专利名称：一种连铸用中间包保护渣及制备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连铸用中间包保护渣及制备方法。
背景技术：
中间包保护渣具有绝热保温，防止钢水氧化，吸附夹杂物，净化钢液，因此是炼钢中一种重要必不可少的辅助材料。现有的中间包保护渣，通常采用酸性(CaO/SiO小于1.0)或底层为碱性粉状材料如活性石灰或冶金石灰，上层为碳质保温材料的双层保护渣。然而酸性保护渣，不仅易侵蚀钢包耐火材料，吸附夹杂物、净化钢水能力差，冶金效果不好，而且因含硅量较高，还会造成钢水增硅。底层碱性石灰，上层碳质材料的双层保护渣，主要缺陷是底层石灰易水化，不仅会使钢水增氢，造成钢材氢脆；而且石灰水化还会造成钢水表面热量大量损失，使得钢水表面产生冷钢，造成保护渣失去冶金功能。其次，由于石灰易水化，因此难以通过制浆做成空心颗粒，因而只能做成干粉或实心颗粒，然而粉状保护渣，不仅施用操作很不方便，还会造成对环境的污染；而且铺展性差，易聚堆，易烧结，会造成塞棒结渣块，容易产生生产事故。再就是石灰易水化，也给储运带来不便，易造成性能降低。
中国专利01115451.9公开的一种预熔型颗料保护渣，其组成为CaO20-45％；SiO220-50％；C0-25％；Al2O30-15％；BaO0-15％；MgO0-15％；SrO0-15％；CaF20-15％；B2O30-10％；Na2O+K2O0-15％。此保护渣由于含钾钠量过高，粘度小，熔点较低，只能作为结晶器保护渣使用，不能用于高温环境的中间包使用，并且对包衬、长水口和塞棒侵蚀严重，缩短了耐火材料的使用寿命，保温效果也相对较差，熔化速度快，会造成液面结冷钢，失去保护渣功能。再就是该保护渣仍然为实心颗粒结构，同样存在颗粒料的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种铺展性好，吸附夹杂能力强，冶金效果好，操作性能好，对环境无污染，对包衬侵蚀小的连铸用中间包保护渣。
本发明的另一目的在于提供一种上述中间包用保护渣的制备方法。
本发明目的实现，主要是通过调整组份，并将组成保护渣的保温材料与碱性冶金合成渣组合制成空心小球，达到既保持双层保护渣优良的冶金效果，又拼弃了其缺点和不足的效果。具体说，本发明连铸用中间包保护渣，其特征在于保护渣呈空心颗粒，且其化学组成为CaO 10-70％wt，SiO20.5-30％wt，Al2O33-50％wt，MgO 0.4-20％wt，C 0-85％wt，其中CaO/SiO2为1.1-45。
本发明中CaO作用与其它保护渣相同，主要起吸附夹杂物，净化钢水作用，如加入量低于10％，则难以平衡SiO2，会造成硅过量，使钢水增硅，侵蚀包衬，吸附夹杂物能力下降；过量超过70％，造成钙过量，不易熔化，而且由于缺少液体层，也会造成吸附夹杂物能力下降，失去冶金功能。Al2O3主要用于调整保护渣熔点，过量超过50％，会造成熔点过高，CaO不易熔化而失去冶金净化功能。MgO主要作用是调整保护渣的粘度，在耐火材料表面形成保护层，保护耐火材料或减少对耐火材料的侵蚀，过量超过20％，会使保护渣粘度增加，造成塞棒结渣过多，不利塞棒操作。C主要是防止保护渣烧结，并形成有利的三层结构，同时起到保温骨架，发热作用。对冶炼超低碳钢，则保护渣中应禁止碳引入；对于高碳钢及保温效果要求严格，而对增碳控制要求不高的钢种，可采用高碳配制。高的CaO/SiO2比，则有利形成过剩的CaO，较低的SiO2，可使组份中SiO2被全部结合，有利消除SiO2的不良作用，而且高的碱度，杂质吸附性好，对钢水净化冶金效果好。本发明综合性能价格比，较为理想的组成为CaO 20-45％，SiO21.5-25％，Al2O33-25％，MgO 6-15％，C 0-35％，CaO/SiO2为2.5-10。
保护渣中较高量的K2O、Na2O、F存在，会造成保护渣熔点有较大下降，加剧保护渣的熔化，不利于钢水保温，因此本发明为有助于形成有利的三层保温结构，较好将杂质K2O、Na2O含量控制在3％以下，F含量控制在2％以下。
本发明所述百分含量，并非指数学意义极值，而是一个较为恰当量，允许有适当偏差。
本发明保护渣的制备，主要改进是先对CaO作防水化处理，使之适应制浆成球造粒。具体说，本发明连铸用中间包保护渣的制备，其特征是先将CaO与Al2O3或再加入铁粉混合预熔，得到在CaO表面有Al2O3、Fe钝化膜的基料，然后将基料粉碎成细粉(如200-400目)，再与有机防水包膜材料(如液体石腊、聚乙烯醇、凡士林、酚醛树脂等)预混形成防水包膜，加入符合配比的剩余组份，制成泥浆，喷雾造粒干燥形成空心球颗粒。
