一种连铸结晶器保护渣及其制备方法
【技术领域】
[0001]
本发明属于炼钢辅料技术领域，具体涉及一种连铸结晶器保护渣及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着钢铁形势的日益严峻，钢铁产能严重过剩，原燃料价格高位运行，钢铁行业效益逐年亏损。各钢铁企业都纷纷降低各类保护渣产品的采购价格，加之连铸结晶器保护渣的各类生产原料价格上涨，冶金辅料企业的降本增效对其生存就显得极其重要。各家保护渣生产企业都在积极寻求优质、廉价、稳定的原材料以提高市场竞争力，提高企业抵抗市场风险的能力。
[0003]保护渣中的MnO不仅能降低保护渣的熔点、粘度和凝固温度，还能提高保护渣的熔化速度，加速液渣的形成，同时对保护渣的结晶温度影响较小，有利于稳定渣膜传热。现有保护渣生产企业使用的含锰原料主要是碳酸锰，也叫菱锰矿MnCO3，其中MnO 61.71%，CO238.29%，比重为3.6-3.7g/cm3。一般所说的锰矿分为两种，碳酸锰矿和氧化锰矿。碳酸锰矿主要产于地下深部的岩石中，氧化锰矿一般在地表初露，地表部分经受氧化淋滤富集而成，便于开采且氧化锰矿的品位通常都比较高。碳酸锰加热分解得MnCO3 — MnO + CO2丨同时，在空气中加热易转变为其他高价氧化锰，MnO进一步氧化生成Μη02:Μη0+(1/2)02= Μη02。碳酸锰在受热情况下产生0)2气体挥发，增大渣耗量，增加了吨钢保护渣的消耗成本，此外受热分解是一个吸热过程，不利于保护渣保温。
[0004]中国专利CN 101658909 B公开了一种中碳钢宽板坯含锰结晶器保护渣，它的质量百分配比为:氧化妈36.09，二氧化娃25.40，三氧化二招2.40，氧化镁3.34，三氧化二铁1.47，碳酸锰5.00，氟化钙14.00，氧化钠7.30，氧化锂0.41，固定碳4.59，渣碱度CaO/Si02:l.25?1.50;该发明中的保护渣的制备原料中使用的是碳酸锰，该保护渣的耗量比较大，成本较高。中国专利CN103128243B公开了一种高铝钢专用的连铸结晶器保护渣，配方按重量份计为:预溶料7?13份，萤石粉9?11份，工业纯碱4?6份，炭黑6份，土状石墨3?6份，钙球24?31份，精炼渣17?25份，碳酸锂3份，铝矾土 9?15份，碳酸钡4份，碳酸锰3份，硼砂5份，该发明中MnO的来源也是碳酸锰，增加保护渣的使用成本。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种连铸结晶器保护渣，该保护渣制备成本低，产品性能好。
[0006]本发明还提供了连铸结晶器保护渣的制备方法。
[0007]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种连铸结晶器保护渣，包括以下重量份数的原料:萤石3.5?15份，硅灰石35?55份，白碱5?15份，碳酸锂O?2份，铝石O?10份，水泥熟料O?6份，镁砂粉I?5份，软猛矿2?5份，氟化钠O?8份，碳酸钡O?5份，膨润土 O?5份，焦炭I?4份，增碳剂O?8份，碳黑I?3份，粘结剂I?2份。
[0008]优选的，所述萤石中CaF2S 92.0%?94.0%，S1 5.0%，S彡0.1% ;所述硅灰石中S12S 51.5%?54.5%，CaO为42.5%?45.5%，烧失率彡1.9% ;所述白碱中为Na2CO3^ 98.0%，堆积密度彡0.8g/ml ;所述铝石中Al 203为78.0%?82.0% ;所述水泥熟料为S12^ 19.0% ?23.0%，CaO 为 63.0% ?67.0%，Al 203彡 7.0% ;所述镁砂粉中 MgO 彡 90.0%，S12S 5.0%，CaO 彡 5.0% ；所述软锰矿中 MnO 彡 55%，Fe 203为 3 ?5%，S1 2为 6.0% ?12.0% ;所述膨润土中 S12^ 67.5% ?70.5%，CaO ( 2.0%，Al 203为 14.5% ?17.5%。
[0009]优选的，所述萤石、硅灰石、铝石、水泥熟料、镁砂粉、软锰矿、膨润土、焦炭的细度为260?325目。
[0010]优选的，所述粘结剂为羧甲基纤维素钠和/或黄糊精。
[0011]优选的，所述保护渣包括以下重量百分比的化学成分:CaO 25.5?31%，S1221.8 ?30.5%, Al2O3 2 ?10.1%, Na2O 3.5 ?12.5%, MgO I ?5%，F 2.0 ?10%，MnO 0.5% ?
