CN104226947A

CN104226947A - 一种超低碳钢用中间包覆盖剂

Info

Publication number: CN104226947A
Application number: CN201310238676.XA
Authority: CN
Inventors: 倪修华; 江中块; 彭世恒; 洪建国; 张发斌
Original assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2033-06-17
Also published as: CN104226947B

Abstract

本发明涉及一种超低碳钢用中间包覆盖剂，属于炼钢连铸技术领域。主要解决现有技术中高碱度中间包覆盖剂保温性能差，难以满足超低碳钢水连续浇铸的技术问题。本发明采用的技术方案是：一种超低碳钢用中间包覆盖剂，其组成成分的重量百分比为：CaO40～60%，MgO5～15%，Al₂O₃15～30%，SiO₂8～20%，Ce₂O₃1～6%，C<1%，其余为不可避免的杂质。本发明主要用于板坯铸机浇铸超低碳钢水时中间包中钢水的绝热保温、吸附钢水中夹杂物。

Description

一种超低碳钢用中间包覆盖剂

技术领域

本发明涉及板坯铸机浇铸钢水生产中中间包用覆盖剂，特别涉及一种超低碳钢用中间包覆盖剂，主要用于板坯铸机浇铸超低碳钢水时中间包中钢水的绝热保温、吸附钢水中夹杂物，属于炼钢连铸技术领域。

背景技术

中间包覆盖剂在连铸过程中覆盖于中间包内钢液面上，其主要功能有：（1）绝热保温，防止浇注过程中钢水温降过大和钢液面结壳；（2）隔绝空气，防止钢水二次氧化；（3）吸附上浮至钢液面上的夹杂物。

一般按碱度可将中间包覆盖剂分为酸性、中性和碱性覆盖剂。

酸性、中性覆盖剂的保温性能较好，但其吸附夹杂物和净化钢水的能力较差。一般用于对钢中夹杂物要求不高的普通钢种。而目前钢铁生产大多采用铝脱氧，钢水中存在较多的Al₂O₃夹杂和[Al]s，使用酸性中包覆盖剂会发生公式一所示的反应：（公式一），从而使钢液遭受污染，对纯净钢的生产不利。

提高碱度，降低覆盖剂中的SiO₂含量，增加Al₂O₃的含量可阻碍上述反应的发生，防止覆盖剂污染钢液。若使用碱性中包覆盖剂则会发生公式二、公式三所示反应：（公式二），（公式三），由式公式二和公式三可以看出，提高碱度，增加覆盖剂中的CaO含量，可有效吸收钢中的Al₂O₃夹杂和抑制中间包内的钢水回硫，具有良好的钢水净化能力。同时，CaO还可捕捉钢液中的SiO₂、MnO等夹杂物、降低钢中的T[O]，形成低熔点物质进入渣中，既净化了钢水，也降低了水口结瘤等事故的发生率。

随着炼钢技术的不断发展和对钢种洁净度要求的不断提高，普通酸性覆盖剂已不能满足高附加值钢材的生产要求。为此，开发既能净化钢水又具有良好保温效果的中包覆盖剂是当前研究的重点。

高碱度中间包覆盖剂性能指标一般为二元碱度R（CaO/SiO₂）>4.0，熔点1200～1400℃，粘度0.2～2.0Pa·s。高碱度中包覆盖剂在防止钢液回硫、回磷、吸收非金属夹杂物方面效果明显，且对内衬及相关耐材制品的侵蚀较小（现用中包内衬多为碱性内衬）。但碱性中包覆盖剂普遍存在保温性能较差的问题，其导热系数约为酸性覆盖剂的2倍。为了提高碱性覆盖剂的保温性能，通常有以下几种方法：（1）添加碳化稻壳和鳞片状石墨保温材料以提高覆盖剂的保温性能；（2）添加碳酸盐材料，利用其分解时吸热来延缓熔化时间，从而提高覆盖剂的保温性能；（3）添加引气剂和保气剂以形成一定的微气泡，从而降低钢液表面的热损失和提高覆盖剂的保温性能；（4）采用双层渣法，下部用无碳碱性覆盖剂以吸收钢水中的夹杂物，上部用含碳的酸性渣用于保温；（5）此外，采用轻质原料、发热剂以及喷雾造粒生产工艺都可有效提高覆盖剂的保温性能。

超低碳钢用中间包覆盖剂除了要求其具有良好的保温性能、吸附夹杂和净化钢水的能力，还应严格控制碳含量以避免钢液的增碳。碳含量过低会使覆盖剂的保温性能变差，而通过选择合理的原材料和适当的生产方法可提高覆盖剂的保温性能。因此，如能开发高碱度、低碳且具有良好保温性能的中间包用覆盖剂则可满足超低碳钢生产的需要的。

中国专利申请号为CN 01132125.3的专利申请中公开了采用双层中包覆盖剂来解决保温性能问题，但随着生产的进行和覆盖剂的不断消耗，上层的酸性渣也将熔化进入下层，从而降低渣的碱度和吸附夹杂的能力。中国专利申请号为CN 200610119185.3、CN 200610119186.8、CN 200610119187.2的专利申请公开的技术方案主要是采用喷雾造粒工艺来保证高碱度覆盖剂的保温性能。中国专利申请号为CN 102259175.A的专利申请公开的钙铝镁质无碳中包覆盖剂主要采用碳酸盐和喷雾造粒生产方法来保证高碱度覆盖剂的保温性能。现有技术中缺乏满足超低碳钢生产中的高碱度、低碳且具有良好保温性能的中间包用覆盖剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种超低碳钢用中间包覆盖剂，主要解决现有技术中高碱度中间包覆盖剂保温性能差，难以满足超低碳钢水连续浇铸的技术问题。

