一种连铸用中间包保护渣及制备
技术领域
本发明涉及一种连铸用中间包保护渣及制备方法。
背景技术
中间包保护渣具有绝热保温,防止钢水氧化,吸附夹杂物,净化钢液,因此是炼钢中一种重要必不可少的辅助材料。现有的中间包保护渣,通常采用酸性(CaO/SiO小于1.0)或底层为碱性粉状材料如活性石灰或冶金石灰,上层为碳质保温材料的双层保护渣。然而酸性保护渣,不仅易侵蚀钢包耐火材料,吸附夹杂物、净化钢水能力差,冶金效果不好,而且因含硅量较高,还会造成钢水增硅。底层碱性石灰,上层碳质材料的双层保护渣,主要缺陷是底层石灰易水化,不仅会使钢水增氢,造成钢材氢脆;而且石灰水化还会造成钢水表面热量大量损失,使得钢水表面产生冷钢,造成保护渣失去冶金功能。其次,由于石灰易水化,因此难以通过制浆做成空心颗粒,因而只能做成干粉或实心颗粒,然而粉状保护渣,不仅施用操作很不方便,还会造成对环境的污染;而且铺展性差,易聚堆,易烧结,会造成塞棒结渣块,容易产生生产事故。再就是石灰易水化,也给储运带来不便,易造成性能降低。
中国专利01115451.9公开的一种预熔型颗料保护渣,其组成为:CaO:20-45%;SiO2:20-50%;C:0-25%;Al2O3:0-15%;BaO:0-15%;MgO:0-15%;SrO:0-15%;CaF2:0-15%;B2O3:0-10%;Na2O+K2O:0-15%。此保护渣由于含钾钠量过高,粘度小,熔点较低,只能作为结晶器保护渣使用,不能用于高温环境的中间包使用,并且对包衬、长水口和塞棒侵蚀严重,缩短了耐火材料的使用寿命,保温效果也相对较差,熔化速度快,会造成液面结冷钢,失去保护渣功能。再就是该保护渣仍然为实心颗粒结构,同样存在颗粒料的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足,提供一种铺展性好,吸附夹杂能力强,冶金效果好,操作性能好,对环境无污染,对包衬侵蚀小的连铸用中间包保护渣。
本发明的另一目的在于提供一种上述中间包用保护渣的制备方法。
本发明目的实现,主要是通过调整组份,并将组成保护渣的保温材料与碱性冶金合成渣组合制成空心小球,达到既保持双层保护渣优良的冶金效果,又拼弃了其缺点和不足的效果。具体说,本发明连铸用中间包保护渣,其特征在于保护渣呈空心颗粒,且其化学组成为CaO 10-70%wt,SiO20.5-30%wt,Al2O3 3-50%wt,MgO 0.4-20%wt,C 0-85%wt,其中CaO/SiO2为1.1-45。
本发明中CaO作用与其它保护渣相同,主要起吸附夹杂物,净化钢水作用,如加入量低于10%,则难以平衡SiO2,会造成硅过量,使钢水增硅,侵蚀包衬,吸附夹杂物能力下降;过量超过70%,造成钙过量,不易熔化,而且由于缺少液体层,也会造成吸附夹杂物能力下降,失去冶金功能。Al2O3主要用于调整保护渣熔点,过量超过50%,会造成熔点过高,CaO不易熔化而失去冶金净化功能。MgO主要作用是调整保护渣的粘度,在耐火材料表面形成保护层,保护耐火材料或减少对耐火材料的侵蚀,过量超过20%,会使保护渣粘度增加,造成塞棒结渣过多,不利塞棒操作。C主要是防止保护渣烧结,并形成有利的三层结构,同时起到保温骨架,发热作用。对冶炼超低碳钢,则保护渣中应禁止碳引入;对于高碳钢及保温效果要求严格,而对增碳控制要求不高的钢种,可采用高碳配制。高的CaO/SiO2比,则有利形成过剩的CaO,较低的SiO2,可使组份中SiO2被全部结合,有利消除SiO2的不良作用,而且高的碱度,杂质吸附性好,对钢水净化冶金效果好。本发明综合性能价格比,较为理想的组成为:CaO 20-45%,SiO21.5-25%,Al2O33-25%,MgO 6-15%,C 0-35%,CaO/SiO2为2.5-10。
保护渣中较高量的K2O、Na2O、F存在,会造成保护渣熔点有较大下降,加剧保护渣的熔化,不利于钢水保温,因此本发明为有助于形成有利的三层保温结构,较好将杂质K2O、Na2O含量控制在3%以下,F含量控制在2%以下。
