專利名稱：用建筑廢料粘土為原料的低堿度結晶器保護渣的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于煉鋼用輔助材料技術領域，特別是一種用建筑廢料粘土為原料的低堿度結晶器保護渣。
背景技術：
保護渣在連鑄過程中起著潤滑、保溫、防止鋼水二次氧化、吸附上浮的夾雜物和調節(jié)傳往結晶器的熱流等作用。保護渣組成是根據(jù)CaO-SiO2-Al2O3三元系中的偽硅灰石區(qū)域選擇各成分組成，在構成保護渣的組分中CaO作為主要的堿性材料，SiO2作為主要的酸性材料，Na2O, CaF2^MgO作為主要的助熔劑，碳質組分作為骨架材料以及熔速控制劑。通過基料和熔劑的有機組合，調整保護渣的化學成份，以調節(jié)保護渣的熔化溫度、粘度、結晶性能、吸收夾雜能力、傳熱能力等理化指標，滿足在高拉速狀態(tài)下能保持正常的渣耗量和液渣層厚度及合理傳熱量的需要，從而保證了坯殼的均勻生成和潤滑結晶器內壁，實現(xiàn)無粘結連鑄生產(chǎn)?，F(xiàn)有的保護渣生產(chǎn)工藝以硅灰石、鋁土為主要原料，螢石、碳酸鈉、氧化鎂、白堿為助熔料，其中硅灰石，鋁土在保護渣中占有較大的配比，使用量較大。由于硅灰石、鋁土受產(chǎn)地的影響，其運輸成本較高，生產(chǎn)加工過程中要經(jīng)過破碎、研磨等處理，又增加了生產(chǎn)成本，這制約了保護渣的發(fā)展。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，粘土是一種含硅酸鹽和一定量的氧化鋁的礦物原料，是由地殼中含長石類巖石經(jīng)過長期風化和地質的作用而生成的，粘土礦廣泛分布于世界各地的巖石和土壤中，種類繁多、藏量豐富，是一種寶貴的天然資源。另外，其由硅灰石、 鋁土為主要原料的保護渣，容易出現(xiàn)運輸過程中破碎的現(xiàn)象，影響其保護渣顆粒均勻完整。 并且隨著城市及工業(yè)化的大發(fā)展產(chǎn)生大量的粘土建筑廢料，需要進行投入資金進行處理。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有保護渣生產(chǎn)成本高特點，本發(fā)明另一個目的是提供一種價格低廉、顆粒均勻、強度高、在生產(chǎn)及運輸過程中不易破碎的用建筑廢料粘土為原料的低堿度結晶器保護渣。一種用建筑廢料粘土為原料的低堿度結晶器保護渣，其原料組份的質量百分含量為粘土 30 55%，螢石8 15%，石灰石15 30%，碳酸鈉8 15%，氧化鎂1 3%，炭黑 2 4%，石墨5 15%，粘結劑1 3%?！N用建筑廢料粘土為原料的低堿度結晶器保護渣，主要化學成份的質量百分含量如下低堿度保護渣的主要化學成分CaO 23 33%，SiO2 28 35%，MgO 1 3%，Al2O3 4 8%，Na2O 4 10%，Γ 5 9%，F(xiàn)e2O3 0. 5 3%，固體碳 C 10 25%。所述氧化硅與氧化鋁質量百分分數(shù)的比值(SiO2Al2O3)范圍為3. 5 5. 3 ；
