CN1396020A - 用淀粉溶液制造空心颗粒状保护渣的方法 - Google Patents

Abstract

用淀粉溶液制造空心颗粒状保护渣的方法，是一种在连续铸钢的结晶器中使用的添加剂—保护渣的制造方法。制造方法的步骤是(1)在反应釜中注入常温的工业用水，加入7－15％粉状淀粉，加热至80－90℃，制成淀粉凝胶，(2)在淀粉凝胶没有硬化的状态下，在螺旋搅拌罐中的工业用水中稀释，制成胶体状的淀粉溶液，(3)向胶体状淀粉溶液中加入制造保护渣的原料，(4)用颗粒干燥机喷射，制成空心颗粒状保护渣。优点是该方法更加合理，并容易实现，使得保护渣中的微粒碳的分散性更加优良，此外，淀粉的有机化合物与微粒碳共同起到控制保护渣均匀的熔融速度的作用，抑制渣桥的过度形成，能使连续铸造生产顺利进行，生产稳定，改善质量。

Description

用淀粉溶液制造空心颗粒状保护渣的方法

(一)技术领域

本发明涉及一种在连续铸钢的结晶器中使用的添加剂一保护渣的制造方法，具体说是一种用淀粉溶液制造空心颗粒状保护渣的方法。

(二)背景技术

保护渣是连续铸钢工艺中在结晶器中使用的作为添加剂的主要辅助消耗材料。将其投入结晶器内的钢水中，受热后分别出现未熔融层，烧结层，熔融渣层三层。这种保护渣的作用是：与碳含量有密切关系的防止钢水凝固的保温作用；隔断钢水与空气接触，防止钢水再次氧化的作用；吸收浮到钢水表面的夹杂物的作用；在凝固坯壳和结晶器之间的润滑作用；凝固坯壳和结晶器之间的热传递媒体作用；特别是保护渣与融化的钢水接触后变为液体渣流入结晶器和凝固坯壳之间起到润滑的作用，起到提高连续铸造工艺中的生产稳定性及改善钢坯质量的作用。液状钢渣应顺畅地流入结晶器和凝固坯壳之间起到润滑的作用，但是连续铸造的条件和保护渣的不均匀熔融使得液体渣在结晶器与钢水接触面的壁面形成巨大的渣桥。

渣桥起着控制结晶器与坯壳之间流入的液体渣量的物理作用。一般的说，渣桥不应该持续增大，保持凝固和熔融的平衡，少量或适量的存在。因为当渣桥过度增大时就成为阻碍液体渣流入的原因，导致结晶器和坯壳之间润滑不足，甚至使得坯壳和渣桥熔着在一起铸出来。此时，渣桥的热传递效率降低，导致熔着的部位的坯壳厚度比正常坯壳薄。坯壳从结晶器脱落时存在摩擦力，坯壳相对变薄的部位的张力集中，以至于不能承受张力发生撕裂并出现局部崩落，造成设备和财产损失。

以往，不使用淀粉溶液，只是将固体粉状的淀粉直接投入搅拌罐中的常温工业用水中分散，再加入各种原料制浆，制成空心颗粒状保护渣。缺点是粉末状的淀粉并不溶化，只是利用淀粉反应来达到淀粉颗粒的物理分散，这就导致细微部分的偏失。由于依靠淀粉的微粒碳的分散不足，引起连续铸造生产中由于渣桥的增大，需要在生产中手工去除渣桥，成为影响生产的稳定性和造成铸坯不合格的原因。

(三)发明内容

本发明的目的在于克服上述技术中的缺点，改善对连续铸造作业中渣桥的形成直接发生影响的保护渣的性能，提出一种用淀粉溶液制造空心颗粒状保护渣的方法，制成具有均匀一致熔融速度的保护渣，抑制渣桥的形成，改善生产的稳定性和钢坯的质量。

