一种高钠低氟连铸保护渣及其制备方法技术

一种高钠低氟连铸保护渣，该保护渣以硅灰石、石灰石、石英砂、萤石、铝钒土、碳酸锰、镁砂、含水硼砂、工业用苏打、碳酸锂和碳质材料为原材料配制而成，该保护渣的化学成分重量％满足：３０％＜ＣａＯ＜３４％，３０％＜ＳｉＯ↓［２］＜３８％，１２％＜Ｎａ↓［２］Ｏ＜２５％，ＭｇＯ＜４％，ＭｎＯ＜８％，Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］＜４％，Ｌｉ↓［２］Ｏ＜１．５％，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］＜４％，Ｆ＜２％，４％＜Ｃ＜１０％，其余为杂质。该保护渣中∑ＣａＯ与ＳｉＯ↓［２］的比值控制在０．８－１．１５之间，以保证保护渣熔体在高温下不析出晶体，渣膜中的液渣能起到润滑铸坯的作用。本发明专利技术针对氟含量对环境和设备的不良影响，采用高钠低氟连铸保护渣，既能满足裂纹敏感性钢种连铸保护渣传热和润滑性能的协调控制要求，浇铸出表面质量优良的铸坯，又能减少空气和二冷水中氟含量，从而减少空气的污染，降低含氟水对设备的腐蚀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢水连续铸钢用结晶器保护渣，特别是一种高钠低氟连铸保护渣及其制 备工艺，属于炼钢及连铸

技术介绍
在现代连铸生产中，结晶器保护渣是一种关键的辅助材料，它们通常用石灰石、石英 砂、废玻璃、硅灰石、水泥熟料、纯碱、萤石、氟化钠、碳酸锂、石墨、炭黑等各种天然 矿石或化工产品为基本原材料，经过预熔或机械混合及造粒生产制成成品保护渣。通过调 整保护渣中的CaO、 Si02、 A1203、 MgO、 Na20、 K20、 F、 Li20和C等化学成份或组元的 含量，以调节保护渣的熔化温度、粘度、结晶性能、吸收夹杂能力、熔化速度、传热能力 等理化指标，来实现对结晶器钢液面绝热保温、防止钢水的二次氧化、吸收钢水中上浮至 弯月面的夹杂、填充于坯壳与结晶器壁之间形成渣膜以润滑铸坯并调节铸坯向结晶器的传 热这样一些基本功能。在钢铁冶金行业中，除电渣和过去使用的部分精炼渣外，许多连铸保护渣是氟含量较 高的渣系。在常用冶金渣中加入氟，主要是降低渣系熔点和粘度，以改善熔渣与金属或熔 渣与夹杂之间的反应动力学条件，而保护渣中加入氟(常用萤石CaFr氟化钠NaF、冰晶 石N^AlFe)，主要作用在于降低保护渣熔渣粘度；降低保护渣熔化温度和凝固温度；调 节保护渣结晶性能。虽然连铸保护渣中氟对维持保护渣某些理化指标具有重要作用，但保护渣在使用过程 中，氟的化合物会释放到空气或水中，直接危害人员身体健康和造成环境污染。从结晶器 下口出来的保护渣渣膜，在二冷水的作用下也会生成富含HF的酸性溶液，PH值"3 5， 呈酸性， 一方面加剧了连铸设备的腐蚀，另一方面使得二冷水循环使用的化学处理费用增 高。尽管国内外在无氟保护渣的开发和应用方面取得了初步成功，但在进一步的发展中却 遇到了很大的障碍，集中表现在裂纹敏感的亚包晶钢用保护渣无氟化后，无法获得析晶 所需的枪晶石和钠氟石矿相，为满足析晶和控制传热的要求，在寻求替代枪晶石的传热特 性接近的新的矿相中，人们探索了新的结晶矿相，如钙铝黄长石(CaO.Al203.Si02),钙 钛矿(CaO.Ti02)等。但这类矿相析出温度高或者析出后液渣的粘度特性恶化，铸坯在结晶器内发生粘结和漏钢的几率增大，或者析出晶体能力弱，为增大析晶能力弱，增加Li20 降低熔渣凝固温度可部分缓解上述矛盾，但Li20资源少、价格贵，并且当保护渣中Li20 含量高于2.5°/。后，析晶温度反而有升高的趋势，又重蹈粘结和漏钢的覆辙。而通过CaO-Na20-Si02相图发现，在某些区域存在xNa2OyCaOzSi02矿相，其析出温度与枪晶石 3Ca02SKV2CaF2相当，这些析出矿相由于同时消耗CaO和Si02，不会导致晶体析出后剩 余熔渣粘度特性和铸坯润滑状况的恶化。在上述高钠渣系范围基础上，通过调整其它外加 组元，可对其凝固和结晶特性进行协调控制。CN101096049公开了 "一种低污染型连铸保护渣"，主要解决由于氟离子增加导致的连 铸设备腐蚀以及后处理难度增加和处理成本上升的技术问题。该专利技术的技术方案为 一种 低污染型连铸保护渣，其组成成分的重量百分配比为CaO: 28 35%， Si02: 28 34%， A1203: 3 7%， Na20: 8 13%， F: 3 5%， B203: 3 5%， Li20: 1 5%， MnO: 3 5%， MgO: 4 8%。控制氧化钙和二氧化硅的重量比即CaO/Si02大于1，"污染成分指数" (8F%+ 1.2SiO2%+B2O3%+Al2O3%+MnO%)/(0.8CaO%+Na2O%+Li2O%+MgO%) ^2.4。