CN114891955A - 一种发热型钢铁熔液覆盖剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发热型钢铁熔液覆盖剂，其原料及重量配比为：赤泥1‑10份，电解槽阴极炭块1‑3份。本发明的发热型钢铁熔液覆盖剂能够利用制铝工业废弃物为主要原料来生产钢铁熔液覆盖剂，既节约了覆盖剂的原料成本，又减少了废弃物排放，保护了环境，且能利用钢铁冶金工艺高温环境来对氰化物进行无害化处理，期间不发生额外的氰化物处理费用，节约了氰化物的处理成本；为无害化处理含氰离子的铝电解槽阴极炭块提供了便捷经济的途径。
Description
技术领域
本发明是属于钢铁冶金技术领域，特别是关于一种发热型钢铁熔液覆盖剂及其制备方法和应用。
背景技术
赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般每生产1.0吨氧化铝，附带产生1.0-2.0吨赤泥。对于赤泥的无害化利用一直是个难题。大面积堆放的烧结法赤泥和拜耳法赤泥，不但占用了大量土地，也对周围的土壤、水资源等造成了污染。表1为某铝厂的烧结法赤泥和拜耳法赤泥的化学成分。
表1某铝厂赤泥的主要化学成分(wt％)
在电解铝行业中，每生产1吨电解铝，约产生10-20kg电解槽废阴极碳块，其成份见表2，废槽衬含有氟化物和氰化物，属于危险废物，处置费用高达5000元/吨，给电解铝企业带来了沉重的负担；然而阴极炭块成分中的单质C、Al具有良好的还原性和较大的热值，在炼钢流程中能得到良好的利用，所含NaF也能起到良好的化渣效果；氰化物在炼钢高温下也能得到无害处理，(CN)-加热到700℃以上时，可完全转变为CO2和N2，炼钢流程的温度普遍大于1000℃，是处理氰化物的有利方案。
表2某电解铝厂铝电解槽废阴极碳块分析成分(wt％)
赤泥含有的CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3、Na2O和电解槽废阴极碳块中含有的C、Al、和NaF等成分均为钢铁冶金过程中各类型渣料的常见成分，经过适当调配，即可应用于钢铁冶金过程中的渣料原料，而且钢铁冶金过程中渣料消耗巨大，可以为大规模消化赤泥储存创造了条件。把赤泥和电解槽阴极炭块在钢铁冶金流程中进行循环利用和无害化处理，起到保护环境和降低炼钢成本的作用。
钢铁冶金过程中，出于保温和隔绝空气的考虑，盛装、运输和铸造过程中钢铁熔液表面都要投放覆盖剂。传统的发热型钢铁熔液覆盖剂由生石灰、金属硅、铝矾土、铁精矿、金属铝、金属镁、石墨、硅灰石等矿物和金属料制作而成，原料成本高，吨钢原料成本约为2000元以上。而通过赤泥废料和废电解槽阴极碳块配制覆盖剂，将极大降低生产成本。
CN200910060725.9(将赤泥作为钢包或中间包覆盖剂的方法)公开了一种将赤泥作为钢包覆盖剂的方法，它是将赤泥进行磁选去除其中的Fe2O3和TiO2后，即得到钢包或中间包覆盖剂。
发明CN200910060725.9所指赤泥为高氧化铁含量的拜耳法赤泥，由于Fe2O3和TiO2具有非常弱的铁磁性，因此用磁选法并不能去除赤泥中的Fe2O3和TiO2，而未做处理的Fe2O3会对钢包覆盖剂造成增氧污染，而且TiO2会与渣中氧化钙化合成高熔点钛酸钙，如反应式1所示；钛酸钙提高了覆盖剂的熔点，降低了覆盖剂的铺展性和流动性，对覆盖剂的保温效果带来不利影响。
TiO2(s)+CaO(s)＝CaTiO3(s) (1)
因此该发明所给出的原料制作方法有待商榷。该发明将赤泥与预熔硅酸钙混合制成覆盖剂，不具有膨胀分散功能，容易结团聚堆，铺展性差，将极大地影响该覆盖剂的保温效果。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发热型钢铁熔液覆盖剂，其能够利用制铝工业废弃物为主要原料来生产钢铁熔液覆盖剂，既节约了覆盖剂的原料成本，又减少了废弃物排放，保护了环境，且能利用钢铁冶金工艺高温环境来对氰化物进行无害化处理，期间不发生额外的氰化物处理费用，节约了氰化物的处理成本；为无害化处理含氰离子的铝电解槽阴极炭块提供了便捷经济的途径。
