个方面：

⑴保温覆盖剂的使用不会对钢水增碳。能适应高、中、低碳或超低碳钢水生产的保温要求。CN102191355A公开了一种用于炼钢的覆盖剂，由三部分组成，其一为软熔阻氧剂，用于隔绝铁水或钢液与空气中氧的接触，防止铁水或钢液被氧化，其二为保温剂，降低铁水或钢液的温降；其三为碱性氧化物，防止钢液夹杂，并起到净化钢液作用。其中软熔阻氧剂为高含碳粉煤灰。由于含碳量较高，限制了应用范围。

⑵应属碱性材料，其碱度应和钢渣的碱度相当。在保温覆盖剂的使用过程中不会降低钢渣的碱度，从而避免了钢水的回硫和回磷。

⑶应具有良好的保温性能。从材料内部的传热过程来看，若是要保温覆盖剂具有良好的保温性能，就必须是材料含有大量的气孔率以及阻隔传导通路，为此保温覆盖剂应具有较低的容重。

CN1349868A公开了一种具有微孔结构的聚渣保温覆盖剂，由下列材料和比例组成：沸石50-70%，鳞片石墨10-20%，桂林901# 4-6%，珍珠岩10-20%，其粒度直径为5-8毫米，粉状物少于2%，沸石具有天然微孔结构，因而，用量少、隔热保温效果好。

CN101653819A公开了一种空心颗粒无碳覆盖剂，采用喷雾造粒生产方法使覆盖剂成空心颗粒，能形成一个绝热隔离层，可有效地降低钢水向外传热速度，起到隔热保温的作用，效果明显优于实心颗粒覆盖剂。其缺点是工艺较为复杂，成本较高。

⑷应具有较高的熔点。较高的熔点能使保温剂在使用过程中不易熔化，能较长时间保持良好的保温性能。

⑸保温覆盖剂应价廉质优。为了适应市场和钢铁生产降低成本的需求，保温覆盖剂的原材料应价格低廉、来源广泛，且生产工艺简单。

CN1686636A公开了一种具有除硫磷功能的钢、铁水聚渣保温覆盖剂，各组分的重量比为：镁橄榄石砂粉7-19%，炉渣14-26%，珍珠岩20-27%，电厂灰13-20%，沸石6-7%，石墨4-7%，桂林一号粉5-8%。在造渣过程中，能够吸收钢水中的硫磷杂质。但添加有少量的碳素(含碳物质)，限制了其应用范围。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的是提供一种能够剔除钢、铁水中最有害的硫、磷元素，同时不添加碳素的聚渣保温覆盖剂。

本发明的目的是这样实现的：一种新型具有除硫磷功能的钢、铁水聚渣保温覆盖剂，包含以下组分，以重量份计：镁橄榄石粉 10-20份，镁砂粉5-15份，空心玻璃微珠粉10-20份，珍珠岩粉10-20份，沸石粉5-15份，坡缕石粉5-10份。

M₂S即Mg₂SiO₄，为镁橄榄石的简写化学结构式。

M₂S砂粉材料制备：将直径为20-200毫米的镁橄榄石矿置于1000-1200℃的竖窑中煅烧，煅烧时间一般为50-60分钟，煅烧后的矿石破碎加工成粒径为100um以下的M₂S砂粉材料备用。

从除硫磷的技术效果考虑，优选地，上述各粉状组分的粒径均为100um以下。更加优选地，镁橄榄石粉与镁砂粉的用量为2:1。

从熔化温度的角度考虑，优选地，镁橄榄石粉+镁砂粉与珍珠岩粉+沸石粉的用量比为1.5:1。

通过大量实验发现，坡缕石的加入可以起到除硫磷的协同效果，进一步，从生产成本的考虑，加入5-10份坡缕石的技术效果较好，超过10份，其除硫磷的效果没有明显的进一步提高，低于5份则亦不能达到最好的协同效果。

