一種板坯用連鑄結晶器保護渣及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種板坯用連鑄結晶器保護渣及其制備方法，所述保護渣成分（單位：Wt%）包括：SiO228～30、CaO35～37、MgO3.3～4.8、Fe2O30.7～1.3、Al2O35～7、Na2O9～11、F8～10、C固3～5；所述方法包括原材料預處理與檢測、保護渣配方設計、配料和制漿、噴霧造粒、篩分除塵及產品檢測；本方法生產工藝簡單，粉塵少，鋪展性良好，化渣均勻穩定，對環境貢獻大，經檢測，采用焊劑廢渣作為原材料，與常規原料相比，保護渣成本降低255～308元/噸，用于生產后，鑄坯一級合格率同比提升3.0～3.8%。
【專利說明】一種板坯用連鑄結晶器保護渣及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于冶金輔料【技術領域】，具體涉及一種板坯用連鑄結晶器保護渣及其制備方法。
【背景技術】
[0002]我國鋼鐵行業經過近十幾年的飛諫發展,耜鋼產量從2000年的1.3億噸增長到2012年的7.16億噸。然而，如今的鋼鐵業正面臨著發展的瓶頸期，一方面是產能無序擴張，國內鋼鐵產能明顯過剩；另一方面卻是行業利潤率的大幅下滑，鋼鐵業的利潤高增長時代已很難再現，正在步入一個較長的調整期。各鋼鐵企業都紛紛降低包括連鑄結晶器保護渣在內的各種原料、燃料的采購價格，加之連鑄結晶器保護渣的各種原材料價格一直在上漲，因此連鑄結晶器保護渣企業的降本增效對企業的生存至關重要。各家連鑄結晶器保護渣企業都在努力尋求優質、廉價的原材料來替代現有價格較高的原材料，降低成本，提高市場競爭力，提高企業的抗風險能力。
[0003]在現有技術中，連鑄結晶器保護渣都是以硅灰石、鋁石、石灰石為基料，以螢石、白堿等為熔劑材料，再配加碳質材料而制作生產的，其中硅灰石、鋁石、螢石材料在保護渣中占有很大比例，使用量大，大量開采會破壞生態平衡，造成環境污染，而且這些材料都屬于不可再生資源，價格較為昂貴，再加上破碎、粉磨等加工費用，使得連鑄結晶器保護渣的生產成本居高不下，制約了連鑄結晶器保護渣的研究和發展，因此尋找成本低廉的替代材料就顯得得頗為關鍵。
[0004]焊劑廢渣是埋弧焊堆焊過后的廢料，其主要成分為:Si02、CaO、MgO, Fe203、A1203、Na20、F、Fe。經過對周邊使用焊劑的冶金設備生產廠家調查研究，一個年產IW套冶金設備的機械制造公司，一年產生的焊劑廢渣就有1000噸左右，而目前處理焊劑廢渣的主要方法為:傾倒、填埋，造成資源浪費，并且焊劑廢渣中含有Na20、F在露天堆放或者填埋之后經過雨水沖淋，滲入地下，會造成土壤和地下水污染。而焊劑廢渣中所含的硅、鈣、鎂、鋁、鈉、氟又是連鑄結晶器保護渣中必須的元素，通過向連鑄結晶器保護渣中添加焊劑廢渣，可以替代或部分替代連鑄結晶器保護渣配方中含有該化學元素原料的一種或幾種，既降低了連鑄結晶器保護渣的生產成本，實現了經濟效益又有效的解決了焊劑廢渣的處理問題。
[0005]保護渣成分的均勻性直接影響其物性的穩定，在使用中為獲得良好的熔化行為，要求其原料物性盡量穩定，因此應盡量減少成分波動，原料選擇要做到組成合理，成分穩定，既要滿足連鑄質量的需要，又要經濟節約，盡可能就地取材，充分利用當地的廢棄資源，如國內某些保護渣原料有玻璃粉(SiO2大于70%，Na2O大于13%)、水泥、高爐渣、煙道灰等。專利申請號為CN102430730A的專利《一種利用電解鋁廢渣生產連鑄結晶器保護渣的方法》，所用原材料電解鋁廢渣中主要成分為C、F、A1，電解鋁廢渣主要用于代替鋁石、螢石、碳質材料，節約了成本，但所含S102、Fe203不穩定，需要多次檢驗混合。另外，保護渣采用一些工業廢料作為基料時，使用的基料種類應盡量少，以提高保護渣熔化均勻性，電解鋁廢渣未能有效減少基料的種類，在保護渣熔化過程易出現分熔現象。
【發明內容】

[0006]本發明是為了彌補上述不足，提供一種板坯用連鑄結晶器保護渣及其制備方法，該方法生產工藝簡單，粉塵少，鋪展性良好，化渣均勻穩定，提高了鑄坯一級合格率和焊劑廢渣的利用率，對環境貢獻大，有效地降低了連鑄結晶器保護渣的生產成本。
[0007]一種板坯用連鑄結晶器保護渣，其化學成分及含量(單位:Wt %)包括:Si0228~30、CaO 35 ~37、MgO 3.3 ~4.8、Fe2O3 0.7 ~1.3、Al2O3 5 ~7、Na2O 9 ~11、F8 ~10、C固 3 ~5，熔點 1090 ~1130°C，粘度 0.12 ~0.14Pa.S。
一種板坯用連鑄結晶器保護渣的制備方法，包括以下步驟:
①原材料預處理與檢測:將焊劑廢渣用鏟車批量翻攪混勻，控制其含水量0.3^0.8%，并加工成290-310目的微粉，在出料口進行除鐵后，對焊劑廢渣取樣檢測化學成份；