为实现上述目的，本发明提供了一种发热型钢铁熔液覆盖剂，所述发热型钢铁熔液覆盖剂的原料及重量配比为：赤泥1-10份，电解槽阴极炭块1-3份。
在本发明的一实施方式中，所述赤泥由烧结法赤泥和/或拜耳法赤泥组成。
在本发明的一实施方式中，所述赤泥由0-10份烧结法赤泥和0-3份拜耳法赤泥组成，其中烧结法赤泥和拜耳法赤泥之和大于等于1份。
在本发明的一实施方式中，所述烧结法赤泥的主要成分的质量百分数为：35-45％的CaO，10-15％的Fe2O3，20-25％的SiO2，10-15％的Al2O3，3-8％的Na2O，0.5-2％的MgO，2-6％的TiO2。
在本发明的一实施方式中，所述拜耳法赤泥的主要成分的质量百分数为：10-20％的CaO，30-35％的Fe2O3，15-25％的SiO2，10-15％的Al2O3，3-10％的Na2O，1-2％的MgO，1-5％的TiO2。
在本发明的一实施方式中，所述电解槽阴极炭块主要成分质量百分数为：65-75％的C，15-30％的NaF，4-6％的Al，0.1-0.3％的氰离子。
在本发明的一实施方式中，所述发热型钢铁熔液覆盖剂还包括以下重量配比的原料，分散剂1-2份，膨胀绝热剂1-2份。
在本发明的一实施方式中，所述分散剂为石灰石和/或苏打。在本发明的一实施方式中，所述膨胀绝热剂选自珍珠岩、蛭石粉和硅藻土中的至少一种。
本发明的另一目的在于提供以上发热型钢铁熔液覆盖剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将所述发热型钢铁熔液覆盖剂的原料破碎，混合均匀，挤压造粒得圆柱状颗粒，将所述圆柱状颗粒在200～500℃温度下烘烤0.5～3h，控制水分≤0.5％，即为发热型钢铁熔液覆盖剂成品；优选的，所述圆柱状颗粒为直径2-3mm、长度5-8mm的圆柱状颗粒。
本发明的又一目的在于提供了上述发热型钢铁熔液覆盖剂或根据上述制备方法制备的发热型钢铁熔液覆盖剂作为中间包覆盖剂、铸造用冒口覆盖剂、钢包覆盖剂或铁水包覆盖剂的应用。
与现有技术相比，根据本发明的发热型钢铁熔液覆盖剂具有以下优点：
(1)本发明充分研究了制铝工业产出废弃物的物理化学性质，以及钢铁行业对原材辅料物理化学性质的需求，创造性的利用制铝工业废弃物赤泥和电解槽阴极炭块为主要原料来生产钢铁熔液覆盖剂，既节约了覆盖剂的原料成本，又减少了废弃物排放，保护了环境。
(2)利用赤泥中Al2O3、CaO和SiO2等成分在钢铁冶金温度下生成低熔点相铝酸钙和硅酸钙，不结团，不结块，能快速熔化并覆盖钢铁液面，起到保温和隔绝钢铁液面与空气的效果；电解槽阴极炭块中有较高含量NaF，可以进一步降低覆盖剂熔点。
12CaO(s)+7Al2O3(s)＝12CaO·7Al2O3(l) (2)
CaO(s)+SiO2(s)＝CaO·SiO2(l) (3)
(3)本发明利用了分散剂石灰石粉和/或苏打粉受热发生分解反应而爆裂的特性，能将覆盖剂成品颗粒炸裂分散开，在炸裂动能的驱动下，减少覆盖剂颗粒“聚堆”、“结团”等分布状态的几率，从而提高了覆盖剂的铺展性，进一步提高了覆盖剂对钢铁熔液的保温效果。石灰石粉和苏打粉分解后生成的CaO和Na2O具有很高的反应活性，可以快速调节覆盖剂酸碱平衡，使低熔点相快速反应生成，有利于吸附钢中夹杂物。
(4)本发明通过将珍珠岩、硅藻土或者蛭石粉作为膨胀绝热剂加入覆盖剂，使得覆盖剂颗粒铺展覆盖钢铁液或者渣表面后，体积能够迅速膨胀2-3倍，从而形成骨架，使覆盖剂形成熔融层-烧结层-粉状层三层结构，不但大大提高了覆盖剂的保温性能，而且减缓覆盖剂烧熔速度，提高覆盖剂的耐久性，从而减少渣耗，降低成本。
(5)本发明充分研究了炉渣熔点与组成成分之间的关系，对赤泥、电解槽阴极炭块、以及分散剂、膨胀绝热剂之间的配比进行了优化设计，可制成适合于钢铁冶金工艺中常用的铁水包、钢水包、连铸中间包和铸造用冒口的覆盖剂。
