CN105642850B

CN105642850B - 一种asp中碳钢用连铸结晶器保护渣及其制备方法

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Publication number: CN105642850B
Application number: CN201610131980.8A
Authority: CN
Inventors: 彭会志; 张福; 王正英; 徐金岩; 王岩; 梁冠东
Original assignee: XIXIA LONGCHENG METALLURGICAL MATERIAL CO Ltd
Current assignee: XIXIA LONGCHENG METALLURGICAL MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2016-03-09
Publication date: 2017-12-08
Anticipated expiration: 2036-03-09
Also published as: CN105642850A

Abstract

本发明公开了一种ASP中碳钢用连铸结晶器保护渣及其制备方法。包括原料及其重量百分含量如下：玻璃粉：0%~6%，预熔料：10%~30%，硅灰石：10%~30%，萤石：10.5%~15.5%，白碱：4%~8%，碳黑：4%~8%，石墨：4.5%~8.5%，氟化钠：0%~5%，碳酸锰：5%~8%，镁砂：4%~9%，铝钒土：8%~12%，冰晶石：0.5%~3%，粘合剂：1%~3%和减水剂：0.3%~1%。本发明的生产方案中优化配比，保证保温效果的同时，确保一定的熔化速度，从而使其具有一定的液渣层厚度，使保护渣均匀地被消耗，从而确保连铸工艺顺行，生产出优质的铸坯。

Description

一种ASP中碳钢用连铸结晶器保护渣及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种保护渣，尤其是涉及一种ASP中碳钢用连铸结晶器保护渣及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的进步，连铸技术以逐步走向成熟。然而，由于炼钢技术的不断完善，炼钢节奏加快，炉子出钢量增大，与炼钢和后续的轧钢能力相比，连铸机的生产能力仍是整个钢铁生产过程中的限制性环节。为此，近些年来，国内外钢铁企业普遍采用连铸连轧技术。连铸连轧由于其工艺简化、生产周期短、成材率较高、适于生产产品以热代冷等，收到广泛的青睐，具有广阔的发展前景。但高拉速技术也给连铸工艺带来了许多新的难题，最重要的就是，随着连铸速度的增加，连铸功能保护材料相对消耗量减少，会造成结晶器壁与凝固坯壳之间的润滑不均匀、传热不均匀，进而导致铸坯表面缺陷，甚至发生粘结漏钢，尤其是在非稳定连铸时期。

在连铸过程中，保护渣能否起到应有的作用，主要取决于所配入原料的性能和比例等。保护渣渣料的选择对保护渣的性能有重要影响。一般选择原料应遵循以下几点原则：1.原料的化学成分应尽可能稳定，且应尽可能接近选择的保护渣的化学组分范围。2.基础原料的种类不宜过多，以避免配制工序过于复杂，利于调整渣子的性能。3.体积密度小，具有良好的保温性能。4.有合适的熔融温度、粘度、碱度等物化性能。5.Al₂O₃含量尽可能低，以保证保护渣吸收夹杂物的能力。6.应不污染钢液，S、P、C、Fe含量尽可能低。

连铸保护渣的粘度,对结晶器内发生的冶金行为包括液渣流入和消耗、润滑、夹杂物吸收等产生重要影响。一般情况下，保护渣要求具有一定的传热性能、良好的保温性能、良好的非金属吸收、良好的润滑和性能稳定。保护渣粘度过高时，难以流入钢水弯月面与结晶器之间的间隙，保护渣渣膜薄且不均匀，消耗量小，易造成润滑、传热不良，可导致坯壳产生纵裂纹。保护渣粘度过低时，可使保护渣膜过厚，同样会发生渣膜厚度不均，润滑和传热不均，纵裂增加。