一种制备具有除硫磷功能的钢、铁水聚渣保温覆盖剂的方法，准备镁橄榄石粉、镁砂粉，空心玻璃微珠粉，珍珠岩粉，沸石粉，坡缕石粉；对空心玻璃微珠粉进行干燥处理；对镁橄榄石粉、坡缕石粉进行脱水干燥处理；按比例将上述各物质进行混合，得到用于除硫磷的聚渣保温覆盖剂。

优选地，各物质粉磨至100um以下备用。

通过上述各种原料的综合作用，能实现除硫、除磷的最佳效果。在供炼钢厂覆盖钢包和中间包内的钢、铁水时，可对钢、铁水实现良好的保温、吸收夹杂、避免钢水增碳，特别是吸收钢、铁水中的硫磷元素等冶金功能。通过取样分析，钢、铁水的增碳量控制在0.2×10^-4%以内，熔化温度保持在1400^oC以上，除硫磷效果显著，经过红外碳硫分析仪测得铸铁中的S的平均值为0.030%以下，磷钒钼黄光度法测得铸铁中的P的平均值为0.350%以下。

具体实施方式

实施例:1：

准备镁橄榄石粉、镁砂粉，空心玻璃微珠粉，珍珠岩粉，沸石粉，坡缕石粉；对空心玻璃微珠粉进行干燥处理；对镁橄榄石粉、坡缕石粉进行脱水干燥处理；按重量份计取20份M₂S粉，镁砂粉10份，空心玻璃微珠粉15份，珍珠岩粉10，沸石粉10份，坡缕石粉5份，将上述各物质进行混合，得到用于除硫磷的聚渣保温覆盖剂。

实施例2：

上述各粉状组分的粒径均为100um以下，其它条件与实施例1相同。

对比例1：

未添加镁砂粉，使用30份的M₂S粉。其它条件与实施例1相同。

实施例3：

15份的M₂S粉，其它条件与实施例1相同。

实施例4：

15份的镁砂粉，其它条件与实施例1相同。

实施例5：

20份珍珠岩粉，其它与实施例1相同。

实施例6：

5份沸石粉，其它与实施例1相同。

对比例2：

未加入坡缕石，其它与实施例1相同。

通过实施例1与2的比较可见，各粉状组分的粒径均为100um以下能有效提高脱硫、脱磷的效率。

通过实施例1与对比例1，实施例3-4的比较可见，镁橄榄石粉与镁砂粉的用量为2:1时的脱硫磷效果最好。

通过实施例1与5-6的比较可见，镁橄榄石粉+镁砂粉与珍珠岩粉+沸石粉的用量比为1.5:1时的熔化温度最高。

通过实施例1与对比例2的比较可见，加入坡缕石可以进一步提高除硫磷的效率。

表1 本发明的实施例：

。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有除硫磷功能的钢、铁水聚渣保温覆盖剂，包含以下组分，以重量份计：镁橄榄石粉 10-20份，镁砂粉5-15份，空心玻璃微珠粉10-20份，珍珠岩粉10-20份，沸石粉5-15份，坡缕石粉5-10份。

2.根据权利要求1所述的覆盖剂，其特征在于：各状组分的粒径均为100um以下。

3.根据权利要求1或2所述的覆盖剂，其特征在于：镁橄榄石粉与镁砂粉的用量为2:1。

4.根据权利要求1或2或3所述的覆盖剂，其特征在于：将直径为20-200毫米的镁橄榄石矿置于1000-1200℃的竖窑中煅烧，煅烧时间一般为50-60分钟，煅烧后的矿石破碎加工成粒径为100um以下的M₂S砂粉材料备用。

5.根据权利要求1-4任一项所述的覆盖剂，其特征在于：镁橄榄石粉+镁砂粉与珍珠岩粉+沸石粉的用量比为1.5:1。

6.一种制备权利要求1所述的覆盖剂的方法，准备镁橄榄石粉、镁砂粉，空心玻璃微珠粉，珍珠岩粉，沸石粉，坡缕石粉；对空心玻璃微珠粉进行干燥处理；对镁橄榄石粉、坡缕石粉进行脱水干燥处理；按比例将上述各物质进行混合，得到用于除硫磷的聚渣保温覆盖剂。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：各物质粉磨至100um以下备用。