(6)本发明利用钢铁冶金工艺高温环境来对氰化物进行无害化处理，期间不发生额外的氰化物处理费用，节约了氰化物的处理成本，为无害化处理含氰离子的铝电解槽阴极炭块提供了便捷经济的途径。氰离子(CN)-在钢铁熔液的高温下能与空气中的氧气发生反应生成二氧化碳和氮气，在炼钢温度下能被无害化处理，反应方程式如下式(7)所示：
2(CN)- (s) -+O2(s)＝2CO(g)+N2(g) (7)
(7)本发明与CN200910060725.9(将赤泥作为钢包或中间包覆盖剂的方法)的方法相比，不需要去除赤泥中的Fe2O3和TiO2，不仅节省了去除赤泥中的Fe2O3和TiO2的步骤，还利用铝电解槽阴极炭块中含有的单质铝和单质碳对Fe2O3和TiO2还原并发热，Fe2O3被还原为Fe进入钢液中，TiO2还原为TiC固体质点悬浮在渣中，对钢铁液成分无害，而且热量可以对钢铁液进行温度补偿，减小钢铁液过程温降。具体反应如式(4)-(6)所示，
Fe2O3(s)+3C(s)＝2Fe(l)+3CO(g) (4)
Fe2O3(s)+2Al(l)＝2Fe(l)+Al2O3(s) (5)
3TiO2(s)+4Al(l)+3C(s)＝3TiC(l)+2Al2O3(s) (6)
(8)本发明覆盖剂制备方法通过挤压造粒法制备颗粒，具有较好的成型性和强度，不会在生产和运输过程中粉化，而造成粉尘污染和重量损失。该产品颗粒形状和尺寸不容易结团，烘烤过程失水速度快，有利于降低能耗。所选择的烘烤温度和烘烤时间，是基于去除烧结法赤泥和拜耳法赤泥中所含有的游离水和结晶水的考虑，并通过大量实验测试确定的，从而达到将水分降低至≤0.5％的目标。因此，在本发明中根据烘烤设备工况条件和所设计覆盖剂拜耳法赤泥和烧结法赤泥的组成比例，将烘烤工艺定义为200-500℃，烘烤时间为0.5-3h。既可以满足产品的质量要求，也能达到最好的经济性。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
实施例1：
(1)发热型钢铁熔液覆盖剂的制备方法，步骤包括：
其原料及配比为：烧结法赤泥10份，电解槽阴极炭块3份；其中，烧结法赤泥主要成分的质量百分数为：CaO：45％，Fe2O3：10％，SiO2：25％，Al2O3：10％，Na2O：3％，MgO：2％，TiO2：5％；电解槽阴极炭块主要成分质量百分数为：C：75％，NaF：16％，Al：6％，氰离子(CN)-：0.3％。
制备过程：将以上原料破碎至粒度小于0.3mm，然后在混料器中混合均匀，将混匀的原料在造粒器中进行挤压造粒，制成直径2-3mm、长度5-8mm的圆柱状颗粒，将所述圆柱状颗粒在500℃温度下烘烤0.5h，控制水分≤0.5％，即为钢水中间包覆盖剂成品。
获得的发热型钢铁熔液覆盖剂的具体成分如下：35％CaO，20％SiO2，7.8％Al2O3，1.6％MgO，7.8％Fe2O3，17％C，0.7％Na2O，3.8％TiO2，1.4％Al，NaF：3.5％，0.07％(CN)-，S≤0.10％，H2O≤0.5％；该成分中生成CaO：SiO2：Al2O3的质量分数之比为1：0.57：0.22，该发热型钢铁熔液覆盖剂在炼钢温度下生成熔渣的熔点为1380℃。
(2)发热型钢铁熔液覆盖剂用作SS400钢小方坯连铸中间包覆盖剂的应用：
发热型钢铁熔液覆盖剂用作SS400钢小方坯连铸中间包覆盖剂的使用方法为：连铸开浇时，向连铸中间包内的钢水表面，加入量为1kg/吨钢，连浇10炉换渣一次；
应用效果：中间包覆盖剂铺展性良好，加入后迅速沿钢液面铺开；流动性良好，不结团；保温效果良好，连浇SS400钢种30炉未出现中间包渣结壳现象，整炉浇铸过程中中间包钢水温降<10℃，过热度始终控制在20℃左右。
实施例2：
(1)发热型钢铁熔液覆盖剂的制备方法，步骤包括：