中国专利 CN103785805A公开了一种方坯中低碳钢高强度连铸结晶器保护渣及其生产方法，所述保护渣成分（单位：wt%）包括：CaO 29~32，SiO₂ 28~31，MgO 1.6~2.2，Fe₂O₃1.6~2.5，Al₂O₃6.5~8.5，Na₂O 4.5~6.5，F 4.5~6.5，C_固11.5~13.5；本方法生产成本低，又能提高保护渣的质量和黄磷废渣利用率，用于生产后，铸坯一级合格率同比提高2.4~2.9%。中国专利CN103785806A公开了一种板坯高强度连铸结晶器保护渣及其生产方法，所述保护渣成分（单位：wt%）包括：SiO₂ 26-29，CaO 32-36，MgO 1.5-2.5，Al₂O₃ 3-5，Na₂O 8-10，F 8.5-10.5，C_固3-5，Fe₂O₃ ≤1.5；该方法生产成本低，又能提高保护渣的质量和黄磷废渣利用率，对环境贡献大，经检测，铸坯一级合格率同比提高2.2-2.7%。

但是，上述专利高强度连铸结晶器保护渣的生产均以硅灰石、铝矾土等为基料，以萤石、纯碱等为熔剂，以石墨、炭黑等为炭质材料，再配羧甲基纤维素钠盐（CMC）或者糊精为粘合剂，但是CMC在300℃以上时分散性能减弱，而正常造粒塔塔温为700℃左右，由于产品颗粒强度在260~290Pa，产品颗粒强度差导致产品成球率在85%左右，产品成球率低，灰尘较多，一部分灰尘通过除尘回收，一部分灰尘飘散在空气中，造成环境污染。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种ASP中碳钢用连铸结晶器保护渣及其制备方法，改善了粘度，提高保护渣的传热及润滑效果，降低钢表面缺陷。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种ASP中碳钢用连铸结晶器保护渣，包括原料及其重量百分含量如下：玻璃粉：0%~6%，预熔料：10%~30%，硅灰石：10%~30%，萤石：10.5%~15.5%，白碱：4%~8%，碳黑：4%~8%，石墨：4.5%~8.5%，氟化钠：0%~5%，碳酸锰：5%~8%，镁砂：4%~9%，铝钒土：8%~12%，冰晶石：0.5%~3%，粘合剂：1%~3%和减水剂：0.3%~1%。

优选的，一种ASP中碳钢用连铸结晶器保护渣，包括原料及其重量百分含量如下：玻璃粉：0%~6%，预熔料：10%~30%，硅灰石：10%~30%，萤石：10.5%~15.5%，白碱：4%~8%，碳黑：6%，石墨：6.5%，氟化钠：0%~5%，碳酸锰：5%~8%，镁砂：4%~9%，铝钒土：8%~12%，冰晶石：0.5%~3%，粘合剂：1%~3%和减水剂：0.3%~1%。

优选的，所述粘合剂为氧化淀粉粘合剂与催干剂的混合物，所述氧化淀粉粘合剂与催干剂的重量比为：100:1~5。

优选的，所述催干剂为有机催干剂聚乙烯醇。

优选的，所述减水剂为聚羧酸型减水剂。

优选的，所述保护渣的熔化温度：1050℃~1100℃，在1300℃时的粘度为：0.25~0.4Pa.s，所述保护渣的碱度（CaO/SiO₂）为0.7～0.8。

其制备方法，包括步骤如下：1)将玻璃粉、预熔料、硅灰石、萤石、白碱、氟化钠、碳酸锰、镁砂、铝钒土和冰晶石粉碎并混合均匀；2)向步骤1）混合原料中加入粘合剂、减水剂、炭黑、和石墨入化渣炉熔化，得液渣；3）液渣经水淬处理、干燥、粉碎；4)再混合、喷雾造粒即可。

需要注意的是，连铸保护渣的粘度，对结晶器内发生的冶金行为包括液渣流入和消耗、润滑、夹杂物吸收等产生重要影响。一般情况下，保护渣要求具有一定的传热性能、良好的保温性能、良好的非金属吸收、良好的润滑和性能稳定。保护渣粘度过高时，难以流入钢水弯月面与结晶器之间的间隙，保护渣渣膜薄且不均匀，消耗量小，易造成润滑、传热不良，可导致坯壳产生纵裂纹。保护渣粘度过低时，可使保护渣膜过厚，同样会发生渣膜厚度不均，润滑和传热不均，纵裂增加。