本发明的技术思路是在进一步增强覆盖剂吸收夹杂物能力，同时保证其良好的保温性能和防止钢水增碳的性能。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

一种超低碳钢用中间包覆盖剂，其组成成分的重量百分比为：CaO 40～60%，MgO 5～15%，Al₂O₃15～30%，SiO₂8～20%，Ce₂O₃1～6%，C<1 %，其余为不可避免的杂质。

本发明较现用中间包覆盖剂体现了如下特点：

本发明覆盖剂通过加入稀土氧化物三氧化二铈（Ce₂O₃）适当降低其熔化温度至1350~1450℃，从而提高覆盖剂的熔化性能，参照图1。这样的情况下，在增加覆盖剂中的CaO含量后，充分发挥CaO吸收钢中的Al₂O₃夹杂和抑制中间包内的钢水回硫的作用，使得覆盖剂良好的钢水净化能力。

又，为了避免钢液的增碳，本发明控制覆盖剂中的C<1%。

进一步，为提高本发明覆盖剂的保温性能，采用石灰石、白云石和硅灰石轻质原料、膨胀珍珠岩膨胀材料，加入稀土氧化物三氧化二铈（Ce₂O₃），并添加一定的铝灰发热剂等原材料配制而成。同时采用喷雾造粒生产空心球形颗粒覆盖剂降低其堆比重，从而获得良好铺展性能和保温性能的覆盖剂。

本发明覆盖剂的物理性能为熔点（半球点温度）为1330～1360 ℃；1400℃时的粘度为0.18～0.25 Pa·S。

本发明的制备方法为：原料准备→配料→搅拌混匀→水磨成浆→喷雾造粒→成品包装，其中混匀搅拌和水磨成浆时间各60分钟。

本发明原料包括熔化料、石灰石、白云石、硅灰石、膨胀珍珠岩、铝灰、稀土氧化物，本发明所述覆盖剂原料除了熔化料为半成品料外，其他均为工业原料，原料组分（重量百分比）要求如下：

石灰石：CaO 51.0～60.0%、SiO₂1.0～5.0%、MgO 1.0～3.0%，其它为烧损和杂质；

白云石：CaO 54.0～58.0%、SiO₂2.0～3.0%、MgO 35.0～40.0%；

硅灰石：CaO 45.0～46.0%、SiO₂51.0～52.0%；

膨胀珍珠岩：SiO₂72.0～76.0%、Al₂O₃15～30%、K₂O 3.0～5.0%、CaO 1.0～4.0%；

铝灰：A1₂O₃60～70％、SiO₂5～7％、CaO 3～6％、Fe₂O₃1～3％、A1 10～13％；

稀土氧化物三氧化二铈：Ce₂O₃95～98%，其它为杂质。

所用的熔化料成分为：CaO 50～65%、MgO 8～15%、Al₂O₃20～30%、SiO₂8～12%、C<1 %。

本发明相比现有技术具有如下积极效果：

1、本发明覆盖剂具有较强的吸附夹杂物能力、保温能力和净化钢水的能力，能有效防止钢液的回硫、回磷，且对包衬材料的侵蚀较小。

2、本发明覆盖剂的碳含量低，不会引起钢液的增碳。

附图说明

附图1为Ce₂O₃含量对熔化温度的影响。

具体实施方式

一种超低碳钢用中间包覆盖剂，其组成成分的重量百分比为：CaO 40～60%，MgO 5～15%，Al₂O₃15～30%，SiO₂8～20%，Ce₂O₃1～6%，C<1 %，其余为不可避免的杂质。参照图1，本发明实施例见表一。

表1 本发明覆盖剂(重量百分比%)，余量为不可避免的杂质。

本发明覆盖剂具有良好的保温性能和铺展性，覆盖剂在中包内熔化均匀且不易结壳，同时该高碱度覆盖剂具有优良的吸附夹杂物和净化钢水的能力。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种超低碳钢用中间包覆盖剂，其特征是组成成分的重量百分比为：CaO 40～60%，MgO 5～15%，Al₂O₃15～30%，SiO₂8～20%，Ce₂O₃1～6%，C<1 %，其余为不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的一种超低碳钢用中间包覆盖剂，其特征是，所述的覆盖剂由熔化料、石灰石、白云石、硅灰石、膨胀珍珠岩、铝灰、稀土氧化物这些原料按权利要求1成分配制。

3.如权利要求2所述的一种超低碳钢用中间包覆盖剂，其特征是所述的原料其组成成分的重量百分比为：熔化料：CaO 50～65%、MgO 8～15%、Al2O3 20～30%、SiO2 8～12%、C<1 %；石灰石：CaO 51.0～60.0%、SiO₂1.0～5.0%、MgO 1.0～3.0%；白云石：CaO 54.0～58.0%、SiO₂2.0～3.0%、MgO 35.0～40.0%；硅灰石：CaO 45.0～46.0%、SiO₂51.0～52.0%；膨胀珍珠岩：SiO₂72.0～76.0%、Al₂O₃15～30%、K₂O 3.0～5.0%、CaO 1.0～4.0%；铝灰：A1₂O₃60～70％、SiO₂5～7％、CaO 3～6％、Fe₂O₃1～3％、A1 10～13％；稀土氧化物三氧化二铈：Ce₂O₃95～98%。