其原料及配比为：烧结法赤泥5份，电解槽阴极炭块1.5份，石灰石粉1.5份，珍珠岩2份。
烧结法赤泥成分中的质量百分数为：CaO：45％，Fe2O3：10％，SiO2：25％，Al2O3：10％，Na2O：3％，MgO：2％，TiO2：5％。
石灰石粉成分中的质量百分数为：CaCO3：90％，S≤0.1％，P≤0.05％。
电解槽阴极炭块成分中的质量百分数为：单质C：65％，NaF：24％，Al：6％，氰离子(CN)-：0.3％。
珍珠岩成分中的质量百分数为：SiO2：75％，Al2O3：10％，S≤0.1％，P≤0.05％。
制备过程：将以上原料破碎至粒度小于0.3mm，然后在混料器中混合均匀，混匀后在造粒器中进行挤压造粒，产品为直径2-3mm，长度5-8mm圆柱状颗粒，造粒成型后在400℃温度下烘烤0.5h，控制水分≤0.5％。
获得的发热型钢铁熔液覆盖剂的具体成分如下：30％CaO，28％SiO2，7％Al2O3，1％MgO，5％Fe2O3，10％C，1.5％Na2O，2.5％TiO2，3.6％NaF，1％Al，0.02％(CN)-，S≤0.10％，H2O≤0.5％；该成分中生成CaO：SiO2：Al2O3的质量分数之比为1：0.93：0.23，该发热型钢铁熔液覆盖剂在炼钢温度下生成熔渣的熔点为1350℃。
(2)发热型钢铁熔液覆盖剂用作SN355钢大圆坯连铸中间包覆盖剂的应用：
发热型钢铁熔液覆盖剂用作SN355钢大圆坯连铸中间包覆盖剂的使用方法为：连铸开浇时，向连铸中间包内的钢水表面，加入量为1.5kg/吨钢；
应用效果：中间包覆盖剂铺展性良好，加入后迅速沿钢液面铺开；流动性良好，保温效果良好，连浇SN355钢种15炉未出现中间包渣结壳现象，整炉浇铸过程中中间包钢水温降小于5℃，过热度始终控制在15℃左右；经过取样分析对比精炼终点样和中间包取样，N、O等气体元素含量稳定，说明该中间包覆盖剂绝缘性良好，可有效防止钢液吸气。
实施例3：
(1)发热型钢铁熔液覆盖剂的制备方法，步骤包括：
其原料及配比为：烧结法赤泥5份，电解槽阴极炭块1.5份，苏打粉1.5份，珍珠岩2份。
烧结法赤泥成分中的质量百分数为：CaO：45％，Fe2O3：10％，SiO2：25％，Al2O3：10％，Na2O：3％，MgO：2％，TiO2：5％。
苏打粉成分中的质量百分数为：Na2CO3：99％。
电解槽阴极炭块成分中的质量百分数为：C：65％，NaF：24％，Al：6％，氰离子(CN)-：0.3％。
珍珠岩成分中的质量百分数为：SiO2：75％，Al2O3：10％，S≤0.1％，P≤0.05％。
将以上原料破碎至粒度小于0.3mm，然后在混料器中混合均匀，混匀后在造粒器中进行挤压造粒，产品为直径2-3mm，长度5-8mm圆柱状颗粒，造粒成型后在400℃温度下烘烤0.5h，控制水分≤0.5％。
获得的发热型钢铁熔液覆盖剂的具体成分如下：22.5％CaO，27.5％SiO2，7％Al2O3，1％MgO，5％Fe2O3，9.8％C，10.2％Na2O，2.5％TiO2，3.6％NaF，1％Al，0.02％(CN)-，S≤0.10％，H2O≤0.5％；该成分中生成CaO：SiO2：Al2O3的质量分数之比为1：1.2：0.3，该发热型钢铁熔液覆盖剂在炼钢温度下生成熔渣的熔点为1330℃。
(2)发热型钢铁熔液覆盖剂用作Q345B钢板坯连铸中间包覆盖剂的应用：
发热型钢铁熔液覆盖剂用作Q345B钢板坯连铸中间包覆盖剂的使用方法为：连铸开浇时，向连铸中间包内的钢水表面，加入量为2kg/吨钢；
应用效果：中间包覆盖剂铺展性良好，加入后迅速沿钢液面铺开；流动性良好，保温效果良好，连浇Q345B钢种15炉未出现中间包渣结壳现象，整炉浇铸过程中中间包钢水温降小于5℃，过热度始终控制在15℃左右；经过取样分析对比精炼终点样和中间包取样，N、O等气体元素含量稳定，说明该中间包覆盖剂绝缘性良好，可有效防止钢液吸气。
实施例4：
(1)发热型钢铁熔液覆盖剂的制备方法，步骤包括：