本發(fā)明所述的用粘土作為替代原材料制造低堿度結晶器保護渣保護渣的干燥溫度，粘土的化學式為Al2O3 .(SiO2)mMH2O，含有結晶水，同時粘土內部微觀顆粒層與層中也有吸附較多的水分，這些水分在生產(chǎn)前期是有利的，粘土水溶液成漿后能使各種原料混更加均勻，經(jīng)噴霧造粒后顆粒強度高不易破碎且顆粒均勻。保護渣經(jīng)580 660°C高溫干燥后，粘土仍殘留部分結晶水，結晶水的存在對保護渣的使用有不利的影響，因此，本發(fā)明在噴霧造粒階段與現(xiàn)有工藝不同，塔體溫度有所提高，進風口溫度680 760°C，出風口溫度200 260 "C。由于本發(fā)明用建筑廢料粘土來代替硅灰石、鋁土，粘土一般呈細分散顆粒，加工處理簡單，使用粘土作為保護渣的生產(chǎn)原料能大副度降低生產(chǎn)成本；同時粘土具有結合性和可塑性，高溫干燥后具有一定強度，這使得所生產(chǎn)的保護渣顆粒均勻完整不易破碎。粘土的化學成分百分比含量SiA 40 80%、Al2O3 10 30%范圍內的粘土礦如高嶺土、膨潤土、 白土等，其所含的氧化硅與氧化鋁的質量百分比與現(xiàn)有的傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的保護渣中的兩者比例接近，因此，此類粘土更宜作為生產(chǎn)保護渣的原材料，能降低硅灰石和鋁土的使用，節(jié)約成本；現(xiàn)如今的城市建設中有大量廢棄的粘土，將粘土作為一種低堿度保護渣的生產(chǎn)原材料，有著環(huán)保利用廢料和廣闊的市場競爭力前景。使用粘土作為其中主要材料制成的保護渣易于保持空心保護渣的顆粒完整，在使用過程中有較好的保溫效果，熔化均勻不結團， 從而確保熔融渣導入均勻、順暢，有效控制結晶器的傳熱，避免結晶器與坯殼粘結，提高鑄坯的外部質量。使用粘土作為保護渣生產(chǎn)的原材料后，可完全替代鋁土和大副度減少硅灰石的使用量，這樣就從原材料上降低了生產(chǎn)成本。使用該保護渣在某鋼廠150X150mm2斷面的連鑄機上澆普通中碳鋼，澆鑄速度2. 3m/min，經(jīng)現(xiàn)場試驗證明，該保護渣在使用過程中保護渣鋪展性好，熔化性，保溫性能良好，渣耗為0. 33Kg/T鋼，液渣層厚度8 12mm，鑄坯表面質量完好。本發(fā)明的連鑄結晶器保護渣的制造方法，包括下列步驟
1.粘土的處理將軟質粘土，加入適量水，攪拌打漿，通過100目網(wǎng)篩過濾除塊狀及大顆粒物，漿液自然沉降，去上層水后自然干燥得塊狀物，粉碎后得粉狀粘土，依據(jù)YB/T-190 《連鑄保護渣化學分析方法》確定Si02、Al2O3的含量以備用。2.依據(jù)所需保護渣的具體配比，將粘土、螢石、石灰石、白堿、氧化鎂、炭黑、石墨、 粘結劑按600Kg進行配料，入球磨機加適量的水充分混合，水磨制漿，水磨時間> 50min，液壓泵輸入噴霧干燥塔中噴霧造粒，泵壓力1. 2 1. 6MPa，塔體進風口溫度680 760°C，出風口溫度200 260"C。3.對上述所得預熔型中空保護渣顆料進篩選，過篩后粒度0. 20 1. Omm的顆粒在95%以上、水份彡0.3%作為合格品。
具體實施例方式實施例1
用建筑廢料粘土為原料的低堿度結晶器保護渣，其原料組份的質量百分含量為粘土 35%，螢石13%，石灰石24%，碳酸鈉8%，氧化鎂3%，炭黑2%，石墨14%，粘結劑1%。保護渣化學成分:CaO 28. 9%, SiO2 33. 6%, Na2O 4. 82%, Γ 8. 68%, MgO 2. 8%, Al2O3 4. 12%, Fe2O3 0. 93%,固體碳C 15.5%。保護渣物理性質堿度(Ca0/Si02) 0.86，熔點1060°C，粘度 (13000C )0. 39Pa · S，熔化速度 36 秒，水份彡 0. 3%0
實施例2:
