高堿度復合顆粒覆蓋劑及其生產方法
【專利摘要】本發明公開一種高堿度復合顆粒覆蓋劑，其特征在于：包括下列組分的原料：碳化秸稈59.5%～70%，石灰29.5～40%，粘結劑CMC（羧甲基纖維素）0.5%。本發明還提供了該覆蓋劑的生產方法：將所需原料按比例粉碎研磨，將混合均勻的物料通過造粒設備擠壓成0.2mm～4mm粒度的成品。該方法生產的高堿度復合顆粒覆蓋劑碳含量＜0.5%，R(堿度)＞1.2，生產工藝簡單，成本低，用于鋼包和中間包鋼水保溫，可保證鋼水不增碳，且對環境友好，尤其適合在低碳和超低碳鋼的冶煉中作為鋼包覆蓋劑使用。
【專利說明】高堿度復合顆粒覆蓋劑及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高堿度復合顆粒覆蓋劑及其生產方法，屬于冶金鋼水的冶煉領域，具體地說是涉及鋼包、精煉、連鑄過程用覆蓋劑。
【背景技術】
[0002]鋼包覆蓋劑是鋼水冶煉過程中加入到鋼包內覆蓋在鋼水表面的一種人工合成的輔助材料。它具有以下功能:
(1)絕熱保溫、防止鋼液面結殼。覆蓋劑有顯著的絕熱保溫作用。覆蓋劑覆蓋在鋼水表面，防止鋼水裸露在空氣中導致鋼水溫度迅速下降，從而造成液面結殼、水口凍結；
(2)隔絕空氣、防止鋼水二次氧化。覆蓋劑加入后，形成透氣性差的液渣層，將鋼水與空氣隔絕開，防止了鋼水的二次氧化，減少了鋼水的夾雜物；
(3)吸收鋼液面上的非金屬夾雜物，凈化鋼水。覆蓋劑在鋼水表面形成一定厚度的熔渣層，可以吸附上浮到鋼水表面的非金屬夾雜物、耐火材料顆粒等浮游物，起到凈化鋼水的作用。
[0003]目前大多數鋼廠、大多數鋼種使用的多為普通鋼包覆蓋劑，此類鋼包覆蓋劑為酸性，主要成分為 SiO2, Al2O3, CaO，MgO, C，其中，w (SiO2) > 40%, w (C) =15^40%, w (CaO) /w (SiO2)< 0.5。酸性覆蓋劑的最大優點是保溫效果好，最大缺點是不能凈化鋼水，甚至還可能污染鋼水。因此，能夠凈化鋼水的堿性覆蓋劑隨之研制出來，但是，堿性覆蓋劑的最大缺點是保溫性差，其導熱系數為酸性的2倍。
[0004]此外，鋼中碳含量是純凈鋼生產過程中必須控制的元素之一，國內鋼鐵企業所用的覆蓋劑一般都含量大量的碳質材料，這會使鋼水成分中碳的含量增加。要有效防止鋼包內鋼水的增碳，則最好使用無碳或微碳的鋼包覆蓋劑，這就要求鋼包覆蓋劑中碳質材料的含量盡可能低。

【發明內容】

[0005]針對以上酸性覆蓋劑不能凈化鋼水，而堿性覆蓋劑保溫效果差且含碳量高，本發明旨在提供一種保溫效果好、含碳量超低的高堿度復合顆粒覆蓋劑，產品使用效果好，既能減少鋼水熱量損失，又能凈化鋼水，同時還不會造成鋼水增碳，且對環境友好。本發明還提供了覆蓋劑的生產方法。
[0006]本發明采用的技術方案是:一種高堿度復合顆粒覆蓋劑，其特征在于:包括下列組分的原料:
碳化秸桿 59.5%~70%， 石灰29.5 40%,
粘結劑CMC (羧甲基纖維素)0.5%。
[0007]所述顆粒覆蓋劑的性能參數為:
SiO2:27.68~37.68% ；Al2O3 ≤ 1.0% ；
CaO:27.09~39.09% ；
MgO≤ 3.79% ；
C < 0.5% ；
熔點≥1200°C ；
熔速≥60s ；
容重:0.5~0.8。
[0008]本發明還提供了一種高堿度復合顆粒覆蓋劑的生產方法，其特征在于:將所需原料按比例粉碎研磨，將混合均勻的物料再經過造粒設備擠壓成粒度為0.2mnT4mm,堿度R >
1.2的成品，具體包括以下步驟:
(1)將所需原料粉碎研磨
將碳化稻桿與石灰經復合破碎機破碎至Imm后再經電震給料機送入4R磨機,經4R磨機磨粉至粒度為100目以下；