其原料及配比为：拜耳法赤泥1份，电解槽阴极炭块1份；
拜耳法赤泥成分中的质量百分数为：CaO：20％，Fe2O3：30％，SiO2：25％，Al2O3：15％，Na2O：8％，MgO：1％，TiO2：1％。
电解槽阴极炭块成分质量百分数为：C：65％，NaF：26％，Al：6％，氰离子(CN)-：0.3％。
其制备方法为：将以上原料破碎至粒度小于0.3mm，然后在混料器中混合均匀，将混匀的原料在造粒器中进行挤压造粒，制成直径2-3mm、长度5-8mm的圆柱状颗粒，将所述圆柱状颗粒在200℃温度下烘烤3h，控制水分≤0.5％，即为发热型钢铁熔液覆盖剂成品。
获得的发热型钢铁熔液覆盖剂的具体成分如下：10％CaO，13％SiO2，8％Al2O3，15％Fe2O3，33％C，4％Na2O，0.5％TiO2，13％NaF，3％Al，0.15％(CN)-，S≤0.10％，H2O≤0.5％；该成分中生成CaO：SiO2：Al2O3的质量分数之比为1：1.3：0.8，该发热型钢铁熔液覆盖剂在炼钢温度下生成熔渣的熔点为1350℃。
(2)发热型钢铁熔液覆盖剂用作55#钢模铸冒口覆盖剂的应用：
发热型钢铁熔液覆盖剂用作55#钢模铸冒口覆盖剂的使用方法为：铸造刚开始时向铸锭模表面投加2kg/吨钢覆盖剂，在铸造过程中，随着覆盖剂中Fe2O3和C、Al的氧化还原反应的进行，不断向铸锭表面补加覆盖剂，直至铸锭补缩完成，铸造过程中共补加3kg/吨钢覆盖剂。钢锭保温良好，缩孔浅，钢锭切头少，成材率高。
实施例5：
(1)发热型钢铁熔液覆盖剂的制备方法，步骤包括：
原料及配比为：烧结法赤泥7份，拜耳法赤泥3份，电解槽阴极炭块3份，石灰石粉1份，蛭石粉2份。
烧结法赤泥成分中的质量百分数为：CaO：35％，Fe2O3：10％，SiO2：25％，Al2O3：15％，Na2O：6％，MgO：0.5％，TiO2：5％。
拜耳法赤泥成分中的质量百分数为：CaO：15％，Fe2O3：35％，SiO2：23％，Al2O3：12％，Na2O：8％，MgO：1％，TiO2：1％。
石灰石粉成分中的质量百分数为：CaCO3：90％，S≤0.1％,P≤0.05％.
电解槽阴极炭块成分中的质量百分数为：单质C：75％，NaF：18％，Al：6％，氰化物离子(CN)：0.3％。
蛭石主要成分质量百分数为MgO：14％，Fe2O3：18％，SiO2：38％，Al2O3：13％，H2O：12％。
制作方法为：将以上原料破碎至粒度小于0.3mm，然后在混料器中混合均匀，混匀后在造粒器中进行挤压造粒，产品为直径2-3mm，长度5-8mm圆柱状颗粒，造粒成型后在300℃温度下烘烤4h，控制水分≤0.5％。
获得的发热型钢铁熔液覆盖剂具体成分如下：22％CaO，20％SiO2，11％Al2O3，2.5％MgO，13％Fe2O3，14％C，4.2％Na2O，2.1％TiO2，3.4％NaF，1.2％Al，0.06％(CN)-，S≤0.10％，H2O≤0.5％；该成分中生成CaO：SiO2：Al2O3的质量分数之比为1：0.91：0.5，该发热型钢铁熔液覆盖剂在炼钢温度下生成熔渣的熔点为1380℃。
(2)发热型钢铁熔液覆盖剂用作Cr13钢铸造用冒口发热型覆盖剂的应用：
发热型钢铁熔液覆盖剂用作Cr13钢铸造用冒口发热型覆盖剂的使用方法为：铸造刚开始时向铸锭模表面投加2kg/吨钢覆盖剂，在铸造过程中，随着覆盖剂中Fe2O3和C、Al的氧化还原反应的进行，不断向铸锭表面补加覆盖剂，直至铸锭补缩完成，铸造过程中共补加3kg/吨钢覆盖剂。
实施例6：
(1)发热型钢铁熔液覆盖剂的制备方法，步骤包括：
原料及配比为：烧结法赤泥7份，电解槽阴极炭块2份，石灰石粉1份，珍珠岩2份。
烧结法赤泥成分中的质量百分数为：CaO：40％，Fe2O3：15％，SiO2：20％，Al2O3：10％，Na2O：6％，MgO：2％，TiO2：5％。
石灰石粉成分中的质量百分数为：CaCO3:90％，S≤0.1％，P≤0.05％。
