化渣蓄热球的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种化渣蓄热球，其原料配比（Wt%）为：稻壳20~30%，粘土10~25%，石墨尾矿渣25~40%，碳渣5~20%，羧甲基纤维素钠0.5~2.0%，各原料协同调节化渣蓄热球的粘度和熔化温度，该化渣蓄热球配比合理、熔化速度适宜、保温效果好、吸附夹杂物能力好，能够保证连铸炼钢得以顺利进行，提高生产效率。
【专利说明】化渣蓄热球
【技术领域】
[0001]本发明属于钢铁生产【技术领域】，具体涉及一种化渣蓄热球。
【背景技术】
[0002]炉外精炼和连铸技术正在炼钢生产中发挥着越来越重要的作用，成为现代冶金工艺流程中的重要环节。在连铸过程中钢水降温快，温度低是阻碍连铸顺利进行的主要原因之一，因此对钢水温度的调整和控制成为一个突出的问题。
[0003]近几年，各种钢水再加热技术不断涌现。其中化学加热法由于操作简单，升温速度快，投资少，成本低等优点得到重视，在国内外各大钢厂得到广泛的应用。但从目前钢水化学加热法的应用情况来看，基本上是用铝作发热剂，由于钢水中残留的酸溶铝较多，容易造成水口结瘤从另一方面影响连铸的生产，而且在生产低铝和铝镇静钢过程中钢水中铝的成份也很难控制。
[0004]针对传统的以稻壳作为钢水覆盖剂，目前的改进技术，多采用将稻壳进一步加工，制备碳化稻壳或稻壳 灰，再作为复合覆盖剂的主要原料，碳化稻壳成本偏高，而稻壳灰覆盖剂产生的覆盖层，往往结构松散、强度差、气密性差。
[0005]石墨尾矿渣是石墨选矿厂生产石墨后排放的工业矿渣，由于其排放量大，可利用性差，在石墨选矿厂周围大量、长期堆积，不仅占用了大量的农田，对区域生态环境也产生不利影响。按照目前35万t/a的鳞片石墨生产能力计算，全国石墨矿山的尾矿排放量超过350万t/a，在众多的矿山中只有少数选矿厂建立了尾矿库，因此尾矿的乱排，乱堆有一定普遍性，环境污染和安全隐患相当严重。目前，石墨尾矿的用途主要为:一是用作高速公路路基层材料；二是制备复合国际空心砖和性能良好免烧砖等。尽管已经探索了这些尾矿渣处理新技术，但仍有大量的尾矿渣未得到利用。
[0006]李洪君在1997年发表了一篇文章《利用石墨选矿尾矿砂生产复合型保护渣》，采用尾矿砂生产复合型保护渣，所述保护渣配方(％)为:尾矿65~85、大理岩10-30、酸化石墨2~8、萤石5~25、固体水玻璃5~20，粉状石墨5~25。L F系列复合型保护渣的主要化学成份(% ) =SiO2 30~45、CaO 10~30、Al2O3 4~18、Fe2O3 ≤ 5、MgO ≤ 7、C 6~15，主要物理性能:熔点112(Tl200°C，熔速≤ 38s，水份〈0.7 %，膨胀倍数>2。该技术方案中:①单一采用尾矿渣作为基料，用量过大即达到6515%，虽然可以在一定程度上节约成本，但是会导致冷却析出的结晶矿相变得比较复杂，使保护渣的粘度偏高。②该保护渣中为了提高保温性能、改善成渣速度和渣的流动性等，增加了 2~8%酸化石墨、5~25%粉状石墨，使得保护渣的碳含量在6~15%，虽然一定程度上解决了保护渣对钢液增碳的问题，但是相对于现在市场对高品质钢材的需求，仍急需进一步改善。③5~25%的萤石和5~20%的固体水玻璃的加入量，一方面增加了成本，而且使保护渣中含有含量偏高的CaF2、Na2O等表面活性物质易使熔渣吸附在器壁上引起渣圈。
【发明内容】
[0007]本发明是为了弥补现有技术的上述不足，提供一种化渣蓄热球，该蓄热球配比合理、熔化速度适宜、保温效果好、吸附夹杂物能力好。
[0008]一种化渣蓄热球，其原料配比(Wt%)为:稻壳20~30%，粘土 10~25%，石墨尾矿渣25~40%，碳渣5~20%，羧甲基纤维素钠0.5~2.0%。
[0009]所述化渣蓄热球的化学成份(Wt%)包括:SiO2 29~39%、CaO 15~25%、MgO≤5%、Fe2O3≤5%、A1203 6~10%、C固≤9% ;其水分(Wt%)含量≤0.50%,熔点≤1280°C，粒径I~10mm。