4.0%，固定碳3?15%ο
[0012]优选的，所述保护渣的熔点为1080°C?1180°C，粘度为0.1?0.85Pa.S。
[0013]一种连铸结晶器保护渣的制备方法，包括以下步骤:
Cl)配料制楽:将原料加入制楽罐内加水制楽，制楽时间为60?70min，得到料楽;；
(2)喷雾造粒:将料浆经柱塞栗加压输送至喷雾造粒塔内造粒，柱塞栗压力为0.8?
1.5MPa，输浆速度为20?25L/min，喷片孔径为2.0mm，塔温为650?700°C ；
(3)筛分包装:用振动筛网筛分出粒径为0.15?Imm的喷雾造粒颗粒后，取样检测产品的物理指标、化学成分，包装，入库。
[0014]优选的，所述步骤(I)中料浆浓度为58?66%。
[0015]本发明的有益效果是:
本发明中的连铸结晶器保护渣以硅灰石作为基料，膨润土作为硅质材料，水泥熟料作为钙质材料，还添加有萤石、铝石、水泥熟料、镁砂粉、软锰矿、氟化钠、碳酸钡、焦炭、炭黑等。其中硅灰石、膨润土、水泥熟料和铝石是Si02、Al2O3和CaO的主要来源，其中S1jPAl2O3是保护渣网络结构的形成体，使保护渣熔渣形成玻璃相，以利于铸坯润滑；而0&0还能够增加保护渣的碱度，提高保护渣的脱硫效率；另外Al2O3可以降低保护渣的电导率，减少能耗，抑制保护渣中F的析出，但是过多的Al2O3则会升高保护渣的熔化温度和黏度，降低保护渣吸收钢液中上浮的Al2O3等非金属夹杂物的能力，因此，本发明中的碱度即CaO/S1 2控制在0.9?1.31，Al2O3的含量控制在2%?10%ο
[0016]在保护渣中添加软锰矿，软锰矿中的MnO和MnO2可以改善保护渣的理化性质，其中MnO2作为氧化剂，可以促使保护渣中的碳氧化，有效抑制富碳层和熔渣层的碳含量，从而可有效控制熔渣层的厚度，提高保护渣的熔化速度，加速液渣的形成，同时对保护渣的结晶温度影响较小，有利于稳定渣膜传热，另外还可以抑制铸坯的增碳量。而MnO连续分布在保护渣的熔渣层，能将钢液面与空气隔离从而有效的防止钢液氧化；而软锰矿中的少量的Fe2O3,会与富炭层的C发生反应，能够降低富炭层的C含量从而减少钢水增碳的情况。另夕卜，相对于碳酸锰等其他锰矿，软锰矿的价格较低，能够降低保护渣的生产成本。
[0017]保护渣中的MgO能够降低保护渣熔点、粘度、结晶温度，改善液渣流动性，提高界面张力，增加保护渣的横向传热。
[0018]保护渣中添加碳酸锂，由于Li+离子的静电势能与保护渣网络结构中SO44离子静电势非常接近，因此Li+容易与保护渣网络结构中的SO 44形成离子对，因此碳酸锂的加入阻止了 SO44与其他阳离子形成离子对，从而使高熔点结晶相的析出受阻，从而改善保护渣的玻璃性能，降低保护渣的熔点和粘度。而在保护渣中添加的碳酸钡和白碱是BaO和Na2O的主要来源，而由于Na和Li为同一主族元素，因此Na2O的性质与碳酸锂相似，也可以降低保护渣的熔点和粘度，而Ba2+离子静电势和SO 44离子十分接近，因此碳酸钡的加入也可以改善保护渣的玻璃性能，因此在保护渣中添加白碱和碳酸钡可以代理保护渣中碳酸锂的作用，进一步降低生产成本。
[0019]而萤石和氟化钠在保护渣中的主要作用是提供F，F能够取代保护渣网络结构中的二价氧离子，使保护渣网络结构解体从而降低保护渣的熔点和粘度，改善液渣的流动性，但是F含量过高时会破坏熔渣的玻璃性，使润滑条件恶化，因此需要控制保护渣中F的含量，本发明中F的含量控制在2%?10%。
[0020]碳质材料能够控制保护渣的熔化速度，从而控制溶渣层的厚度，还能抑制过量添加剂带来的不良影响，而且能够改善保护渣的铺展性，减少粘结，还能润滑结晶器壁。本发明采用焦炭、增碳剂和炭黑复配使用作为碳素材料，不仅使连铸保护渣的液渣层厚度控制在稳定的范围内，不随着