用建筑廢料粘土為原料的低堿度結晶器保護渣，其原料組份的質量百分含量為粘土 48%，螢石9%，石灰石17%，碳酸鈉11%，氧化鎂1%，炭黑3%，石墨10%，粘結劑1%。保護 S化學成分:CaO 25. 9%, SiO2 30. 6%, Na2O 5. 8%, Γ 8. 2%, MgO 2. 5%, Al2O3 4. 62%, Fe2O3 0. 93%,固體碳C 17.8%。保護渣物理性質堿度(Ca0/Si02 ) 0 . 85，熔點1030°C，粘度 (13000C )0. 48Pa · S，熔化速度 42 秒，水份彡 0. 3%0實施例3:
用建筑廢料粘土為原料的低堿度結晶器保護渣，其原料組份的質量百分含量為粘土 40%，螢石11%，石灰石20%，碳酸鈉11%，氧化鎂2%，炭黑4%，石墨10%，粘結劑2%。一種用建筑廢料粘土為原料的低堿度結晶器保護渣，主要化學成份的質量百分含量如下低堿度保護漁的主要化學成分 CaO 27%，SiO2 28%，MgO 2%, Al2O3 5%, Na2O 8%, Γ 7%, Fe2O3 2%,固體碳 C 12%。保護渣物理性質堿度(Ca0/Si02)0. 96，熔點 1030°C，粘度(1300°C )0. 48Pa .S， 熔化速度42秒，水份< 0. 3%。
權利要求
1.一種用建筑廢料粘土為原料的低堿度結晶器保護渣，其特征在于，其原料組份的質量百分含量為粘土 30 55%，螢石8 15%，石灰石15 30%，碳酸鈉8 15%，氧化鎂1 3%，炭黑2 4%，石墨5 15%，粘結劑1 3%。
2.如權利要求1所述的低堿度結晶器保護渣，其特征在于，主要化學成份的質量百分含量如下低堿度保護渣的主要化學成分CaO 23 33%，SiO2 28 35%，MgO 1 3%， Al2O3 4 8%，Na2O 4 10%，Γ 5 9%，F(xiàn)e2O3 0. 5 3%，固體碳 C 10 25%。
3.—種如權利要求1所述的低堿度結晶器保護渣的制造方法，包括下列步驟a.粘土的處理將軟質粘土，加入適量水，攪拌打漿，通過100目網(wǎng)篩過濾除塊狀及大顆粒物，漿液自然沉降，去上層水后自然干燥得塊狀物，粉碎后得粉狀粘土，依據(jù)YB/T-190 《連鑄保護渣化學分析方法》確定Si02、Al2O3的含量以備用；b.依據(jù)所需保護渣的具體配比，將粘土、螢石、石灰石、白堿、氧化鎂、炭黑、石墨、粘結劑按600Kg進行配料，入球磨機加適量的水充分混合，水磨制漿，水磨時間》50min,液壓泵輸入噴霧干燥塔中噴霧造粒，泵壓力1. 2 1. 6MPa，塔體進風口溫度680 760°C，出風口溫度200 260°C ；c.對上述所得預熔型中空保護渣顆料進篩選，過篩后粒度0.20 1. Omm的顆粒在95% 以上、水份彡0. 3%作為合格品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用建筑廢料粘土為原料的低堿度結晶器保護渣，其原料組份的質量百分含量為粘土30～55%，螢石8～15%，石灰石15～30%，碳酸鈉8～15%，氧化鎂1～3%，炭黑2～4%，石墨5～15%，粘結劑1～3%。使用粘土作為其中主要材料制成的保護渣易于保持空心保護渣的顆粒完整，在使用過程中有較好的保溫效果，熔化均勻不結團，從而確保熔融渣導入均勻、順暢，有效控制結晶器的傳熱，避免結晶器與坯殼粘結，提高鑄坯的外部質量。
文檔編號B22D11/07GK102233411SQ20111017515
公開日2011年11月9日 申請日期2011年6月27日 優(yōu)先權日2011年6月27日
發(fā)明者張令, 朱云峰, 李黨軍 申請人:河南通宇冶材集團有限公司