本发明的有益效果是：

1.本发明的生产方案中优化配比，保证保温效果的同时，确保一定的熔化速度，从而使其具有一定的液渣层厚度，使保护渣均匀地被消耗，从而确保连铸工艺顺行，生产出优质的铸坯。

2.加入但当保护渣中配入少量Li₂O、B₂O₃时，保护渣的粘度随渣中Al₂O₃含量增加的变化幅度较小，加入少量的Li₂O、B₂O₃能适当调整保护渣的粘度。

3.氧化淀粉粘合剂淀粉经氧化后减少了分子中羟基的数量,提高了淀粉中的羧基含量及羰基含量,淀粉经氧化后减少了分子中羟基的数量,随着羧基含量的增加,冻融稳定性越来越强,凝胶强度降低,从而降低了淀粉的聚合度,增加了淀粉的水溶性、粘结力和稳定性。聚乙烯醇分子结构中含有大量的仲羟基和少量的乙酰氧基,利用聚乙烯醇与淀粉分子“接枝”,聚乙烯醇是能溶于水的唯一的多羟基聚合物,有优良的成膜性和乳化性,胶层强度高,韧性好。其溶液对多孔性和吸水性表面有强的粘结能力,所以这样制得的粘合剂有更好的粘接性、流动性和抗凝冻性等优点。

4.聚羧酸系减水剂的减水率高，特别是通过高性能减水剂与大掺量活性细掺料两者复合，使材料的工作性能得到较大的改善和提高，有利于降低功工程造价，提高工程质量。

具体实施方式

实施例1

一种ASP中碳钢用连铸结晶器保护渣，包括原料及其重量百分含量如下：玻璃粉：6%，预熔料：12%，硅灰石：11.5%，萤石：10.5%，白碱：7%，碳黑：5.5%，石墨：6.5%，氟化钠：5%，碳酸锰：8%，镁砂：9%，铝钒土：12%，冰晶石：3%，粘合剂：3%，减水剂：1%。其中，粘合剂为氧化淀粉粘合剂与催干剂的混合物，催干剂为有机催干剂聚乙烯醇，氧化淀粉粘合剂与聚乙烯醇的重量比为：100:1，减水剂为聚羧酸型减水剂。

其制备方法，包括步骤如下：1)将玻璃粉、预熔料、硅灰石、萤石、白碱、氟化钠、碳酸锰、镁砂、铝钒土和冰晶石粉碎200~300目的粉体，并混合均匀；2)向步骤1）混合原料中加入粘合剂、减水剂、炭黑和石墨入化渣炉熔化，得液渣；3）液渣经水淬处理、500~800℃干燥、粉碎；4)再混合、喷雾造粒即可。

该保护渣的熔化温度：1050℃，在1300℃时的粘度为：0.25Pa.s，保护渣的碱度（CaO/SiO2）为0.7。将此ASP中碳钢用连铸保护渣用于A钢厂，表面质量缺陷为0.36%。

实施例2

一种ASP中碳钢用连铸结晶器保护渣，包括原料及其重量百分含量如下：玻璃粉：1%，预熔料：25%，硅灰石：25%，萤石：11%，白碱：8%，碳黑：4%，石墨：4.5%，氟化钠：1%，碳酸锰：1%，镁砂：4%，铝钒土：8%，冰晶石：0.5%，粘合剂：1%，减水剂：0.5%，Li₂O 0.5%和B₂O₃5%。粘合剂为氧化淀粉。粘合剂与催干剂的混合物，催干剂为有机催干剂聚乙烯醇，氧化淀粉粘合剂与聚乙烯醇的重量比为：100:2，水剂为聚羧酸型减水剂。

