连铸生产用中空颗粒型开浇渣及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种连铸生产用中空颗粒型开浇渣及其制备方法，该开浇渣包括CaO 31

【技术实现步骤摘要】
连铸生产用中空颗粒型开浇渣及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种炼钢用保护渣及其制备方法，尤其涉及一种连铸生产用中空颗粒型开浇渣及其制备方法。

技术介绍

[0002]连铸是炼钢环节最后一道工艺，目标是将液态钢水通过结晶器及后续铸机设备连续稳定地形成表面平整、光洁的铸坯；其中，结晶器内钢水表面覆盖一层辅助用功能材料——保护渣。现有技术的保护渣成分以CaO、SiO2二元系为主，外配CaF2、Na2O、Li2O等助熔剂，以及少量的Al2O3、MgO等组元和其它一些不可避免的杂质组成，其熔化温度通常为900
‑
1200℃。为控制保护渣能在1550℃左右的钢水表面缓慢熔化，还必须在保护渣中配入一定量的炭质材料，如碳黑和石墨。
[0003]保护渣加入到结晶器钢水表面并在钢水的高温作用下逐渐熔化，在钢水表面由上而下形成了粉渣层、烧结层和液渣层，粉渣层起着绝热保温的作用，液渣层可防止钢水氧化并吸收上浮夹杂，同时为铸坯与结晶器铜板缝隙之间提供充足的液态熔渣，液态熔渣在结晶器的周期性振动作用下，连续流入铸坯与铜板的缝隙并形成固渣膜和液渣膜双层结构，液渣膜起着润滑作用，防止铸坯拉裂，固渣膜对控制结晶器的传热能力起着关键的作用。
[0004]在连铸开浇初期，钢水进入结晶器，若此时直接加入保护渣，由于炭质材料的作用，保护渣不能快速熔化并形成一定厚度的液渣层，因此不能及时为铸坯提供液渣，无法完成应有的润滑功能。故此时需要使用一种过渡型保护渣，即开浇渣，用于快速形成液渣。开浇渣通过由常规保护渣物料、金属发热剂和供氧剂混合制备而成，其与常规保护渣有两个主要差别：一是不配入炭质材料，二是具有自发热功能，不但可实现快速熔化，为润滑提供充足的液渣，而且可弥补开浇初期钢水的快速温降，减少开浇渣熔化对钢水的吸热。
[0005]开浇渣的自发热功能由添加金属发热剂和供氧剂来完成，通过二者的剧烈燃烧反应产生大量的热量。现有的技术方案中，金属发热剂为8
‑
25%的金属粉，如硅铁粉FeSi、铝粉Al、镁粉Mg等，供氧剂为5
‑
15%的Fe2O3。具体化学反应式如下所示：M + Fe2O3ꢀ→ꢀ
[Fe] + (MO
x
)，其中，M指金属粉，二者完成氧化燃烧反应后，Fe2O3被还原成金属Fe。正常情况下，渣钢界面张力较大，液渣与钢水不互溶，但当渣钢界面存在大量的物质传递时，即出现熔渣中金属物向钢水扩散的现象，就会导致渣钢界面张力迅速降低。由于熔渣不能溶解金属粉，经过渣钢间萃取作用，被还原的金属Fe和一些未及时燃烧的金属粉会通过渣钢界面进入钢水中，从而导致连铸开浇后产生的第一块铸坯表面质量很差，夹渣缺陷比较严重。该铸坯需要下线进行扒皮清理，或判为低级别钢种甚至作为废钢重新回炉。
[0006]另外，由于开浇过程中钢水温降大，结晶器内结冷钢的可能性较大，为及时发现冷钢、防止连铸过程中断，连铸操作工通常会用木棍探测钢水表面是否有硬块，导致渣钢界面受到扰动而进一步导致熔渣进入钢水中，从而加剧夹渣缺陷。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的之一在于提供一种连铸生产用中空颗粒型开浇渣，能保证开浇渣燃烧发热量满足连铸生产要求，且能在燃烧时完全熔化，不产生金属残渣，减少铸坯夹渣，从而确保了铸坯质量。
[0008]本专利技术的目的之二在于提供一种连铸生产用中空颗粒型开浇渣的制备方法，采用硅粉作为发热剂、MnO2作为供氧剂，结合中空颗粒生产工艺，使开浇渣在燃烧时最大程度的减少金属物的产生，减少铸坯夹渣，同时具有良好的保温效果，避免冷钢产生。
[0009]本专利技术是这样实现的：一种连铸生产用中空颗粒型开浇渣，按质量百分比计，包括CaO 31
‑
37%、SiO
2 19
‑
24%、Al2O
3 2
‑
6%、MgO 0
‑
3%、F 5
‑
7%、Na2O 11
‑
15%、MnO
2 8
‑
12%、Fe2O
3 0
‑
4%、Si 6
‑
7%、以及不超过3%的杂质；所述开浇渣为中空颗粒型。
[0010]一种连铸生产用中空颗粒型开浇渣的制备方法，包括以下步骤：步骤1：选取保护渣配制物料，并在保护渣配制物料中加入发热剂和供氧剂；所述的发热剂为硅粉Si，供氧剂包括色素锰MnO2；步骤2：将步骤1中称取的物料进行干式混合；步骤3：先在制浆容器中加入水，再将步骤2中混合的物料按比例投入制浆容器中；步骤4：水和物料通过搅拌桨在制浆容器中搅拌制浆；步骤5：将制浆后的物料泵入低速搅拌容器中，并同时进行低速搅拌、高压雾化和热风干燥，形成中空颗粒型开浇渣；按质量百分比计，所述的中空颗粒型开浇渣的化学成分为：CaO 31
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37%、SiO
2 19
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24%、Al2O
3 2
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6%、MgO 0
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3%、F 5
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7%、Na2O 11