本发明的目的由以下技术方案实现：该用淀粉溶液制造空心颗粒状保护渣的方法，其特征在于方法的步骤为：

(1)向反应釜中注入常温(25℃以下)的工业用水，加入7-15％粉状淀粉，加热至80-90℃，加热3-8分钟，同时搅拌均匀，制成淀粉凝胶，

(2)在淀粉凝胶没有硬化的状态下，在螺旋搅拌罐中的工业用水中稀释，制成胶体状的淀粉溶液，淀粉溶液的比重是1.65-1.9，

(3)向胶体状淀粉溶液中加入制造保护渣所需要的原料，原料的重量是淀粉溶液的1.5-2.5倍，并搅拌均匀，

(4)用颗粒干燥机喷射，制成空心颗粒状保护渣。

为了改善对连续铸造作业中渣桥的形成直接发生影响的保护渣的性能，就要制造具有均匀一致熔融速度的保护渣。这可以通过使微粒碳分散均匀而可能，特别是利用淀粉溶液的有机化合物作用，利用还原性末端(C-HOH)促使微粒碳和添加的原料之间的化学合成。使用比以往的物理分散效果更好的物理化学方法改善微粒碳的分散和粘合作用。并且以淀粉的有机化合物的特性，起到碳的作用与微粒碳一起均匀控制保护渣的熔融速度。

淀粉具有(C₆H₁₀O₅)n分子式，是无味无臭的白色粉末状，不溶于水。分子量为5-20万，密度为1.65，沉淀于水中，一般以粒子的形式存在，其大小依植物品种而不同。淀粉不是由单一物质构成的，是直链淀粉和支链淀粉的化合物。其比率依不同种类大体是一定的。一般含有20-25％的直链淀粉和75-80％的支链淀粉。本发明中的淀粉是小麦和玉米淀粉。

当淀粉用70℃以上的热水膨润时，只有直链淀粉溶出，将其长时间置于低温状态中就再变回不溶性并沉淀，称为逆变。

淀粉的结晶构造，直链淀粉在显微镜下呈结晶状，X线图形依其形态有A型，B型或V型。支链淀粉在X线下呈现为非结晶体图形。一般说来，A和B图形是生淀粉粒子(β-淀粉)或逆变的直链淀粉，只能从处于不溶于冷水状态下的淀粉中得到。直链淀粉的分子链呈一元化伸展的状态，与此相对照，以化学方法凝胶化的淀粉(α-淀粉)较易以胶体状的形态溶于冷水中。这种状态呈现V型。此时，直链淀粉分子的葡萄糖分子链以6个为单位，呈环状缠绕，整体上可称为螺旋构造。α-淀粉在具有螺旋形构造的状态下，β-淀粉则在分子链变长的状态下起着各自的作用。

以往将固体粉状淀粉加入工业用水中制浆的方法，是不溶化淀粉，只利用淀粉反应达到将淀粉物理分散，导致细微部分偏失，造成微粒碳的分散效果差。为了改善这种情况，使淀粉溶于冷水中，利用反应釜，防止淀粉结块，在冷水中沉淀后，将其加热到90℃，制成淀粉凝胶，在螺旋搅拌罐的工业用水中稀释，溶解成胶体状，使得淀粉分子可以均匀的分散在工业用水中，达到与添加的微粒碳和各种原料之间物理化学上的均匀分散。

本发明的优点是用淀粉溶液制造空心颗粒状保护渣的方法，更加合理，并容易实现，使得保护渣中的微粒碳的分散性更加优良，此外，淀粉的有机化合物的特性能起到碳的作用，与微粒碳共同起到控制保护渣均匀的熔融速度的作用，抑制渣桥的过度形成，能使连续铸造生产顺利进行，生产稳定，改善质量。