该保护渣的熔化温度：1060℃，在1300℃时的粘度为：0.30 Pa.s，保护渣的碱度（CaO/SiO2）为0.75。将此ASP中碳钢用连铸保护渣用于A钢厂，表面质量缺陷为0.13%。

实施例3

一种ASP中碳钢用连铸结晶器保护渣，包括原料及其重量百分含量如下：预熔料：29%，硅灰石：20%，萤石：10.5%，白碱：6%，碳黑：5%，石墨：5%，氟化钠：5%，碳酸锰：5%，镁砂：4%，铝钒土：8%，冰晶石：0.5%，粘合剂：1%，减水剂：1%。其中，粘合剂为氧化淀粉粘合剂与催干剂的混合物，催干剂为有机催干剂聚乙烯醇，氧化淀粉粘合剂与聚乙烯醇的重量比为：100:3，减水剂为聚羧酸型减水剂。

该保护渣的熔化温度：1100℃，在1300℃时的粘度为：0.4 Pa.s，保护渣的碱度（CaO/SiO2）为0.7。将此ASP中碳钢用连铸保护渣用于A钢厂，表面质量缺陷为0.33%。

实施例4

一种ASP中碳钢用连铸结晶器保护渣，包括原料及其重量百分含量如下：玻璃粉：4%，预熔料：23%，硅灰石：27%，萤石：13.5%，白碱：4%，碳黑：4%，石墨：4.5%，碳酸锰：5%，镁砂：4%，铝钒土：8%，冰晶石：1%，粘合剂：1.7%，减水剂：0.3%。其中，粘合剂为氧化淀粉粘合剂与催干剂的混合物，催干剂为有机催干剂聚乙烯醇，氧化淀粉粘合剂与聚乙烯醇的重量比为：100:4，减水剂为聚羧酸型减水剂。

该保护渣的熔化温度：1050℃，在1300℃时的粘度为：0.25 Pa.s，保护渣的碱度（CaO/SiO2）为0.8。将此ASP中碳钢用连铸保护渣用于A钢厂，表面质量缺陷为0.35%。

实施例5

一种ASP中碳钢用连铸结晶器保护渣，包括原料及其重量百分含量如下：玻璃粉：2%，预熔料：15%，硅灰石：13%，萤石：10.5%，白碱：8%，碳黑：8%，石墨：8.5%，氟化钠：5%，碳酸锰：8%，镁砂：7.5%，铝钒土：9%，冰晶石：2.5%，粘合剂：2%，减水剂：1%。其中，粘合剂为氧化淀粉粘合剂与催干剂的混合物，催干剂为有机催干剂聚乙烯醇，氧化淀粉粘合剂与聚乙烯醇的重量比为：100:5，减水剂为聚羧酸型减水剂。

该保护渣的熔化温度：1070℃，在1300℃时的粘度为：0.4 Pa.s，保护渣碱度（CaO/SiO2）为0.8。将此ASP中碳钢用连铸保护渣用于A钢厂，表面质量缺陷为0.40%。

实施例6

一种ASP中碳钢用连铸结晶器保护渣，包括原料及其重量百分含量如下：玻璃粉：5%，预熔料： 25%，硅灰石：10%，萤石：12.5%，白碱：7%，碳黑：6%，石墨：4.5%，氟化钠：2%，碳酸锰：7%，镁砂：6%，铝钒土：10%，冰晶石：2%，粘合剂：2%，减水剂：1%。其中，粘合剂为氧化淀粉粘合剂与催干剂的混合物，催干剂为有机催干剂聚乙烯醇，氧化淀粉粘合剂与聚乙烯醇的重量比为：100:1，减水剂为聚羧酸型减水剂。

该保护渣的熔化温度：1080℃，在1300℃时的粘度为：0.33Pa.s，保护渣的碱度（CaO/SiO2）为0.8。将此ASP中碳钢用连铸保护渣用于A钢厂，表面质量缺陷为0.33%。