[0010]所述化洛蓄热球原料的材料要求为:稻壳粒度< 3mm,粘土粒度100目，石墨尾矿渣粒度150目，碳渣粒度150目。
[0011]所述化渣蓄热球，其原料配比(Wt%)为:稻壳26~30%，粘土 10~25%，石墨尾矿渣25~40%，碳渣10~20%，羧甲基纤维素钠0.5~12份；
所述化渣蓄热球的化学成份(Wt%)包括:SiO2 29~39%、CaO 15~25%、MgO 3.2~5%、Fe2O3 3~4.8%、A1203 6~10%Χθ 4.5~8.5% ;其水分(Wt%)含量≤ 0.50%，熔点≤ 1280°C，粒径3~IOmm0
[0012]下面结合有益效果对本发明作进一步说明。
[0013]I)本发明原料中，石墨尾矿渣中含有多种矿物组分，含有大量玻璃体，具有较大的潜能；石墨尾矿渣和碳渣在熔化过程中，可通过化学产热和辐射散热补充钢水损失热量，将原料制粒，保证熔化速度不至过快，使散热呈逐渐增强的趋势，再加上与粘土和稻壳结合，促使钢液能形成最佳的固-烧结-液三层结构，起到良好的绝热保温作用，克服了传统工艺中铝做发热剂的缺点。
[0014]2)原料碳渣中含有一定量的氟化盐，可以调节化渣蓄热球熔点粘度和熔化温度的作用，与潜能大的石墨尾矿渣一起，协同控制使化渣蓄热球达到最佳的凝固温度；采用25^40%石墨尾矿渣和5~20%碳渣相结合，加上稻壳和粘土协同控制传热和碳渣的润滑作用，使化渣蓄热球能够迅速溶解吸收钢液中的夹杂物，稀释熔渣中夹杂物的含量，减少钢液表面张力波动。
[0015]3)采用羧甲基纤维素钠作为制备化渣蓄热球的粘结剂，控制各原料的粒度，便于原料充分混匀，保证化渣蓄热球颗粒强度和成品率，使化渣蓄热球熔化时获得良好的结构层；采用所述原料配比制得的化渣蓄热球，水分(wt%)含量< 0.50%，使得化渣蓄热球在熔融过程中，大大减少了因水分挥发而产生的排气现象，从而减少了产生钢表面脆变和纵裂纹等质量问题的可能；化渣蓄热球粒径在广10_，有利于改善保护渣成渣速度和流动性。
[0016]4)关于化渣蓄热球成分设计，29^39%Si02和15~25%CaO使化渣蓄热球碱度和粘度适宜，使化渣蓄热球具有较大的硅氧基复合离子团，形成稳定的渣系；同时降低钢液溶解Al2O3的能力；C0成分含量小于9%，进一步有效解决了保护渣对钢液增碳的问题，能满足现在市场对高品质钢材的需求;MgO有利于保护包衬，具有稀渣作用，提高渣线区；控制Fe2O3 ( 5%，用来降低熔渣的表面张力和控制夹杂物的上浮。
[0017]5)化渣蓄热球中采用的五种原料，不但原料易得、价格便宜，且对环境污染小，同时为石墨尾矿渣和碳渣这些工业废料，提供一条新的开发途径；本发明化渣蓄热球可以用于钢包和中包，在加入钢包或中包后，生成的CaO-SiO2-Al2O3渣系，能吸收钢水中悬浮的杂质将其固定，加入量按0.8^1.2kg/吨钢加入即可，原料用料小，引入杂质少，吸附杂质、净化钢水性能好。[0018]6)经现场试用，该化渣蓄热球配比合理、性能稳定，熔化速度适宜，吸附夹杂物能力好，在使用过程中不粘壁、不结壳，化渣蓄热球熔点在1280°C以下，润滑性能好，有效的解决了钢包或中包中钢水的温降问题，达到了对钢水温度调节的目的，具有良好的绝热保温作用，能够保证连铸炼钢得以顺利进行，提高生产效率。
具体实施例
[0019]本发明的化渣蓄热球，所述化渣蓄热球原料配方(Wt%)为:稻壳20-30%，粘土10~25%，石墨尾矿渣25~40%，碳渣5~20%，羧甲基纤维素钠0.5~2.0%。
[0020]所述化渣蓄热球的化学成份(Wt%)包括:SiO2 29~39%、CaO 15~25%、MgO≤5%、Fe2O3≤5%、A1203 6~10%、C固≤9% ;其水分(Wt%)含量≤0.50%,熔点≤1280°C，粒径I~10mm。
[0021]所述化渣蓄热球原料的材料要求为:稻壳粒度< 3_，粘土粒度100目，石墨尾矿渣粒度150目，碳渣粒度150目。