(四)附图说明

图1是用淀粉溶液制造空心颗粒状保护渣的方法工艺简图，

图2是淀粉凝胶溶液生产设备图，

图3是连续铸钢过程中结晶器断面示意图，

(五)具体实施方式，结合附图说明。

实施例1

该用淀粉溶液制造空心颗粒状保护渣的方法，方法的步骤为：

(1)向淀粉反应釜1中注入常温5℃的工业用水180公升，再加入20公斤的粉状淀粉，边搅拌均匀，边加热至85℃，加热5分钟，制成淀粉凝胶200公斤；

(2)在淀粉凝胶没有硬化的状态下，在螺旋搅拌罐2的工业用水中稀释，用400公升的工业用水，将200公斤的淀粉凝胶制成胶体状的淀粉溶液600公斤，比重为1.7；

(3)向胶体状淀粉溶液中加入制造保护渣的原料1000公斤，并充分搅拌，使其混合均匀；

(4)用颗粒干燥机3喷射，制成空心颗粒状保护渣。

实施例2

用淀粉溶液制造空心颗粒状保护渣的方法，方法的步骤为：

(1)向淀粉反应釜1中注入常温13℃的工业用水870公升，再加入130公斤的粉状淀粉，边搅拌均匀，边加热至90℃，加热5分钟，制成淀粉凝胶1000公斤；

(2)在淀粉凝胶没有硬化的状态下，在螺旋搅拌罐2的工业用水中稀释，用4000公升的工业用水，将1000公斤的淀粉凝胶制成胶体状的淀粉溶液5000公斤，比重为1.65；

(3)向胶体状淀粉溶液中加入制造保护渣的原料9900公斤，并充分搅拌，使其混合均匀；

(4)用颗粒干燥机3喷射，制成空心颗粒状保护渣。

实施例3

用淀粉溶液制造空心颗粒状保护渣的方法，方法的步骤为：

(1)淀粉反应釜1中注入常温25℃的工业用水930公升，再加入70公斤的粉状淀粉，边搅拌均匀，边加热至80℃，加热7分钟，制成淀粉凝胶1000公斤；

(2)在淀粉凝胶没有硬化的状态下，在螺旋搅拌罐2的工业用水中稀释，用4000公升的工业用水，将1000公斤的淀粉凝胶制成胶体状的淀粉溶液5000公斤，比重为1.80；

(3)向胶体状淀粉溶液中加入制造保护渣的原料10300公斤，并充分搅拌，使其混合均匀；

(4)用颗粒干燥机3喷射，制成空心颗粒状保护渣。

用3个实施例制作的空心颗粒状保护渣，在连续铸造工艺中使用，取得了显著的效果。例如，在广阳制铁所的连续铸造工艺中使用，效果显著。证明采用制造淀粉凝胶，加以稀释，在胶体状的淀粉溶液中加入微粒碳和其他几种原料制浆制造空心颗粒保护渣的方法，其微粒元素的分散效果比以往的采用固体粉状淀粉单纯沉淀反应方法，微粒碳元素分散效果好。图3的连续铸钢过程中结晶器断面示意图中表示出，结晶器8、渣桥9、侵入式浇口10、未熔融层11、烧结层12、熔融层13、坯壳14和钢水15之间的关系。

Claims (4)

1. 一种用淀粉溶液制造空心颗粒状保护渣的方法，其特征在于方法的步骤为：

   (1)反应釜中注入常温(25℃以下)的工业用水，加入7-15％粉状淀粉，加热至80-90℃，加热3-8分钟，同时搅拌均匀，制成淀粉凝胶，
2. (2)在淀粉凝胶没有硬化的状态下，在螺旋搅拌罐中的工业用水中稀释，制成胶体状的淀粉溶液，淀粉溶液的比重是1.65-1.8，
3. (3)向胶体状淀粉溶液中加入制造保护渣所需要的原料，原料的重量是淀粉溶液的1.5-2.5倍，并搅拌均匀，
4. (4)用颗粒干燥机喷射，制成空心颗粒状保护渣。

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