本发明所述百分含量,并非指数学意义极值,而是一个较为恰当量,允许有适当偏差。
本发明保护渣的制备,主要改进是先对CaO作防水化处理,使之适应制浆成球造粒。具体说,本发明连铸用中间包保护渣的制备,其特征是先将CaO与Al2O3或再加入铁粉混合预熔,得到在CaO表面有Al2O3、Fe钝化膜的基料,然后将基料粉碎成细粉(如200-400目),再与有机防水包膜材料(如液体石腊、聚乙烯醇、凡士林、酚醛树脂等)预混形成防水包膜,加入符合配比的剩余组份,制成泥浆,喷雾造粒干燥形成空心球颗粒。
本发明为防止混料沉淀造成配料不匀,及尽可能减少加水量,还可以在制浆中加入反絮凝剂(如三聚磷酸钠、硼酸、草酸)和减水剂(如聚丙烯酸钠、木质素磺酸钙、FDN3000等)。
本发明保护渣组成及采用空心颗粒结构,既集合了双层保护渣的优点,同时又克服了其不足,较双层保护渣,具有体积密度小,仅为0.3-0.7g/cm3,保温效果好,首次加入温降小于5℃;铺展性好,操作简便,冷态铺展角小于5°;消除了使用过程中的粉尘污染,劳动保护好,对环境无不利影响;冶金功能控制能力强,不会造成加入不当影响冶金功能;空心颗粒水份低,水份≤0.3%。高的CaO/SiO比,不仅吸附夹杂能力强,而且对耐火材料的侵蚀低,渣线使用寿命大于72小时,钢水不增硅。本发明方法,由于采用预熔得包膜CaO基料及二次防水包膜处理,使得高钙含量的基料微粒表面形成防水化的憎水保护层(防水包膜),从而解决了石灰水化难题,使之可以适应制浆喷雾造粒成空心球颗粒工艺。
以下结合几个具体实施例,进一步说明本发明,但实施例不是对本发明的限定。
具体实施方式
实施例1:将1.233吨含量为98%的方解石与0.238吨特级铝钒土、0.06吨含量为98%的铁精矿粉,经电熔处理,破碎成250目细粉,加15%的凡士林液体搅拌均匀,加入聚丙烯酸钠和硼酸,配水制浆,喷雾造粒干燥制成0.1-1.5mm空心球颗粒。其化学组成见附表,体积密度约0.7g/cm3。
实施例2:将0.6吨含量为98%的石灰与0.4吨特级铝钒土,经高温窑熔融处理,破碎成250目细粉,加15%的凡士林液体搅拌均匀,加入聚丙烯酸钠和硼酸配水制浆,喷雾造粒干燥制成0.1-1.5mm空心球颗粒。其化学组成见附表,体积密度约0.7g/cm3。
实施例3:用实施例1所得原料18%,加入82%含量为98%的石墨,混合制浆,喷雾造粒干燥成空心球颗粒,其化学组成见附表。
实施例4:用实施例1所得原料42%,加入58%的苏州泥,混合制浆,喷雾造粒干燥成空心球颗粒,其化学组成见附表。
实施例5:用实施例1所得原料50%,加入15%含量为95%的重烧镁砂,35%含量为98%的石墨,喷雾造粒干燥成空心球颗粒,其化学组成见附表。
实施例6:用实施例1所得原料25%,实施例2原料23%,加入10%含量为95%的重烧镁砂,2%苏州泥,10%碳酸钙,5%特级铝矾土,25%含量为98%的石墨,喷雾造粒干燥成空心球颗粒,其化学组成见附表。
实施例保护渣成份表
|
CaO |
SiO2 |
Al2O3 |
MgO |
C |
其他 |
CaO/SiO2 |
1 |
67.65 |
1.49 |
20.64 |
1.97 |
0.15 |
8.1 |
45.40 |
2 |
58.76 |
2.42 |
34.64 |
1.17 | |
3.01 |
24.28 |
3 |
12.30 |
0.56 |
3.96 |
0.48 |
80.55 |
2.15 |
21.96 |
4 |
51.34 |
20.19 |
24.56 |
1.27 |
0.63 |
2.01 |
2.54 |
5 |
34.07 |
1.14 |
10.58 |
15.32 |
34.45 |
4.44 |
29.89 |
6 |
38.55 |
9.4 |
11.7 |
10.56 |
24.5 |
5.29 |
4.10 |
注:其他成份为K2O、Na2O、Fe2O3、TiO2。