电解槽阴极炭块成分中的质量百分数为：C：65％，NaF：26％，金属Al：6％，氰化物离子(CN)-：0.3％。
珍珠岩成分中的质量百分数为：SiO2:70％，Al2O3：13％，S≤0.1％，P≤0.05％。
制作方法为：将以上原料破碎至粒度小于0.3mm，然后在混料器中混合均匀，混匀后在造粒器中进行挤压造粒，产品为直径2-3mm，长度5-8mm圆柱状颗粒，造粒成型后在300℃温度下烘烤3h，控制水分≤0.5％。
获得的发热型钢铁熔液覆盖剂的具体成分如下：28％CaO，24％SiO2，8％Al2O3，1％MgO，9％Fe2O3，20％C，3.5％Na2O，2.9％TiO2，4.3％NaF，1％Al，0.05％(CN)-，S≤0.10％，H2O≤0.5％；该成分中生成CaO：SiO2：Al2O3的质量分数之比为1.2：1：0.29，该发热型钢铁熔液覆盖剂在炼钢温度下生成熔渣的熔点为1400℃。
(2)发热型钢铁熔液覆盖剂用作120t钢包覆盖剂的应用：
发热型钢铁熔液覆盖剂用作120t钢包覆盖剂的使用方法为：LF精炼出钢后，向钢包内的精炼渣表面投加1kg/吨钢覆盖剂；
应用效果：钢包覆盖剂铺展性良好，加入后迅速沿钢液面铺开；流动性良好，可观察到钢液面微动造成的覆盖剂起伏；保温效果良好，钢水温降速度为0.2℃/min；经过取样分析对比精炼终点样和钢包取样，N、O等气体元素含量稳定，说明该钢包包覆盖剂绝缘性良好，可有效防止钢液吸气。
实施例7:
(1)发热型钢铁熔液覆盖剂的制备方法，步骤包括：
原料及配比为：烧结法赤泥7份，电解槽阴极炭块2份，苏打粉1份，珍珠岩2份。
烧结法赤泥成分中的质量百分数为：CaO：40％，Fe2O3：15％，SiO2：20％，Al2O3：10％，Na2O：6％，MgO：2％，TiO2：5％。
苏打粉成分中的质量百分数为：Na2CO3：99％。
电解槽阴极炭块成分质量百分数为：单质C：75％，NaF：18％，Al：6％，氰化物离子(CN)-：0.3％。
珍珠岩成分中的质量百分数为：SiO2：70％，Al2O3：13％，S≤0.1％，P≤0.05％。
制作方法为：将以上原料破碎至粒度小于0.3mm，然后在混料器中混合均匀，混匀后在造粒器中进行挤压造粒，产品为直径2-3mm，长度5-8mm圆柱状颗粒，造粒成型后在350℃温度下烘烤2.5h，控制水分≤0.5％。
获得的发热型钢铁熔液覆盖剂的具体成分如下：28％CaO，23％SiO2，8％Al2O3，1％MgO，8.8％Fe2O3，13％C，10％Na2O，2.9％TiO2，4.3％NaF，1％Al，0.05％(CN)-，S≤0.10％，H2O≤0.5％；该成分中生成CaO：SiO2：Al2O3的质量分数之比为1：0.82：0.29，由于提高了Na2O含量，该发热型钢铁熔液覆盖剂在炼钢温度下生成熔渣的熔点为1350℃。
(2)发热型钢铁熔液覆盖剂用作80t钢包覆盖剂的应用：
发热型钢铁熔液覆盖剂用作80t钢包覆盖剂的使用方法为：LF精炼出钢后，向钢包内的精炼渣表面投加1kg/吨钢覆盖剂；
应用效果：钢包覆盖剂铺展性良好，加入后迅速沿钢液面铺开；流动性良好，保温效果良好，钢水温降速度为0.3℃/min。
实施例8：
(1)发热型钢铁熔液覆盖剂的制备方法，步骤包括：
原料及配比为：烧结法赤泥5份，拜耳法赤泥3份，电解槽阴极炭块3份，石灰石粉2份，珍珠岩2份。
烧结法赤泥成分中的质量百分数为：CaO:40％，Fe2O3：15％，SiO2：20％，Al2O3：10％，Na2O：6％，MgO：0.5％，TiO2:5％。
拜耳法赤泥成分中的质量百分数为：CaO:20％，Fe2O3：30％，SiO2：25％，Al2O3：15％，Na2O：8％，MgO：1％，TiO2:1％。
石灰石粉成分中的质量百分数为：CaCO3:88％，S≤0.1％，P≤0.05％。
电解槽阴极炭块成分中的质量百分数为：单质C:75％，NaF：19％，Al:4％，氰化物离子(CN)-:0.3％。