本发明为防止混料沉淀造成配料不匀，及尽可能减少加水量，还可以在制浆中加入反絮凝剂(如三聚磷酸钠、硼酸、草酸)和减水剂(如聚丙烯酸钠、木质素磺酸钙、FDN3000等)。
本发明保护渣组成及采用空心颗粒结构，既集合了双层保护渣的优点，同时又克服了其不足，较双层保护渣，具有体积密度小，仅为0.3-0.7g/cm3，保温效果好，首次加入温降小于5℃；铺展性好，操作简便，冷态铺展角小于5°；消除了使用过程中的粉尘污染，劳动保护好，对环境无不利影响；冶金功能控制能力强，不会造成加入不当影响冶金功能；空心颗粒水份低，水份≤0.3％。高的CaO/SiO比，不仅吸附夹杂能力强，而且对耐火材料的侵蚀低，渣线使用寿命大于72小时，钢水不增硅。本发明方法，由于采用预熔得包膜CaO基料及二次防水包膜处理，使得高钙含量的基料微粒表面形成防水化的憎水保护层(防水包膜)，从而解决了石灰水化难题，使之可以适应制浆喷雾造粒成空心球颗粒工艺。
以下结合几个具体实施例，进一步说明本发明，但实施例不是对本发明的限定。
具体实施例方式
实施例1将1.233吨含量为98％的方解石与0.238吨特级铝钒土、0.06吨含量为98％的铁精矿粉，经电熔处理，破碎成250目细粉，加15％的凡士林液体搅拌均匀，加入聚丙烯酸钠和硼酸，配水制浆，喷雾造粒干燥制成0.1-1.5mm空心球颗粒。其化学组成见附表，体积密度约0.7g/cm3。
实施例2将0.6吨含量为98％的石灰与0.4吨特级铝钒土，经高温窑熔融处理，破碎成250目细粉，加15％的凡士林液体搅拌均匀，加入聚丙烯酸钠和硼酸配水制浆，喷雾造粒干燥制成0.1-1.5mm空心球颗粒。其化学组成见附表，体积密度约0.7g/cm3。
实施例3用实施例1所得原料18％，加入82％含量为98％的石墨，混合制浆，喷雾造粒干燥成空心球颗粒，其化学组成见附表。
实施例4用实施例1所得原料42％，加入58％的苏州泥，混合制浆，喷雾造粒干燥成空心球颗粒，其化学组成见附表。
实施例5用实施例1所得原料50％，加入15％含量为95％的重烧镁砂，35％含量为98％的石墨，喷雾造粒干燥成空心球颗粒，其化学组成见附表。
实施例6用实施例1所得原料25％，实施例2原料23％，加入10％含量为95％的重烧镁砂，2％苏州泥，10％碳酸钙，5％特级铝矾土，25％含量为98％的石墨，喷雾造粒干燥成空心球颗粒，其化学组成见附表。
实施例保护渣成份表
注其他成份为K2O、Na2O、Fe2O3、TiO2。
权利要求
1.一种连铸用中间包保护渣，其特征在于保护渣呈空心颗粒，且其化学组成为CaO 10-70％wt，SiO20.5-30％wt，Al2O33-50％wt，MgO 0.4-20％wt，C 0-85％wt，其中CaO/SiO2为1.1-45。
2.根据权利要求1所述连铸用中间包保护渣，其特征在于化学组成为CaO 20-45％，SiO21.5-25％，MgO 6-15％，Al2O33-25％，C 0-35％。
3.根据权利要求1或2所述连铸用中间包保护渣，其特征在于CaO/SiO2为2.0-10。
4.根据权利要求1或2所述连铸用中间包保护渣，其特征在于杂质K2O、Na2O含量小于等于3％。
5.根据权利要求3所述连铸用中间包保护渣，其特征在于杂质K2O、Na2O含量小于等于3％。
6.根据权利要求4所述连铸用中间包保护渣，其特征在于杂质F含量小于等于2％。
7.根据权利要求5所述连铸用中间包保护渣，其特征在于杂质F含量小于等于2％。
8.一种权利要求1～7所述连铸用中间包保护渣制备方法，其特征是先将CaO与Al2O3或再加入铁粉混合预熔，得到在CaO表面有Al2O3、Fe钝化膜的基料，然后将基料粉碎成细粉，再与有机防水包膜材料预混形成防水包膜，加入符合配比的剩余组份，制成泥浆，喷雾造粒干燥形成空心球颗粒。
9.根据权利要求8所述连铸用中间包保护渣制备方法，其特征是制浆时还加有反絮凝剂和减水剂。
全文摘要
本发明涉及一种连铸用中间包保护渣及制备方法，其特征是保护渣呈空心颗粒，且其化学组成为CaO 10－70％wt，SiO
文档编号B22D11/10GK1526493SQ03158318
公开日2004年9月8日 申请日期2003年9月19日 优先权日2003年9月19日
发明者吴永来, 杨政宏, 周高贵, 黄振球 申请人:宜兴振球炉料有限公司