一种环保节能型-方坯结晶器保护渣制造技术

本发明专利技术公开了一种环保节能型-方坯结晶器保护渣,由下述重量份的原料制成：炭黑1.00～1.50份、石墨原矿25～40份、BJ粉7～11份、白碱5～8份、硅酸钙13～18份、硅灰石23～33份、铝土1～4份、黄糊精2～3份。采用本发明专利技术所述的环保节能型-方坯结晶器保护渣，在结晶器内铺展性、保温性和熔化性能表现良好，渣面覆盖稳定没有翻动现象，渣层也没有结渣块出现；结晶器内四个面传热量稳定和均匀，满足高拉速要求；试验渣渣条小、改善了流入不均现象，保护渣润滑性好，防止了粘结性漏钢；铸坯表面无夹渣和粘渣现象，铸坯表面质量好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金辅料
，具体涉及一种环保节能型-方坯结晶器保护渣。
技术介绍
我国是世界上对能源依赖程度最高的国家之一，其中煤炭占了能源资源总量的75.2%，在国民经济中具有重要的战略地位。节约煤炭资源，对于保证国民经济的稳定发展，具有十分重要的战略意义。“十二五”期间，我国发展仍处于可以大有作为的重要战略机遇期。随着工业化、城镇化进程加快和消费结构持续升级，我国能源需求呈刚性增长，受国内资源保障能力和环境容量制约以及全球性能源安全和应对气候变化影响，资源环境约束日趋强化，“十二五”时期节能减排形势仍然十分严峻，任务十分艰巨。应充分认识做好“十二五”节能减排工作的重要性、紧迫性和艰巨性。确保实现“十二五”节能减排目标。在 大多方、圆坯结晶器保护渣中固定碳含量都在10 20%范围，这些固定碳主要来源于优质焦煤经煅烧后生产的增碳剂，和石墨矿石水磨浮选后生产的高碳石墨，这两种碳质材料在生产时对大气和水资源都造成不同程度的污染，在方、圆坯保护渣原材料中属于高耗能高污染材料，也使方坯保护渣的材料成本居高不下。如何转换材料替代方坯保护渣中的增碳剂和高碳石墨等碳质材料，同时降低方坯保护渣的材料成本，是西保集团保护渣研发、生产者的主要研究工作方向，也对确保实现节能减排目标的推行具有积极意义。石墨原矿中含有固定碳15 25% ；Si02 3 3 45% ；A1203 8 15% ；Fe203 ( 4. 0% ；CaO 8 15% ；MgO I 5%。石墨原矿的成分范围与SiO2 - CaO - Al2O3三元渣系的方坯结晶器保护渣成分范围比较接近，是一种理想的方坯保护渣富碳型基料。同时，石墨原矿的使用可以节约大量的增碳剂和高纯石墨用量。在对保护渣原材料的要求中，石墨原矿的加工过程只需均化磨细即可使用，不需浮选、煅烧等复杂的耗能加工程序，是一种廉价的环保型保护渣原材料，很值得在冶金材料中大力推广使用。在现有的炼钢设备，因运行年代较长，连铸机设备逐渐老化，机械稳定性较差，浇铸生产中结晶器液面波动范围较大，多年正常使用的结晶器保护渣对此生产条件的适应性也逐渐下降，主要表现为结晶器液面结渣块现象逐渐增多，渣层中气体逸出时压力过大很容易翻动，保护渣消耗量过大。需要依此现象对保护渣进行优化和改进，确保保护渣的正常使用，弥补铸机老化、机械稳定性差的不足。为确保良好的渣层保温效果，保护渣中需维持11 15%的固定碳量以达到渣层保温效果。这里面的固定碳主要以增碳剂和高碳石墨为主，由于增碳剂和高纯石墨的熔化点很高，与较低熔点的基料熔化区间太大，骨架性能较强，所以两相区的分熔倾向性较大。由于增碳剂的材料密度较大，在渣粉中形成的间隙太小，导致高温形成的气体逸出受阻，所以渣层翻动较大。由此，为了实现最佳操作性能和获得满意的产品质量，对节能环保型方坯保护渣提出了更高的要求1、保护渣必须具有良好的绝热保温性能，以抑制连铸过程中在结晶器内形成搭桥和结壳；2、确保较高的弯月面温度，维持渣流畅通，减轻振痕，减少铸坯表面及皮下缺陷；3、渣层达到稳定传热状态所需要的加热时间要短；4、稳定传热状态下渣层中的温度梯度要大；5、所选保护渣原材料和碳质材料密度要小，确保生产出轻质保护渣，使渣层疏松，使高温分解释放的气体能顺利逸出，避免压力过大造成渣层翻动，确保渣面平稳覆盖。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种用天然石墨原矿为主的富碳型基料取代增碳剂和高碳石墨，达到节约煤炭资源和降低保护渣材料成本、解决方坯保护渣使用中液面结渣块多和渣层中气体逸出时压力过大造成翻动的问题、提高方坯保护渣的使用稳定性的环保节能型-方坯结晶器保护渣。