專利名稱：一種結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法，具體講是一種中碳鋼寬板 坯含錳結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著我國鋼鐵產(chǎn)能的不斷施放，入爐原料價(jià)格的上漲，中厚板在鋼鐵 行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)也不斷加劇，但作為終端汽車、家電用戶的寬幅大斷面鑄坯在 國內(nèi)生產(chǎn)廠家還較少，其成品也具有一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因此開發(fā)生產(chǎn)適宜 市場(chǎng)要求的高附加值寬幅鋼材是國內(nèi)各大鋼鐵公司的戰(zhàn)略抉擇。但生產(chǎn)寬
幅鑄坯(寬度大于1500mm)的鋼種大部分為中碳鋼，目前在我國連鑄生產(chǎn) 品種所占比例較高，中碳鋼的[C]含量多在0. 09 0. 25%，其多屬于包晶鋼， 由于其特性的凝固特性，鑄坯表面易產(chǎn)生縱裂紋、星狀裂紋等典型缺陷， 影響熱冷軋外觀質(zhì)量及使用性能。對(duì)于[C]含量多在0.09 0. 16%的鋼中， 尤其是寬幅鑄坯，凝固過程中發(fā)生包晶反應(yīng)，結(jié)晶器彎月面以下50咖區(qū)域 初生坯殼收縮大，晶粒粗大，初生坯殼不均勻，易產(chǎn)生裂紋，因此要求中 碳鋼寬板結(jié)晶器保護(hù)渣具有較低的傳熱能力，良好的潤(rùn)滑效果，較高的堿 度。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有中碳鋼寬板坯含錳結(jié)晶器保護(hù)渣使用性能上的不足，本 發(fā)明提供一種導(dǎo)熱系數(shù)小，潤(rùn)滑性能好，提高板鑄坯表面質(zhì)量的中碳鋼寬 板坯含錳結(jié)晶器保護(hù)渣。同時(shí)提供一種結(jié)晶器保護(hù)渣的制備方法
機(jī)理說明由于在保護(hù)渣的設(shè)計(jì)和配制時(shí)，針對(duì)中碳鋼的凝固特性盡量提高保護(hù) 渣的堿度，減少結(jié)晶器能保護(hù)渣的惡化狀況，避免保護(hù)渣結(jié)殼，降低惡化 鑄坯質(zhì)量的現(xiàn)象。要求在確保潤(rùn)滑性的前面提下，采取"弱冷"制度，使
保護(hù)渣低粘度、高堿性、高玻璃態(tài)，傳熱均勻，確保液渣層厚度適中(L=8 12mm)，且具有一定的均勻穩(wěn)定性；合適的噸鋼消耗。但當(dāng)傳統(tǒng)保護(hù)渣堿 度低CaO/SiO2〈1.20時(shí)，800"時(shí)保護(hù)渣導(dǎo)熱系數(shù)>0.247\￥/111上，引起表面 裂紋；當(dāng)保護(hù)渣堿度高CaO/SK)2〉1.45時(shí)，保護(hù)渣熔化凝固后全為晶體失 去潤(rùn)滑作用，造成連鑄生產(chǎn)漏鋼事故。而采用上述事例是對(duì)中碳鋼寬板坯 保護(hù)渣從應(yīng)用上進(jìn)行證實(shí)。因?yàn)楸Ｗo(hù)渣要適應(yīng)寬斷面鑄坯生產(chǎn)，關(guān)鍵在保 護(hù)渣要有適宜的組成。添加MnO作為改善保護(hù)渣性能的一種途徑，MnO 可在熔渣內(nèi)形成低熔點(diǎn)的錳橄欖石，降低粘度和熔點(diǎn)，使熔渣在較寬的范 圍內(nèi)保持均勻液態(tài)。同時(shí)協(xié)調(diào)保護(hù)渣結(jié)晶與潤(rùn)滑的矛盾，滿足該連鑄機(jī)機(jī) 型澆鑄裂紋敏感性鋼種控制傳熱的要求。經(jīng)過427爐連續(xù)試驗(yàn)，澆鋼35000 多噸，保護(hù)渣在結(jié)晶器內(nèi)液渣層厚度為8 13mm，保護(hù)渣單耗為0.53kg/t 鋼，鑄坯合格率99.7%，紅送率100%，該型含MnO保護(hù)渣完全滿足工藝 要求。