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15%、MnO
2 8
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12%、Fe2O
3 0
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4%、Si 6
‑
7%、以及不超过3%的杂质，其中，MnO
2 8
‑
12%和Fe2O
3 0
‑
4%来源于供氧剂，Si 6
‑
7%来源于发热剂；中空颗粒型开浇渣的水分含量小于0.5%；步骤6：收集和包装中空颗粒型开浇渣的成品。
[0011]所述的步骤1中，供氧剂为色素锰MnO2。
[0012]所述的步骤1中，供氧剂为色素锰MnO2与铁精粉的混合物，且铁精粉的质量百分比不超过4%。
[0013]所述的步骤1中，所述的保护渣配制物料包括纯碱，纯碱的质量占物料总质量的10
‑
14%。
[0014]所述的步骤1中，所有物料的粒度均不超过0.074mm，物料的干式混合时间不低于30min。
[0015]在所述的步骤3中，每一次投入制浆容器中的水的质量是物料质量的1.6
‑
1.8倍。
[0016]所述的步骤4中，搅拌制浆时间为1
‑
2min。
[0017]在所述的步骤5中，低速搅拌的方式为间歇式搅拌。
[0018]在所述的步骤5中，低速搅拌、高压雾化和热风干燥的总时间不超过10min。
[0019]本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：1、本专利技术的开浇渣为中空颗粒型，相比现有技术的粉态开浇渣，中空颗粒型开浇渣的堆比重更小、传热阻更大，在使用过程中更有利于起到对钢水的保温作用，减少钢水在开浇初期的温降，可有效防止因过冷而在钢水表面产生冷钢的现象，也避免了人工搅动钢
水导致的铸坯夹渣的缺陷产生。
[0020]2、本专利技术的制备方法由于采用了中空颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连铸生产用中空颗粒型开浇渣，其特征是：按质量百分比计，包括CaO 31
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37%、SiO
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24%、Al2O
3 2
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6%、MgO 0
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3%、F 5
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7%、Na2O 11
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15%、MnO
2 8
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12%、Fe2O
3 0
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4%、Si 6
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7%、以及不超过3%的杂质，所述开浇渣为中空颗粒型。2.一种权利要求1所述的连铸生产用中空颗粒型开浇渣的制备方法，其特征是：包括以下步骤：步骤1：选取保护渣配制物料，并在保护渣配制物料中加入发热剂和供氧剂；所述的发热剂为硅粉Si，供氧剂包括色素锰MnO2；步骤2：将步骤1中称取的物料进行干式混合；步骤3：先在制浆容器中加入水，再将步骤2中混合的物料按比例投入制浆容器中；步骤4：水和物料通过搅拌桨在制浆容器中搅拌制浆；步骤5：将制浆后的物料泵入低速搅拌容器中，并同时进行低速搅拌、高压雾化和热风干燥，形成中空颗粒型开浇渣；按质量百分比计，所述的中空颗粒型开浇渣的化学成分为：CaO 31
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37%、SiO
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24%、Al2O
3 2
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6%、MgO 0
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3%、F 5
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7%、Na2O 11
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15%、MnO
2 8
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12%、Fe2O
3 0
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【专利技术属性】
技术研发人员：张晨，蔡得祥，范英同，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：