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现 一种环保节能型-方坯结晶器保护渣，由下述重量份的原料制成炭黑I. 00 I. 50份、石墨原矿25 40份、BJ粉7 11份、白碱5 8份、硅酸钙13 18份、硅灰石23 33份、铝土 I 4份、黄糊精2 3份。 所述的环保节能型-方坯结晶器保护渣制品中，二元碱度(Ca0/Si02)为O. 73 0.87，包括以下成份=SiO2 30. O 36. O 份、CaO 23. O 28. O 份、Al2O3 7. O 10. O 份、Fe2O31.O 3. O 份、MgOl. O 5. O 份、Na2O 5. O 8. O 份、Γ2. O 4. O 份、固定碳 11 16 份、挥发份6 11份。所述环保节能型-方坯结晶器保护渣的渣层厚度7 11mm。本专利技术的环保节能型-方坯结晶器保护渣技术方案的设计，应从保护渣化学成分设计、保护渣物理性能确定、配渣基料的选用和特点、生产工艺和质量控制标准等因素考虑。一、保护渣化学成分设计 首先要求保护渣的二元碱度(Ca0/Si02)不能太高，一般要小于O. 90，以保证结晶器内渣膜形成良好的玻璃态，改善坯壳与结晶器之间的润滑，本专利技术控制保护渣的二元碱度在O.73 O. 87范围内。本专利技术的方坯低碳类钢的碳含量在O. 09 O. 25%范围，即处于亚包晶钢范围，初生坯壳强度高，铸坯振痕较深，坯面容易出现凹陷和纵裂。小断面方坯结晶器散热快，液面温度低，易发生结晶器壁粘渣现象及熔渣易于凝固，铸坯易产生皱皮、结疤、重接等缺陷，所以保护渣中需配入较多的固定碳确保渣层较好的保温效果。因此，本专利技术保护渣中C含量控制范围为11. O 16. 0%，Fe2O3含量控制范围为I. O 2. 0%。保护渣中的F—主要作用是降低渣粘度，改善液渣流动性，若渣中CaF2含量过高会引起枪晶石(3Ca0. 2Si02.CaF2)等高熔点物的析出，破坏熔渣的玻璃性，使润滑条件恶化，另外F—离子含量过高还会对伸入式水口造成严重侵蚀，减少水口使用寿命，因此在本专利技术中特别注意控制保护渣中的F—含量，本专利技术保护渣中F—含量控制范围为2. O 4. 0%。小断面方坯连铸时，由于拉速高，结晶器液面波动大，不易稳定，若保护渣选择不当，易使铸坯产生夹渣等缺陷。目前通过提高粘度来减少保护渣卷渣。在方坯铸机上，高粘度保护渣被用来解决结晶器内的波动和卷渣。选用高粘度保护渣可以大大减少轧材的表面缺陷。然而，保护渣粘度增高时，渣耗会减少，就会使润滑严重不足。使用高粘度低析晶温度保护渣，可以保证保护渣的耗量，且大大减少由卷渣引起的非金属夹杂含量。本专利技术的保护渣在1300°C时粘度为O. 60 O. 95Pa · S。二、保护渣物理性能确定本专利技术要求保护渣具有较低的熔点、凝固温度和较快的熔化速度和较高粘度值特点。三、配渣基料的选用和特点 保护渣的性能取决于制渣基料的选择，常规方坯保护渣中固定碳主要以高成本、高耗能的增碳剂和高碳石墨为主，由于增碳剂和高纯石墨的熔化点很高，与较低熔点的基料熔化区间太大，骨架性能较强，所以两相区的分熔倾向性较大。由于增碳剂的材料密度较大，在渣粉中形成的间隙太小，导致高温形成的气体逸出受阻，所以渣层翻动较大，由于小方坯结晶器内渣层空间较小，再加上浸入式水口的占用，周边渣层空间非常狭窄，翻动时很容易把渣圈、烧结层和渣层混为一体，严重影响三层结构的正常熔化。环保节能型保护渣选用天然石墨原矿为基料，粉状材料密度较小，容易形成较轻、疏松的渣层结构，气体逸出压力较小，渣层不易生产翻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保节能型？方坯结晶器保护渣,其特征在于：由下述重量份的原料制成：炭黑1.00～1.50份、石墨原矿25～40份、BJ粉7～11份、白碱5～8份、硅酸钙13～18份、硅灰石23～33份、铝土1～4份、黄糊精2～3份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李书成，李伟锋，黄占基，李保军，
申请(专利权)人：河南省西保冶材集团有限公司，
类型：发明
国别省市：