实施例7

一种ASP中碳钢用连铸结晶器保护渣，包括原料及其重量百分含量如下：玻璃粉：3%，预熔料：15%，硅灰石：15%，萤石：15%，白碱：5%，碳黑：6%，石墨：6%，氟化钠：5%，碳酸锰：6%，镁砂：7%，铝钒土：10%，冰晶石：3%，粘合剂：3%，减水剂：1%。其中，粘合剂为氧化淀粉粘合剂与催干剂的混合物，催干剂为有机催干剂聚乙烯醇，氧化淀粉粘合剂与聚乙烯醇的重量比为：100:2，减水剂为聚羧酸型减水剂。

该保护渣的熔化温度：1090℃，在1300℃时的粘度为：0.30 Pa.s，保护渣的碱度（CaO/SiO2）为0.7。将此ASP中碳钢用连铸保护渣用于A钢厂，表面质量缺陷为0.30%。

实施例8

一种ASP中碳钢用连铸结晶器保护渣，包括原料及其重量百分含量如下：玻璃粉：6%，预熔料：10%，硅灰石：20%，萤石：10.5%，白碱：4%，碳黑：4%，石墨：8.5%，氟化钠：5%，碳酸锰：8%，镁砂：5%，铝钒土：12%，冰晶石：3%，粘合剂：3%，减水剂：1%。其中，粘合剂为氧化淀粉粘合剂与催干剂的混合物，催干剂为有机催干剂聚乙烯醇，氧化淀粉粘合剂与聚乙烯醇的重量比为：100:5，减水剂为聚羧酸型减水剂。

该保护渣的熔化温度：1100℃，在1300℃时的粘度为：0.35Pa.s，保护渣的碱度（CaO/SiO2）为0.7。将此ASP中碳钢用连铸保护渣用于A钢厂，表面质量缺陷为0.23%。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种ASP中碳钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于：包括原料及其重量百分含量如下：玻璃粉：0%~6%，预熔料：10%~30%，硅灰石：10%~30%，萤石：10.5%~15.5%，白碱：4%~8%，碳黑：4%~8%，石墨：4.5%~8.5%，氟化钠：0%~5%，碳酸锰：5%~8%，镁砂：4%~9%，铝钒土：8%~12%，冰晶石：0.5%~3%，粘合剂：1%~3%和减水剂：0.3%~1%；

所述粘合剂为氧化淀粉粘合剂与催干剂的混合物，所述氧化淀粉粘合剂与催干剂的重量比为：100:1~5；

所述催干剂为有机催干剂聚乙烯醇。

2.如权利要求1所述一种ASP中碳钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于：包括原料及其重量百分含量如下：玻璃粉：0%~6%，预熔料：10%~30%，硅灰石：10%~30%，萤石：10.5%~15.5%，白碱：4%~8%，碳黑：6%，石墨：6.5%，氟化钠：0%~5%，碳酸锰：5%~8%，镁砂：4%~9%，铝钒土：8%~12%，冰晶石：0.5%~3%，粘合剂：1%~3%和减水剂：0.3%~1%。

3.根据权利要求1或2所述的一种ASP中碳钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸型减水剂。

4.根据权利要求1或2所述的一种ASP中碳钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于：所述保护渣的熔化温度：1050℃~1100℃，在1300℃时的粘度为：0.25~0.4 Pa.s，所述保护渣的碱度（CaO/SiO₂）为0.7～0.8。

5.一种如权利要求1~4任一所述的保护渣的制备方法，其特征在于：包括步骤如下：1)将玻璃粉、预熔料、硅灰石、萤石、白碱、氟化钠、碳酸锰、镁砂、铝钒土和冰晶石粉碎并混合均匀；2)向步骤1）混合原料中加入粘合剂、减水剂、炭黑和石墨入化渣炉熔化，得液渣；3）液渣经水淬处理、干燥、粉碎；4)再混合、喷雾造粒即可。