(2)混料
粉磨后的物料經計量皮帶送入混料機，加入粘結劑，物料混勻后，經斗式提升機進入中間倉；
(3)輥壓
物料通過強制喂料機送入輥壓機，將粉狀物料壓成條狀或圓柱狀塊料；強制喂料系統采用IlkW電機變頻調速，輥壓主機功率75kW，總功率87.5kff,由固定軸承座及滑動軸承座、兩個合金鋼軋棍、液壓缸、泵站、雙輸出軸硬齒面減速機、聯軸器、75kW電動機組成。電動機通過皮帶帶動雙輸出軸硬齒面減速機運轉，聯軸器將其與輥壓機軋輥相連，當減速機運轉同時也帶動輥壓機軋輥做擠壓工作。
[0009]所述輥壓過程中，壓力為14MPa，壓成100*10*5mm的條狀物料。
[0010](4)破碎、造粒
條狀物料自然下落進碎粒機破碎成4_的碎塊,再經過造粒機形成4_的近球體顆粒，破碎由7.5kff電機帶動主軸做高速旋轉將軋片破碎，破碎轉速為75(T900rpm，造粒機由造粒箱體，造粒主軸，帶多把回轉筒體碎研刀具以及孔徑0.2~4mm篩網構成，由7.5kff電機~皮帶輪帶動主軸作篩網造粒，造粒轉速:15(T250rpm。
[0011](5)篩分
最后經篩分，0.2~4mm粒度的合格品物料進入成品倉，大于4mm的物料返回到碎粒機中、小于0.2mm的物料返回到中間倉中，重新進行造粒。
[0012]針對本發明的產品既要求不含碳，又要求保溫效果良好的目標，本發明原料采用29.5~40%的石灰和59.5%~70%高溫下煅燒去碳后的碳化秸桿。高溫煅燒的秸桿和石灰的使用能夠保證覆蓋劑的高堿度，從而有利于凈化鋼水；高溫煅燒去碳后的秸桿含有極少的碳，能夠保證不會造成鋼水增碳；同時，碳含量的減少并不影響覆蓋劑的保溫效果，這是由碳化秸桿極具優勢的微觀結構決定的。一方面，碳化秸桿多孔、蜂窩狀的微觀結構可以有效減少熱導率，起到良好的保溫絕熱效果；另一方面，碳化秸桿中灰分的成分SiO2，其熔點超過鋼水溫度，因而不熔化，起到了碳骨架的作用，使保溫層能保持泡沫狀松散狀態，無明顯塌陷；此外，碳化秸桿安息角為38.66°C，具有較好的流動性和鋪展性，可以迅速在鋼水表面鋪展，較少熱量損失。
[0013]由于碳化秸桿密度過低，使用時粉塵嚴重，容易造成環境污染。針對該問題，本發明采用造粒擠壓設備，滿足環保的要求。
[0014]綜上，本發明通過對原料配比的設計，實現了 C含量< 0.5%，R(堿度)> 1.2的要求。
[0015]本發明提供的高堿度復合顆粒覆蓋劑及其生產方法，帶來的有益效果:
(1)本發明覆蓋劑為高堿性復合顆粒覆蓋劑，有利于凈化鋼水；
(2)本發明產品含碳量極少，不會向鋼水增碳，使鋼水成分得到保證，尤其適合在低碳和超低碳鋼的冶煉中作為鋼包覆蓋劑使用； (3)從保溫效果看，碳化秸桿有利的微觀結構和物理特性使其具有極佳的保溫效果；
(4)目前很多鋼廠使用的覆蓋劑為粉狀，本發明由于使用了擠壓造粒設備，使得產品呈顆粒狀，顆粒覆蓋劑在現場使用時粉塵少、對環境友好；
(5)本發明提供的生產方法，生產工藝簡單，且生產原料來源豐富，價格便宜，生產成本低，可以降低煉鋼成本。
[0016]高堿度復合顆粒覆蓋劑的發明除了對鋼水產生保溫、凈化、不增碳等有益效果外，原料碳化秸桿的大量使用還具有很大的社會效益和環境效益。近年來，隨著農村生活水平的提高，有廣泛用途的大量農作物秸桿被棄置不用，為了解決田地中秸桿堆積問題，大量秸桿被露天焚燒，產生嚴重的環境污染，且造成一定的安全隱患。本發明以農作物秸桿為主要原料開發出的顆粒覆蓋劑產品不僅低成本地利用了秸桿的高價值優良性質，而且保護了環境，有很大的經濟效益、社會效益和環境效益。