經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明在生產(chǎn)時(shí)添加MnO作為改善保護(hù)渣性能的一種途徑, 因?yàn)镸nO可在熔渣內(nèi)形成低熔點(diǎn)的錳橄欖石，降低粘度和熔點(diǎn)，使熔渣在 較寬的范圍內(nèi)保持均勻液態(tài)。同時(shí)協(xié)調(diào)保護(hù)渣結(jié)晶與潤(rùn)滑的矛盾，滿足該 連鑄機(jī)機(jī)型澆鑄裂紋敏感性鋼種控制傳熱的要求。
本發(fā)明的結(jié)晶器保護(hù)渣的生產(chǎn)設(shè)備采用目前國內(nèi)外通用的預(yù)熔空心 顆粒連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣生產(chǎn)線，其主體設(shè)備主要包括行星式輪碾機(jī)、壓 球機(jī)、水冷無襯預(yù)熔爐、顎式破碎機(jī)、擺磨、攪拌磨、柱塞泵、噴霧造粒 干燥塔。制造方法采用通行的預(yù)熔空心顆粒結(jié)晶器保護(hù)渣生產(chǎn)工藝。
本結(jié)晶器保護(hù)渣主要添加了能改善保護(hù)渣傳熱、潤(rùn)滑、穩(wěn)定適應(yīng)性的MnC03，本結(jié)晶器保護(hù)渣的化學(xué)成分的質(zhì)量百分配比為:
氧化鈣 34.5 37.5% 0<%三氧化二鋁<3.00% 0<%三氧化二鐵<2.00% 氟化鈣 12.00 16.50% 氧化鋰 0.40 0.80%
二氧化硅24.5 27.5% 氧化鎂 3.0 5.0% 碳酸錳 3.00 8.00% 氧化鈉 7.00 8.00%% 固定碳3.5 5.00%
渣堿度CaO/Si02: 1.25 1.50。
其中三氧化二鋁、三氧化二鐵是由其他原料帶進(jìn)去的，只能盡量減少 但不可以為零。
本結(jié)晶器保護(hù)渣的最佳化學(xué)成分質(zhì)量百分配比為
二氧化石王
氧化鎂
25.40
3.34
5.00
7.30
4.59
氧化轉(zhuǎn) 36.09 三氧化二鋁2.40 三氧化二鐵1.47
氟化轉(zhuǎn) 14.00 氧化鈉
氧化鋰 0.41 固定碳
渣堿度CaO/Si02: 1.42，熔點(diǎn)1099。C，熔速28秒，粘度0.140Pa.s， 80(TC時(shí)保護(hù)渣導(dǎo)熱系數(shù)為0.125W/m.k。結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣液渣層厚度為8 13匪，保護(hù)渣渣耗為0.53kg/t鋼，鑄坯合格率99.8%，紅送率100%，該 型含Mn0保護(hù)渣完全滿足工藝要求。
本結(jié)晶器保護(hù)渣的制備方法的主要步驟是加工基料、成品保護(hù)渣原料 混合、加工混合料。
A加工基料的步驟依次如下
準(zhǔn)備原料一配料計(jì)量一混合均勻一擠壓造球一自然干燥一預(yù)熔一基 料一破碎一磨粉 準(zhǔn)備的原料是石灰石、石英砂、白云石、水泥熟料、螢石、蘇打與膨潤(rùn)土 配料計(jì)量是將上述的原料按照下述的質(zhì)量份配合 石灰石26 30 石英砂 22 26 白云石 17 21
水泥熟料5 7 螢石8 10 蘇打 9 11
膨潤(rùn)土3 5 水 15 17
混合均勻
將上述配合好的原料，混合均勻。 擠壓造球
把混合好的原料用壓球機(jī)擠壓成球， 一般直徑50 60mm; 自然干燥
把制成的球放在地上，自然干燥，硬度不要求，能成球，水分小于10% 即可。 預(yù)熔
把干燥后的球加入水冷無襯預(yù)熔爐內(nèi)，同時(shí)加入33 37質(zhì)量份的焦碳 進(jìn)行預(yù)熔熔化成基料； 破碎