珍珠岩成分中的质量百分数为：SiO2:70％，Al2O3：15％，S≤0.1％，P≤0.05％。
制作方法为：将以上原料破碎至粒度小于0.3mm，然后在混料器中混合均匀，混匀后在造粒器中进行挤压造粒，产品为直径2-3mm，长度5-8mm圆柱状颗粒，造粒成型后在300℃温度下烘烤1h，控制水分≤0.5％。
获得的发热型钢铁熔液覆盖剂的具体成分如下：25％CaO，21％SiO2，8.3％Al2O3，11％Fe2O3，15％C，4.3％Na2O，1.8％TiO2，0.8％Al，3.8％NaF，0.02％(CN)-，S≤0.10％，H2O≤0.5％；该成分中生成CaO：SiO2：Al2O3的质量分数之比为1：1.2：0.33，该发热型钢铁熔液覆盖剂在炼钢温度下生成熔渣的熔点为1330℃。
(2)发热型钢铁熔液覆盖剂用作100t铁水包覆盖剂的应用：
发热型钢铁熔液覆盖剂用作100t铁水包覆盖剂的使用方法为：铁水出铁完毕后，在铁水罐表面投加0.5～0.8kg/吨铁覆盖剂；
应用效果：铺展性良好，加入后迅速沿铁水液面铺开；熔点低，整个铁水包在运输过程中未发生结壳现象；保温效果良好，铁水温降小，比单纯焦炭铁水包覆盖剂保温温降要小20℃以上；由于覆盖剂有发热作用，且熔点低，铁水包挂渣现象消失，降低了铁水包清理时间，提高了铁水包运转效率。
实施例9：
(1)发热型钢铁熔液覆盖剂的制备方法，步骤包括：
其原料及配比为：烧结法赤泥5份，电解槽阴极炭块2.5份，石灰石粉2份，硅藻土2份。
烧结法赤泥成分中的质量百分数为：CaO：35％，Fe2O3：10％，SiO2：25％，Al2O3：15％，Na2O：6％，MgO：0.5％，TiO2：5％。
石灰石粉成分中的质量百分数为：CaCO3:90％，S≤0.1％，P≤0.05％。
硅藻土主要的化学成分：SiO2：90％，Fe2O3：1.5％，Al2O3：6％。
电解槽阴极炭块成分中的质量百分数为：C：65％，NaF：24％，Al：6％，氰离子(CN)-：0.3％。
制作方法为：将以上原料破碎至粒度小于0.3mm，然后在混料器中混合均匀，混匀后在造粒器中进行挤压造粒，产品为直径2-3mm，长度5-8mm圆柱状颗粒，造粒成型后在300℃温度下烘烤1h，控制水分≤0.5％。
获得的发热型钢铁熔液覆盖剂的具体成分如下：25％CaO，21％SiO2，8.3％Al2O3，11％Fe2O3，15％C，4.3％Na2O，1.8％TiO2，0.8％Al，3.8％NaF，0.02％(CN)-，S≤0.10％，H2O≤0.5％；该成分中生成CaO：SiO2：Al2O3的质量分数之比为1：1.2：0.33，该发热型钢铁熔液覆盖剂在炼钢温度下生成熔渣的熔点为1310℃。
(2)发热型钢铁熔液覆盖剂用作210t铁水包覆盖剂的应用：
发热型钢铁熔液覆盖剂用作210t铁水包覆盖剂的使用方法为：铁水出铁完毕后，在铁水罐表面投加0.5～0.8kg/吨铁覆盖剂；
应用效果：铺展性良好，加入后迅速沿铁水液面铺开；熔点低，整个铁水包在运输过程中未发生结壳现象；保温效果良好，铁水温降小，从出铁到铁水预处理工位温降小于20℃；由于覆盖剂有发热作用，且熔点低，铁水包挂渣现象消失，降低了铁水包清理时间，提高了铁水包运转效率。
将上述本发明发热型钢铁熔液覆盖剂与市售其它覆盖剂实际应用效果进行对比，列表如下表3所示。
表3本发明发热型钢铁熔液覆盖剂与市售其它覆盖剂实际应用效果对比
上表为本发明赤泥基发热型覆盖剂应用实例与其它市售覆盖剂应用的参数比较。
(1)本发明中间包覆盖剂与市售中间包覆盖剂的对比。
实施例1为中间包覆盖剂烧结法赤泥基础配方，实施例2和实施例3分别为加入了分散剂和膨胀剂的配方；对比例1和对比例2为相应钢种的市售中间包覆盖剂的应用例。可以看出，赤泥基中间包覆盖剂的铺展性和对比例相比较，铺展性要优于对比例，保温性和空气绝缘性略优于对比例，但是其经济性要大大优于对比例，即使以实施例1-3中成本最高的实施例3与对比例1-2中成本最低的对比例2相比，成本降低也达到了40％。
