一种提高保温性能的中间包覆盖剂及其制备方法与流程

本发明涉及冶金辅料，尤其涉及一种提高保温性能的中间包覆盖剂及其制备方法。

背景技术：

1、中间包覆盖剂从20世纪60年代的初始阶段发展到现在，经历了初始的只具有保温性能但隔热保温效果不稳的酸性覆盖剂(以炭化稻壳为主)，性能指标比较低下，适合钢水质量要求不高的普通钢种；随着连铸的快速发展要求覆盖剂冶金作用不止局限于保温，还要有去除钢液夹杂的功能，于是发展为中性覆盖剂(主要是利用锅炉渣、粉煤灰、回收玻璃、漂珠、生石灰、珍珠岩、萤石等，但较难控制成分稳定、吸杂能力弱等缺点)和现在符合高品质钢种要求的碱性覆盖剂，碱性覆盖剂具有良好的净化钢水的能力，但是碱性覆盖剂的保温性能差，导热系数是酸性覆盖剂的2倍，且熔点高，容易结壳。目前解决碱性覆盖剂的保温性和降低熔点是主要研究课题。为提高保温性，覆盖剂先后经历了形状从粉末、实心颗粒再到空心颗粒的改变。

2、目前在各钢厂所采用的中包覆盖剂中，性能较好的有无碳镁质中空颗粒覆盖剂和高碱度无碳铝钙质中空颗粒覆盖剂及高碱度无碳钙铝镁质中空颗粒覆盖剂：

3、无碳镁质中空颗粒覆盖剂的优点是二氧化硅的含量较低，全碳的含量也很低，对中间包包衬和塞棒的侵蚀较轻；缺点是熔点高，使用中易结壳，严重时可能影响塞棒的控制和测温取样，而且吸收夹杂物的能力有限，不适合长浇次下使用。

4、高碱度无碳铝钙质中空颗粒覆盖剂的优点是由于采用铝酸钙做基料，熔点较低，使用中不易结壳，而且由于钙硅比即碱度较高，吸收夹杂物的能力强于前者，并具有一定的脱硫作用；缺点是低熔点的铝酸钙对铝碳质塞棒和镁质中间包包衬有很强的浸蚀作用，长时间使用会对铝碳质塞棒和镁质中间包包衬造成严重浸蚀，不利于安全生产，因此也不适合长浇次下使用。

5、高碱度无碳钙铝镁质中空颗粒覆盖剂的优点基本上聚集了上述覆盖剂的优点，具有碱度高、去除夹杂的能力强、长时间使用不板结和不侵蚀包衬，但是保温性能还是不够理想，尤其是长浇次后期基本上没有了覆盖剂应该具有的熔化层、过渡层、保温层的区别，偶尔还能少量结壳，需要在水口周围添加少量低熔点的其它覆盖剂来缓解结壳，以确保塞棒不挂渣。

6、目前为了解决高碱度覆盖剂的保温性，有采用复合覆盖剂的方法，即下层是高碱度覆盖剂，上层是保温性较好的酸性覆盖剂，但是长浇次2种覆盖剂会发生反应，影响钢水质量，使用时较难控制。

7、钙质含量高的中空颗粒覆盖剂在生产时易水化发热造成料浆凝聚的现象时有发生，阻碍生产顺利进行，为此目前多采用加大水量，但喷吹出的产品中空颗粒明显减少，粉料变多，即颗粒的比例降低，严重影响覆盖剂的保温效果。

技术实现思路

1、本发明提供了一种提高保温性能的中间包覆盖剂及其制备方法，具有碱度高、去除夹杂的能力强、长时间使用不板结和不侵蚀包衬的同时，保温性优于无碳钙铝镁质中空颗粒覆盖剂的特点，可广泛用于各种高附加值钢材的生产。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

3、一种提高保温性能的中间包覆盖剂，是由下述重量份数的原料制备而成：莫来石10-35份、钙质材料40-60份、预熔材料10-30份、结合剂3-5份、轻烧镁砂5-10份、白云石10-30份、碳酸盐1-10份。

4、作为优选，一种提高保温性能的中间包覆盖剂，是由下述重量份数的原料制备而成：莫来石15-30份、钙质材料40-50份、预熔材料15-30份、结合剂3-5份、轻烧镁砂5-10份、白云石10-15份、碳酸盐4-8份。

5、所述的莫来石粒度为180～325目；按重量百分比计al2o3含量为60％～76％；sio2含量为20％～30％；fe2o3≤0.5％；p≤0.05％；s≤0.05％。

6、所述的莫来石体积密度为2.8-2.65g/cm3，导热系数400℃0.25w/m.k。

7、所述的钙质材料粒度为180～400目；按重量百分比计灼减为3.5％～10％；al2o3为0.5％～2％；cao为55％～90％；mgo为0.5％～1.5％；sio2为1.0％～5.0％；fe2o3≤0.8％；p≤0.05％；s≤0.05％。

8、所述的预熔材料的制作方法是：按重量份配比为方解石50～70份、高铝材料(优选85矾土)20～30份、活性氧化镁粉3～8份、高铝水泥0～5份、水3～5份；将上述材料混均、压球、干燥后熔化(高温熔化1800℃，加热8小时)、冷却，再粉碎成180～325目的细粉。