把制成的基料用顎式破碎機(jī)破碎，再用擺磨進(jìn)行磨粉，磨成粒徑一200 目的粉料；
B成品保護(hù)渣原料混合
將準(zhǔn)備好的-200目的基料92 112質(zhì)量份，與作為熔劑的蘇打4.0 4.2 質(zhì)量份、碳酸錳6.7 6.9質(zhì)量份、碳酸鋰1.35 1.38質(zhì)量份與螢石16 17 質(zhì)量份及碳質(zhì)材料中超碳黑1.34 1.39質(zhì)量份、半步強(qiáng)炭黑6.7 6.9質(zhì)量 份加入到加工成的粉料中，同時(shí)加入粘結(jié)劑羥甲基纖維素鈉2.1 2.3質(zhì)量 份和水55 56質(zhì)量份；熔劑與碳質(zhì)材料的粒度為200目。這里每份的質(zhì)量 與配料計(jì)量的質(zhì)量相同。
C加工混合料的步驟依次如下
攪拌磨磨漿一造粒與干燥一成品檢驗(yàn)一計(jì)量包裝。
7攪拌磨磨漿
是將上述原料和水用攪拌磨磨30 50分鐘，制成料漿，料漿常溫粘度 7.0士0.5泊，不反干不沉淀。 造粒與干燥
是用噴霧造粒干燥塔造粒，粒度0.25 1.50111111 ，經(jīng)干燥制成結(jié)晶器保 護(hù)渣成品，最后成品撿驗(yàn)后包裝。
本中碳鋼寬板坯含錳結(jié)晶器保護(hù)渣的預(yù)熔原料是石灰石、石英砂、鋁 礬土、水泥熟料、螢石、蘇打、膨潤(rùn)土，預(yù)熔好的基料破碎后配入熔劑(螢 石、蘇打、碳酸錳、碳酸鋰)，碳質(zhì)材料(炭黑)、粘結(jié)劑(1.6%羥甲基纖 維素鈉)，30 40%的水，經(jīng)攪拌磨磨漿后噴霧造粒，制成結(jié)晶器保護(hù)渣。
本發(fā)明采用含錳板坯結(jié)晶器保護(hù)渣，可以提高寬板中碳鋼鑄坯的表面
質(zhì)量，減少裂紋，導(dǎo)熱系數(shù)小，潤(rùn)滑性能好，提高紅送率，使鑄坯合格率 達(dá)100%;在連鑄設(shè)備、工藝正常穩(wěn)定的情況下，鑄坯表面質(zhì)量比傳統(tǒng)保護(hù) 渣使用后的質(zhì)量率提高30%，(現(xiàn)有中碳鋼寬板坯含錳結(jié)晶器保護(hù)渣使用 后鑄坯合格率《70%);寬板含錳結(jié)晶器保護(hù)渣有較強(qiáng)的吸附夾雜的能力， 保護(hù)渣穩(wěn)定性較好；添加MnO主要是協(xié)調(diào)裂紋敏感性鋼種鑄坯傳熱與潤(rùn)化 之間矛盾，采用Ca0-Si02-Al203-NaO-CaF2渣系，渣樣中MnO加入量在3 7， 渣的堿度在1.30 1.40，粘度O. 130 0. 150Pa,S，此時(shí)MnO在熔渣中可明 顯降低輻射傳熱，避免縱裂紋的產(chǎn)生。


圖1是本發(fā)明的中碳鋼寬板含錳結(jié)晶器保護(hù)渣制造方法流程圖。 上述圖中
1、準(zhǔn)備原料 2、配料計(jì)量3、混合均勻 4、擠壓造球
5、自然干燥 6、預(yù)熔 7、基料 8、破碎 9、磨粉
10、熔劑、碳質(zhì)材料 11、粘結(jié)劑、水12、原料計(jì)量混合13、攪拌磨磨漿 14、造粒 15、干燥 16、成品檢驗(yàn)
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖詳細(xì)說明本結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法的具體實(shí)施方式
，但本結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法的具體實(shí)施方式
不局限于 下述的實(shí)施例。 結(jié)晶器保護(hù)渣實(shí)施例
結(jié)晶器保護(hù)渣實(shí)施例化學(xué)成分的質(zhì)量百分配比為 氧化f5 36,09 二氧化硅 25.40
三氧化二鋁2.40 氧化鎂 3.34
三氧化二鐵 1.47 碳酸錳 5.00
氟化鈣 14.00 氧化鈉 7.30