②保護渣配方設計:根據需要，利用焊劑廢渣和其它各類原料，設計出配方；
③配料和制漿:按焊劑廢渣配方，將原料加入制漿罐內加水造漿；
④噴霧造粒:將攪拌均勻的料漿由柱塞泵加壓噴霧造粒；
⑤篩分除塵及產品檢測:將顆粒噴霧造粒保護渣用20飛0目的振動篩進行篩分后，對產品取樣檢測化學成份、物理指標；
所述配料和制漿中，造漿時間62~70min，料漿含水量27~30% ；
所述噴霧造粒柱塞泵泵壓在2.2~2.5MPa，供液速度在20~23mL/min，流化床床層溫度 56 ~58°C。
[0008]本發明所采用的原材料焊劑廢渣來源廣泛，價格便宜，焊劑廢渣中所含的Ca、S1、Mg、Al、Na、F元素，作為原料可降低板坯中低碳鋼連鑄結晶器保護渣的生產成本，并有效的解決了焊劑廢渣的處理問題，為焊劑廢渣的合理使用提供新的方法，有效地減少焊劑廢渣的大量堆積和嚴重污染問題，經濟效益和環保效益顯著。此外，經過除鐵和均化的焊劑廢渣中各項成份比較穩定，可以達到保護渣中材料采購誤差±1%的技術要求，在制備板坯用連鑄結晶器保護渣產品的過程中不需要反復的檢驗，降低檢驗成本；焊劑廢渣礦相簡單，能夠快速形成穩定的液渣膜，避免了鋼水二次氧化；碳酸鹽、硫化物、氮化物類礦物很少，其經制漿和噴霧造粒被去除，避免了與鋼水接觸造成二次污染，鋼水中夾雜物多為酸性的硅酸鹽類雜質，具有較強的吸附夾雜物能力。
[0009]本發明采用噴霧造粒進行制粒與干燥，利用柱塞泵加壓將料漿送至噴霧干燥塔頂，泵壓在2.2~2.5MPa，使噴霧造粒供液速度在20~23mL/min，在此速度下能夠使料漿充分均勻霧化，顆粒較小而又形狀規則，保護渣形成空心顆粒，能夠獲得較低的體積密度；顆粒經噴霧干燥蒸發水份后，基本成型的細顆粒落入塔底的流化床，流化床溫度設在56~58 0C，能夠進一步降低保護渣顆粒的水分。
[0010]本發明采用焊渣廢渣作為原材料，對噴霧造粒進行的工藝優化，有效提高了保護渣質量和出料率，提高了保護渣在鋼水表面的鋪展速度，連鑄過程中能夠迅速形成適當厚度的熔融結構，既具有良好的隔熱保溫性能，又具有較好的吸收夾雜物能力和防止鋼水二次氧化，無結團現象、化渣均勻穩定，所得保護渣質量穩定，既降低了生產成本，又能夠滿足企業所需標準；經檢測，采用焊劑廢渣作為原材料，與常規原料相比，保護渣的成本降低了255~308元/噸，用于生產后，鑄坯一級合格率同比提高3.0~3.8%。【具體實施方式】
[0011]一種板坯用連鑄結晶器保護渣，其化學成分及含量(單位:Wt %)包括:Si0228~30、CaO 35 ~37、MgO 3.3 ~4.8、Fe2O3 0.7 ~1.3、Al2O3 5 ~7、Na2O 9 ~11、F8 ~10、C固 3 ~5，熔點 1090 ~1130°C，粘度 0.12 ~0.14Pa.S。
該保護渣的具體生產工藝如下:
①原材料預處理與檢測:收集周邊冶金設備生產廠家的焊劑廢渣，將焊劑廢渣用鏟車批量翻攪混勻，控制其含水量在0.3~0.8%，并對其加工為290~310目的微粉，在出料口進行除鐵；對焊劑廢渣取樣檢測化學成份，測得化學成份如下表所示:
【權利要求】
1.一種板坯用連鑄結晶器保護渣，其特征在于，其化學成分及含量(單位:wt %)包括:Si0228 ~30、CaO 35 ~37、MgO 3.3 ~4.8、Fe2O3 0.7 ~1.3、Al2O3 5 ~7、Na2O 9 ~11、F8 ~10、C 固 3 ~5，熔點 1090 ~113(TC，粘度 0.12 ~0.14Pa.S。
2.一種制備如權利要求1所述的板坯用連鑄結晶器保護渣的方法，其特征在于，包括以下步驟: ①原材料預處理與檢測:將焊劑廢渣用鏟車批量翻攪混勻，控制其含水量0.3^0.8%，并加工成290-310目的微粉，在出料口進行除鐵后，對焊劑廢渣取樣檢測化學成份； ②保護渣配方設計:根據需要，利用焊劑廢渣和其它各類原料，設計出配方； ③配料和制漿:按焊劑廢渣配方，將原料加入制漿罐內加水造漿； ④噴霧造粒:將攪拌均勻的料漿由柱塞泵加壓噴霧造粒； ⑤篩分除塵及產品檢測:將顆粒噴霧造粒保護渣用20飛0目的振動篩進行篩分后，對產品取樣檢測化學成份、物理指標。
3.如權利要求2所述的板坯用連鑄結晶器保護渣的制備方法，其特征在于: 所述配料和制漿中，造漿時間62~70min，料漿含水量27~30%。
4.如權利要求 2所述的板坯用連鑄結晶器保護渣的制備方法，其特征在于: 所述噴霧造粒柱塞泵泵壓在2.2~2.5MPa，供液速度在20~23mL/min，流化床床層溫度 56 ~58°C。
【文檔編號】B22D11/111GK103639380SQ201310532730
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月4日 優先權日:2013年11月4日
【發明者】張國令, 陳守杰 申請人:河南通宇冶材集團有限公司