9、所述的方解石的粒度为50-200目；按重量百分比计灼减为38％-43.5％；al2o3为0.5％-1.5％；cao为48.5％-55％；mgo为0.5％-1.5％；sio2为0.5％-2.5％；fe2o3为0.5％-1.5％。所述的高铝材料的粒度为50-200目；按重量百分比计al2o3为80％-85％；sio2为1.0％-7.0％；p≤0.05％；s≤0.05％。

10、所述的活性氧化镁粉的粒度为180目-325目；按重量百分比计mgo为90％-95％；sio2为1.0％-2.0％；p≤0.05％；s≤0.05％。

11、所述的高铝水泥的粒度为200-400目，按重量百分比计al2o3为45％-50％；cao为35％-40％；sio2为5.0％-10.0％；p≤0.05％；s≤0.05％。

12、预熔材料的指标为：按重量百分比计al2o3含量为15％-30％；sio2含量为3％-5％；cao含量为50％-65％；mgo含量为3％-7％；p≤0.05％；s≤0.05％。

13、所述的结合剂由无机结合剂和有机结合剂组合而成，无机结合剂和有机结合剂的重量比例为1：1.5；无机结合剂选自：泡花碱、氯化镁、六偏中的一种或多种组合，有机结合剂选自羧甲基纤维素(cmc)、糊精(apa)、羟丙基甲基纤维素中的一种或多种组合。

14、所述的轻烧镁砂粒度为180～325目，按重量百分比计灼减为1.5％-4.5％；al2o3为0.5％-1.5％；cao为0.5％-3.5％；mgo为86％-95％；sio2为1.0％-3.5％。所述的白云石粒度为180～325目，按重量百分比计灼减为43％-46％；al2o3为0.5％-1.5％；cao为29.5％-33％；mgo为20％-23％；sio2为0.1％-0.5％；fe2o3为0.5％-1.5％。所述的碳酸盐粒度为50～150目，na2co3含量按重量百分比≥98％。

15、本发明为了进一步提高保温效果，在利用莫来石生产的喷雾造粒覆盖剂的常规制备方法基础上，增加了筛分工艺，具体制备方法如下：

16、将结合剂和碳酸盐先干混10分钟，再将混拌均匀的结合剂和碳酸盐投入料浆搅拌罐中搅拌均匀，(料浆搅拌罐事先加水，水量占总物料重量的55-65％)，搅拌均匀后陆续加入剩下的物料，要求净搅拌时间大于等于10min，保证全部物料搅拌均匀，然后置于储浆罐中。

17、将储浆罐中的料浆通过柱塞泵加压后进入喷雾旋风干燥塔中进行喷雾造粒；

18、造粒之后进行筛分，筛分出粒度为0.18～2mm的空心颗粒中间包覆盖剂，此时产品堆积比重明显减小，为0.59-0.6g/cm3，筛分后的空心颗粒覆盖剂堆比重小于没有筛分的覆盖剂，利用相同物质堆比重越小，保温效果越好的原理，最后进行防潮包装。

19、制成的钙铝镁质无碳中包覆盖剂的理化指标(重量百分比)：灼减15％-25％、cao20％-45％、al2o3 15％-25％、sio2 3％-9％、mgo 7％-12％、fe2o3 0.5％-0.9％、p≤0.05％、s≤0.09％、tc≤6％。覆盖剂堆积比重为0.59-0.6g/cm3。

20、本发明碱度高：碱度为5-6.6；去除夹杂的能力强：钢液中的al2o3夹杂物会与覆盖剂中的氧化钙生成低熔点化合物被吸收到熔融态的覆盖剂当中，起到净化钢液的作用，cao+al2o3+高温＝ca(alo2)2。中间包内使用本发明的高碱度覆盖剂可降低钢中t[o]，能抑制钢水回s，减少钢液二次氧化。低熔点覆盖剂长时间使用不板结和不侵蚀包衬的同时，保温性优于无碳钙铝镁质中空颗粒覆盖剂的特点，可广泛用于各种高附加值钢材的生产。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

22、1)本发明不仅具有高碱度无碳钙铝镁质中空颗粒覆盖剂的吸杂能力强的优点，而且具有优于高碱度无碳钙铝镁质中空颗粒覆盖剂的保温性能，不需要在水口周围添加少量低熔点的其它覆盖剂来缓解结壳，以确保塞棒不挂渣的优点；

23、2)本发明长时间使用不结壳，最长可连续使用25小时不结壳。

24、3)本发明解决了复合覆盖剂即下层是高碱度覆盖剂，上层是保温性较好的酸性覆盖剂长浇次使用时影响钢水质量问题的优点。

25、4)本发明改变生产工艺，将喷吹造粒的产品进行筛分，去除粉料，提高了产品的中空颗粒比例，为保温做出贡献。

26、5)本发明利用莫来石体积密度小、导热系数低的特点，将莫来石作为生产覆盖剂的一种原料，来替代高铝质矾土类的原材料。生产出满足各种高性能钢材的全保护浇铸的保温性能好的冶金工艺要求的无碳钙铝镁质中空颗粒覆盖剂。