它 既能有效地满足保护渣的各项使用性能指标，同时对冷却水的污染程度控制在二级以下， 满足了环保排放的要求。但是该专利技术中，氟含量仍达3 5%,氧化锂含量达1 5%，氟 含量和氧化锂含量仍然较高，尤其是氧化锂达1 5%，因而存在成本较高的问题；其应用 对象并不涉及裂纹敏感性钢种。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种针对裂纹敏感性钢种开发 的，具有良好的润滑铸坯和控制传热特性，还可避免造成环境污染和连铸设备腐蚀的高钠低氟连铸保护渣。本专利技术的另一个目的是提供制备所述高钠低氟连铸保护渣的方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为 一种高钠低氟连铸保护渣，其特征在于，该 保护渣以硅灰石、石灰石、石英砂、萤石、铝钒土、碳酸锰、镁砂、含水硼砂、工业用苏 打、碳酸锂和碳质材料为原材料配制而成，该保护渣的化学成分重量％为30°/。<CaO< 34°/。， 30%<SiO2<38o/。， 12%<Na20<25%， MgO<4。/。， MnO <8%， B203<4%， Li2O<1.50/0， Al203<4%， F<2%， 4%<C<10°/。；其余为杂质。进一步，该保护渣中i;CaO与Si02的比值控制在0.8-1.15之间，以保证保护渣熔体在 高温下不析出晶体，渣膜中的液渣能起到润滑铸坯的作用。该保护渣中Na20的含量重量°/。为14%-22%，析出主要矿相为Na2OCaO3Si02、Na20'2CaO3Si02或Na2O2CaO2Si02，析晶温度<1200"，空冷断口晶体重量％为80%-100 %，凝固转折温度为1180°C-1250°C，以协调裂纹敏感性钢种的润滑和传热矛盾。 一种制备高钠低氟连铸保护渣的方法，其特征在于，包含如下步骤1) 检测原材料硅灰石、石灰石、萤石、石英砂、碳酸锂、含水硼砂、苏打、铝钒土、 碳酸锰、镁砂及碳质材料的化学成分含量；2) 根据保护渣化学成分满足的条件，即30%<CaO<34%, 30%<SiO2 <38%, 12% <Na20<250/o， Mg0<4%, MnO <8%， B203<4%， Li20<1.5%， Al203<4%， F<2%， 40/o< C<10%，其余为杂质，计算所需原材料的重量；3) 将上述按比例称取的原材料在矿热炉中熔化均匀，出炉后自然冷却；4) 破碎加工到200目；5) 配加所需量的碳质材料后，在精磨机中加入干料重量0.8-1.2倍的常温水，以及干 料重量的2%的纤维素粘结剂，精磨30-60分钟，制成料浆；6) 将步骤5)得到的浆料送入喷雾颗粒干燥塔内干燥制粒，产品要求水分重量％小于 0.5%，粒度小于2mm，密封装袋待用。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果本专利技术针对氟含量对环境和设备的不良影响，采用高钠低氟连铸保护渣，既能满足裂 纹敏感性钢种连铸保护渣传热和润滑性能的协调控制要求，浇铸出表面质量优良的铸坯， 又能减少空气和二冷水中氟含量，从而减少空气的污染，降低含氟水对设备的腐蚀。附图说明图1是本专利技术一种连铸保护渣的结晶矿相x衍射图谱；图2是本专利技术一种连铸保护渣的析晶温度(110rC和737'C)图3是本专利技术连铸保护渣的粘度一温度曲线(转折温度为1234°C)图。具体实施例方式一种高钠低氟连铸保护渣，其特征在于，该保护渣由硅灰石、石灰石、石英砂、萤石、 铝钒土、碳酸锰、镁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高钠低氟连铸保护渣，其特征在于，该保护渣以硅灰石、石灰石、石英砂、萤石、铝钒土、碳酸锰、镁砂、含水硼砂、工业用苏打、碳酸锂和碳质材料为原材料配制而成，该连铸保护渣的化学成分重量％为：３０％＜ＣａＯ＜３４％，３０％＜ＳｉＯ↓［２］＜３８％，１２％＜Ｎａ↓［２］Ｏ＜２５％，ＭｇＯ＜４％，ＭｎＯ＜８％，Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］＜４％，Ｌｉ↓［２］Ｏ＜１．５％，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］＜４％，Ｆ＜２％，４％＜Ｃ＜１０％；其余为杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王谦，何生平，李玉刚，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]