[0022]所述化渣蓄热球的生产工艺流程为:
①配料:按所述原料配方和材料要求，称取配比原料，搅拌均匀制得混和料；
②增湿搅拌；将混和料加水进行增湿搅拌，加水量为混合料质量的12~18%；
③造粒:采用常规圆盘造粒技术，将增湿后的混合料制成颗粒，得到的颗粒粒径大多为I~IOmm ；
④烘干:对所得颗粒在6(T70°C下烘干，烘干后水分(Wt%)含量<0.50% ；
⑤筛分计量:筛选出粒度fIOmm的颗粒；
⑥包装、入库。
[0023]所述化渣蓄热球使用方法为，在钢包或中包上都可以加入，加入量按0.8^1.2kg/吨钢加入。
[0024]下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0025]实施例一
本发明的化渣蓄热球的制备可按如下步骤进行:
①配料:按所述原料配方(质量份)和材料要求，称取20份稻壳、23份粘土、40份石墨尾矿渣、15份碳渣、2.0份羧甲基纤维素钠，搅拌均匀制得混和料；
②增湿搅拌；将混和料加水进行增湿搅拌,加水量为混合料质量的12%；
③造粒:采用常规圆盘造粒技术，将增湿后的混合料制成颗粒，得到的颗粒粒径大多为I~3mm ；
④烘干测定:对所得颗粒在6(T62°C下烘干，烘干后水分(Wt%)含量<0.50% ;筛选出粒度I~3mm的颗粒，测定所得化渣蓄热球的化学成份(Wt%)包括:Si02 39%、CaO 23%、MgO4.5%、Fe2O3 5.0%、Al2O3 9.5%、C 8.5%。
[0026]实施例二
本发明的化渣蓄热球的制备可按如下步骤进行:
①配料:按所述原料配方(质量份)和材料要求，称取稻壳20份，粘土25份，石墨尾矿渣38份，碳渣15份，羧甲基纤维素钠2.0份，搅拌均匀制得混和料；
②增湿搅拌；将混和料加水进行增湿搅拌,加水量为混合料质量的13%；
③造粒:采用常规圆盘造粒技术，将增湿后的混合料制成颗粒，得到的颗粒粒径大多为2~4mm ；
④烘干测定:对所得颗粒在62飞4°C下烘干，烘干后水分(Wt%)含量≤ 0.50% ;筛选出粒度2~4mm的颗粒，测定所得化渣蓄热球的化学成份(Wt%)包括=SiO2 37%、CaO 25%、MgO
4.2%、Fe2O3 4.8%、Al2O3 8.7%、C 8.5%。
[0027]实施例三
本发明的化渣蓄热球的制备可按如下步骤进行:
①配料:按所述原料配方(质量份)和材料要求，称取稻壳26份，粘土25份，石墨尾矿渣33份，碳渣15份，羧甲基纤维素钠1.0份，搅拌均匀制得混和料；
②增湿搅拌；将混和料加水进行增湿搅拌,加水量为混合料质量的14%；
③造粒:采用常规圆盘造粒技术，将增湿后的混合料制成颗粒，得到的颗粒粒径大多为3~5mm ；
④烘干测定:对所得颗粒在63飞5°C下烘干，烘干后水分(Wt%)含量≤0.50% ;筛选出粒度3飞mm的颗粒，测定所得化渣蓄热球的化学成份(Wt%)包括=SiO2 34%、CaO 22%、MgO
3.7%、Fe2O3 4.2%、Al2O3 8%、C 6.5%。
[0028]实施例四
本发明的化渣蓄热球的制备可按如下步骤进行:
①配料:按所述原料配方(质量份)和材料要求，称取稻壳30份，
粘土 24.5份，石墨尾矿渣25份，碳渣20份，羧甲基纤维素钠0.5 份，搅拌均匀制得混和料；
②增湿搅拌；将混和料加水进行增湿搅拌,加水量为混合料质量的15%；
③造粒:采用常规圆盘造粒技术，将增湿后的混合料制成颗粒，得到的颗粒粒径大多为4~6mm ；
④烘干测定:对所得颗粒在64~66°C下烘干，烘干后水分(Wt%)含量<0.50% ;筛选出粒度4~6mm的颗粒，测定所得化渣蓄热球的化学成份(Wt%)包括=SiO2 29%、CaO 15%、MgO
3.2%, Fe2O3 3%, Al2O3 6%、C 8.5%。
[0029]实施例五
本发明的化渣蓄热球的制备可按如下步骤进行:
①配料:按所述原料配方(质量份)和材料要求，称取稻壳30份，粘土10份，石墨尾矿渣40份，碳渣19.3份，羧甲基纤维素钠0.7份，搅拌均匀制得混和料；
②增湿搅拌；将混和料加水进行增湿搅拌,加水量为混合料质量的16%；
③造粒:采用常规圆盘造粒技术，将增湿后的混合料制成颗粒，得到的颗粒粒径大多为5~7mm ；
④烘干测定:对所得颗粒在65~67°C下烘干，烘干后水分(Wt%)含量≤0.50% ;筛选出粒度5~7mm的颗粒，测定所得化渣蓄热球的化学成份(Wt%)包括=SiO2 37%,CaO 25%、Mg0 5%、Fe2O3 4.2%, Al2O3 9.7%、C 8.2%。
[0030]实施例六
本发明的化渣蓄热球的制备可按如下步骤进行:
①配料:按所述原料配方(质量份)和材料要求，称取稻壳30份，
粘土 24份，石墨尾矿渣40份，碳渣5份，羧甲基纤维素钠1.0份，搅拌均匀制得混和料；
②增湿搅拌；将混和料加水进行增湿搅拌，加水量为混合料质量的17%；
③造粒:采用常规圆盘造粒技术，将增湿后的混合料制成颗粒，得到的颗粒粒径大多为6~8mm ；
④烘干测定:对所得颗粒在66飞8°C下烘干，烘干后水分(Wt%)含量<0.50% ;筛选出粒度6~8mm的颗粒，测定所得化渣蓄热球的化学成份(Wt%)包括=SiO2 39%、CaO 24%、MgO
4.7%、Fe2O3 4.8%、Al20310%、C 4.5%。
[0031]实施例七
本发明的化渣蓄热球的制备可按如下步骤进行:
①配料:按所述原料配方(质量份)和材料要求，称取稻壳28.8
份，粘土 20份，石墨尾矿渣40份，碳渣10份，羧甲基纤维素钠1.2 份，搅拌均匀制得混和料；
②增湿搅拌；将混和料加水进行增湿搅拌,加水量为混合料质量的18%；
③造粒:采用常规圆盘造粒技术，将增湿后的混合料制成颗粒，得到的颗粒粒径大多为7~IOmm ；
④烘干测定:对所得颗粒在68~7(TC下烘干，烘干后水分(Wt%)含量<0.50% ;筛选出粒度疒IOmm的颗粒，测定所得化渣蓄热球的化学成份(Wt%)包括:SiO2 37%、CaO 23%、MgO
4.7%、Fe2O3 4.5%、Α12039.3%、C 6.5%。
[0032]化渣蓄热球性能试验如下:
(O性能测定:将上述七组实施例依次编号分组，按照常规测定方法，分别检测化渣蓄热球的粘度(1300°C )、熔点、化渣蓄热球堆积密度，如下表所示。
【权利要求】
1.一种化渣蓄热球，其特征在于，其原料配比(Wt%)为:稻壳20~30%，粘土 10~25%，石墨尾矿渣25~40%，碳渣5~20%，羧甲基纤维素钠0.5~2.0%。
2.如权利要求1所述的化渣蓄热球，其特征在于，所述化渣蓄热球的化学成份(Wt%)包括=SiO2 29~39%、CaO 15~25%、MgO ≤ 5%、Fe2O3 ≤ 5%、Al2O3 6~10%、≤9% ;其水分(Wt%)含量≤0.50%，熔点≤1280°C，粒径I~10mm。
3.如权利要求1所述的化渣蓄热球，其特征在于，所述化渣蓄热球原料的材料要求为:稻壳粒度≤3mm，粘土粒度100目，石墨尾矿渣粒度150目，碳渣粒度150目。
4.如权利要求1所述的化渣蓄热球，其特征在于，所述化渣蓄热球，其原料配比(Wt%)为:稻壳26~30%，粘土 10~25%，石墨尾矿渣25~40%，碳渣10~20%，羧甲基纤维素钠0.5~12份。
5.如权利要求1所述的化渣蓄热球，其特征在于，所述化渣蓄热球的化学成份(Wt%)包括:SiO2 29~39%、CaO 15~25%、Mg0 3.2~5%、Fe2O3 3~4.8%、Al2O3 6~10%、C 固 4.5~8.5% ;其水分(Wt%)含量≤0.50%，熔点≤1280°C，粒径3~10mm。
【文档编号】C21C7/00GK103981331SQ201410137769
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】程卓, 高云强 申请人:河南鹏钰集团有限公司