(2)本发明冒口覆盖剂与市售冒口覆盖剂的对比。
实施例4和5为本发明的铸造用冒口覆盖剂；对比例3为相应钢种的市售冒口覆盖剂应用例。可以看出，本发明冒口覆盖剂的铺展性要优于对比例，空气绝缘性相当，补缩性相当，本发明冒口覆盖剂造价便宜，经济性大大优于对比例。本发明冒口覆盖剂与对比例3的市售冒口覆盖剂相比，成本降低达到了66.7％以上。
(3)本发明铁水包覆盖剂与市售铁水包覆盖剂的对比。
实施例6和实施例7为本发明铁水包覆盖剂的配方和应用，对比例4为市售焦炭铁水包覆盖剂实例。与传统的焦炭铁水包覆盖剂相比，本发明的发热型铁水包覆盖剂具有全面的优势：铺展性好、保温效果好、铁水无挂壁，提高了铁水收得率，降低铁水包清理和周转成本。综合使用成本也远小于对比例，成本降低达到了50％以上。
(4)本发明钢水包覆盖剂与市售钢水包覆盖剂的对比。
实施例8和实施例9为本发明钢水包覆盖剂配方和应用，对比例5为市售钢水包覆盖剂应用例。可以看出，本发明钢水包覆盖剂的铺展性和对比例5的市售钢水包覆盖剂相比较，铺展性和保温性均优于对比例，经济性也优于对比例，成本降低达到了80％以上。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种发热型钢铁熔液覆盖剂，其特征在于，所述发热型钢铁熔液覆盖剂的原料及重量配比为：赤泥1-10份，电解槽阴极炭块1-3份。
2.根据权利要求1所述的发热型钢铁熔液覆盖剂，其特征在于，所述赤泥由烧结法赤泥和/或拜耳法赤泥组成。
3.根据权利要求2所述的发热型钢铁熔液覆盖剂，其特征在于，所述赤泥由0-10重量份烧结法赤泥和0-3重量份拜耳法赤泥组成，其中烧结法赤泥和拜耳法赤泥的重量之和大于等于1份。
4.根据权利要求2所述的发热型钢铁熔液覆盖剂，其特征在于，所述烧结法赤泥的主要成分的质量百分数为：35-45％的CaO，10-15％的Fe2O3，20-25％的SiO2，10-15％的Al2O3，3-8％的Na2O，0.5-2％的MgO，2-6％的TiO2。
5.根据权利要求2所述的发热型钢铁熔液覆盖剂，其特征在于，所述拜耳法赤泥的主要成分的质量百分数为：10-20％的CaO，30-35％的Fe2O3，15-25％的SiO2，10-15％的Al2O3，3-10％的Na2O，1-2％的MgO，1-5％的TiO2。
6.根据权利要求1所述的发热型钢铁熔液覆盖剂，其特征在于，所述电解槽阴极炭块主要成分质量百分数为：65-75％的C，15-30％的NaF，4-6％的Al，0.1-0.3％的氰离子。
7.根据权利要求1所述的发热型钢铁熔液覆盖剂，其特征在于，所述发热型钢铁熔液覆盖剂还包括以下重量配比的原料：分散剂1-2份，和/或膨胀绝热剂1-2份。
8.根据权利要求7所述的发热型钢铁熔液覆盖剂，其特征在于，
所述分散剂为石灰石和/或苏打；
和/或，
所述膨胀绝热剂选自珍珠岩、蛭石粉和硅藻土中的至少一种。
9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的发热型钢铁熔液覆盖剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
将所述发热型钢铁熔液覆盖剂的原料破碎，混合均匀，挤压造粒得圆柱状颗粒，将所述圆柱状颗粒烘烤，即为发热型钢铁熔液覆盖剂成品；优选的，将所述圆柱状颗粒在200～500℃温度下烘烤0.5～3h，控制水分≤0.5％；最优选的，所述圆柱状颗粒为直径2-3mm、长度5-8mm的圆柱状颗粒。
10.一种根据权利要求1-8中任一项所述的发热型钢铁熔液覆盖剂或根据权利要求9所述的制备方法制备的发热型钢铁熔液覆盖剂作为中间包覆盖剂、铸造用冒口覆盖剂、钢包覆盖剂或铁水包覆盖剂的应用。
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