氧化鋰 0.41 固定碳 4.59
渣堿度CaO/Si02: 1.42，熔點(diǎn)廳。C，熔速28秒，粘度0.140Pa.s， 800 。C時(shí)保護(hù)渣導(dǎo)熱系數(shù)為0.125W/m.k。 結(jié)晶器保護(hù)渣制備方法實(shí)施例
申請(qǐng)人在第二煉鋼廠生產(chǎn)碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235-B板坯，鋼種成品成分要 求C: 0.12 0.20%， Si: 0.12 0.30%， Mn: 0.30 0.70%， P:《0.045%， S:《0.045%;鑄坯規(guī)格為220X1510mm2，連鑄拉鋼過程中中包鋼水溫 度為1550 1535°C，拉速l.l 1.20m/min。以及集裝箱板SPA-H板坯，鋼 種成分C: 0.06—0.11%， Si: 0.30-0.60%, Mn: 0.30 0.50%, P: 0.070 0.120%， S:《0.025%， Cu: 0.25 0.35%， Cr: 0.40 0.60%; Ni: 0.15 0.40%; 鑄坯規(guī)格為220X1510mm2，鑄坯規(guī)格為200X1240mm2，連鑄拉鋼過程 中使用含錳結(jié)晶器保護(hù)渣，渣堿度CaO/Si02=1.42，熔點(diǎn)1099°C，熔速28 秒，粘度0.14(^^， 80(TC時(shí)保護(hù)渣導(dǎo)熱系數(shù)為0.125W/m.k,結(jié)晶器內(nèi)保護(hù) 渣液渣層厚度為8 13mm,保護(hù)渣渣耗為0.53kg/t鋼，鑄坯紅送率為99.8%。本實(shí)施例的結(jié)晶器保護(hù)渣的制備方法為下述依次的步驟，參見圖1: 準(zhǔn)備原料1是準(zhǔn)備公制卯目的
石灰石、石英砂、白云石、水泥熟料、螢石、蘇打與膨潤(rùn)土； 配料計(jì)量2是將上述的原料按照下述的質(zhì)量份配合
混合均勻3
將上述配合好的原料，混合均勻。 擠壓造球4
把混合好的原料用壓球機(jī)擠壓成直徑55mm的球； 自然干燥5
把制成的球放在地上，自然干燥，硬度不要求，能成球，水分小于1%
把干燥后的球加入水冷無襯預(yù)熔爐內(nèi)，同時(shí)加入350Kg焦碳進(jìn)行預(yù)熔熔 化成基料7; 破碎8
把制成的基料用顎式破碎機(jī)破碎，再用擺磨進(jìn)行磨粉9，磨成粒徑-200 目的粉料；
成品保護(hù)渣原料混合12
是將步驟1至9準(zhǔn)備好的-200目的基料1000 Kg、蘇打41Kg、碳酸錳 68.5Kg、碳酸鋰13.7Kg、螢石164Kg、及碳質(zhì)材料中超碳黑13.7Kg、半步 強(qiáng)炭黑68.5Kg加入到加工成的粉料中，同時(shí)加入粘結(jié)劑羥甲基纖維素鈉 22Kg和水547Kg;熔劑與碳質(zhì)材料的粒度為200目。
攪拌磨磨漿13
是將上述原料用攪拌磨磨漿30分鐘；
石灰石280Kg 水泥熟料60Kg 膨潤(rùn)土 40Kg
石英砂 240Kg 螢石90Kg 水 160Kg
白云石190Kg 蘇打100Kg
即可。 預(yù)熔6
10造粒14與干燥15用噴霧造粒干燥塔造粒，粒度0.25 1. 50mm ，經(jīng)干燥15，制成H91Kg 成品，最后成品檢驗(yàn)16。制成的結(jié)晶器保護(hù)渣的化學(xué)成分的質(zhì)量百分配比為 氧化鈣 36.09 二氧化硅 25.40三氧化二鋁2.40 氧化鎂 3.34三氧化二鐵1.47 碳酸錳 5.00氟化轉(zhuǎn) 14.00 氧化鈉 7.30氧化鋰 0.41 固定碳 4.59。
權(quán)利要求
1、一種結(jié)晶器保護(hù)渣，它的化學(xué)成分的質(zhì)量份配比為氧化鈣 34.5～37.5％ 二氧化硅24.5～27.5％0＜％三氧化二鋁＜3.00％氧化鎂 3.0～5.0％0＜％三氧化二鐵＜2.00％碳酸錳 3.00～8.00％氟化鈣 12.00～16.50％ 氧化鈉 7.00～8.00％％氧化鋰 0.40～0.80％ 固定碳 3.5～5.00％渣堿度CaO/SiO21.25～1.50。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器保護(hù)渣，其特征是它的化學(xué)成分的質(zhì)量百分配比為二氧化硅 25.40 氧化鎂 3.34 碳酸錳 5.00 氧化鈉 7.30 固定碳 4.59 。
3、權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器保護(hù)渣的制造方法，它的主要步驟是加 工基料、成品保護(hù)渣原料混合、加工混合料； A加工基料的步驟依次如下準(zhǔn)備原料一配料計(jì)量一混合均勻—擠壓造球一自然干燥一預(yù)熔一基 料一破碎一磨粉 準(zhǔn)備的原料是石灰石、石英砂、白云石、水泥熟料、螢石、蘇打與膨潤(rùn)土 配料計(jì)量是將上述的原料按照下述的質(zhì)量份配合氧化轉(zhuǎn) 36.09 三氧化二鋁2.40 三氧化二鐵1.47氟化韓 14.00氧化鋰 0.41石灰石 26 30石英砂 22 26白云石 17 21水泥熟料5 7 螢石8 10 蘇打 9 11膨潤(rùn)土3 5 水 15 17混合均勻?qū)⑸鲜雠浜虾玫脑希旌暇鶆颍?擠壓造球把混合好的原料用壓球機(jī)擠壓成球， 一般直徑50 60mm; 自然干燥把制成的球放在地上，自然干燥成水分小于1%的球； 預(yù)熔把干燥后的球加入水冷無襯預(yù)熔爐內(nèi)，同時(shí)加入33 37質(zhì)量份的焦碳 進(jìn)行預(yù)熔熔化成基料； 破碎把制成的基料用顎式破碎機(jī)破碎，再用擺磨進(jìn)行磨粉，磨成粒徑一200 目的粉料；B成品保護(hù)渣原料混合是將準(zhǔn)備好的-200目的基料92 112質(zhì)量份，與作為熔劑的蘇打4.0 4.2質(zhì)量份、碳酸錳6.7 6.9質(zhì)量份、碳酸鋰1.35 1.38質(zhì)量份與螢石16 17質(zhì)量份及碳質(zhì)材料中超碳黑1.34 1.39質(zhì)量份、半步強(qiáng)炭黑6.7 6.9質(zhì) 量份加入到加工成的粉料中，同時(shí)加入粘結(jié)劑羥甲基纖維素鈉2.1 2.3質(zhì) 量份和水55 56質(zhì)量份；C加工混合料包括下述步驟 攪拌磨磨漿一造粒與干燥攪拌磨磨漿是將上述原料用攪拌磨磨漿28 32分鐘； 造粒與干燥是用噴霧造粒干燥塔造粒，粒度0.25 1.50111111 ，經(jīng)干燥制成結(jié)晶器保 護(hù)渣成品。
全文摘要
一種結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法，保護(hù)渣的質(zhì)量百分配比為氧化鈣36.09；二氧化硅25.40；三氧化二鋁2.40；氧化鎂3.34；三氧化二鐵1.47；碳酸錳5.00；氟化鈣14.00；氧化鈉7.30；氧化鋰0.41；固定碳4.59；渣堿度CaO/SiO₂1.25～1.50。制備方法的主要步驟是加工基料、成品保護(hù)渣原料混合、加工混合料；A加工基料的步驟為準(zhǔn)備原料、配料計(jì)量、混合均勻、擠壓造球、自然干燥、預(yù)熔、基料、破碎成磨粉；B成品保護(hù)渣原料混合將蘇打、碳酸錳、碳酸鋰、螢石、碳質(zhì)材料中超碳黑、半步強(qiáng)炭黑加粉料中，同時(shí)加入粘結(jié)劑；C加工混合料的步驟為攪拌磨磨漿與造粒與干燥。
文檔編號(hào)B22D11/111GK101658909SQ20091007530
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月5日
發(fā)明者立 程 申請(qǐng)人:太原鋼鐵(集團(tuán))有限公司