[0017]下面結合實施例和附圖對本發明做進一步說明，但不局限于以下實施例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為高堿度復合顆粒覆蓋劑的生產流程圖。
【具體實施方式】
[0019]實施例1:高堿度復合顆粒覆蓋劑的生產方法 選取原料:
碳化稻桿 59.5kg 石灰 40kg 粘結劑CMC 0.5kg 具體的操作步驟為:
(I)將所需原料粉碎研磨:將59.5kg碳化秸桿與40kg石灰經復合破碎機破碎至1_后再經電震給料機送入4R磨機，在4R磨機中將混合物料磨粉至粒度為100目以下。
[0020](2)混料:將混合均勻的物料經計量皮帶送入混料機，加入粘結劑，物料混勻后，經斗式提升機進入中間倉；
(3)輥壓:將-100目的混合物料通過強制喂料機送入輥壓機，將粉狀物料壓成條狀或圓柱狀塊料；輥壓過程中，壓力為14MPa，壓成100*10*5mm的條狀物料。
[0021]強制喂料系統采用IlkW電機變頻調速，主機功率75kW，總功率87.5kff,由固定軸承座及滑動軸承座、兩個合金鋼軋輥、液壓缸、泵站、雙輸出軸硬齒面減速機、聯軸器、75kW電動機組成。電動機通過皮帶帶動雙輸出軸硬齒面減速機運轉，聯軸器將其與造粒機軋輥相連，當減速機運轉同時也帶動造粒機軋棍做擠壓造粒工作。
[0022](4)破碎、造粒:條狀物料自然下落進碎粒機破碎成4_的碎塊,再經過造粒機形成4_的近球體顆粒，破碎由7.5kff電機帶動主軸做高速旋轉將軋片破碎，破碎轉速為75(T800rpm,造粒機由造粒箱體,造粒主軸，帶多把回轉筒體碎研刀具以及孔徑0.2~4mm篩網構成，由7.5kff電機~皮帶輪帶動主軸作篩網造粒，造粒轉速為15(Tl80rpm。
[0023](5)篩分
最后經篩分，0.2~4mm粒度的合格品物料進入成品倉，大于4mm的物料返回到碎粒機中、小于0.2mm的物料返回到中間倉中，重新進行造粒。
[0024]化驗室用EDTA容量法測鋁、鈣、鎂；用重量法測硅；用碳硫儀器測碳，用熔點儀對熔點、熔速進行測定，測得產品性能參數如下:
【權利要求】
1.一種高堿度復合顆粒覆蓋劑，其特征在于:包括下列組分的原料: 碳化秸桿 59.5%~70%， 石灰29.5 40%, 粘結劑0.5% ； 所述的粘結劑為CMC羧甲基纖維素。
2.根據權利要求1所述的高堿度復合顆粒覆蓋劑，其特征在于:所述顆粒覆蓋劑的性能參數為:
SiO2:27.68~37.68% ；
Al2O3 (≤ 7.0% ；
CaO:27.09~39.09% ；
MgO ≤ 3.79% ；
C < 0.5% ； 熔點≤12000C ； 熔速≤60s ；
容重:0.5~0.8。
3.—種權利要求1或2所述的高堿度復合顆粒覆蓋劑的生產方法，其特征在于:將所需原料按比例粉碎研磨，將混合均勻的物料再經過造粒設備擠壓成粒度為0.2mnT4mm，堿度R > 1.2的成品，具體包括以下步驟: (1)將所需原料粉碎研磨； 將碳化稻桿與石灰經復合破碎機破碎至Imm后再經電震給料機送入4R磨機,經4R磨機磨粉至粒度為100目以下； (2)混料 粉磨后的物料經計量皮帶送入混料機，加入粘結劑，物料混勻后，經斗式提升機進入中間倉； (3)輥壓 物料通過強制喂料機送入輥壓機，將粉狀物料壓成條狀或圓柱狀塊料； (4)破碎、造粒 條狀物料自然下落進碎粒機破碎成4mm的碎塊,再經過造粒機形成4mm的球體顆粒， (5)篩分 最后經篩分，0.2~4mm粒度的合格品物料進入成品倉，大于4mm的物料返回到碎粒機中、小于0.2mm的物料返回到中間倉中，重新進行造粒。
4.根據權利要求3所述的高堿度復合顆粒覆蓋劑的生產方法，其特征在于:所述輥壓過程中，壓力為14MPa，壓成100*10*5mm的條狀物料。
5.根據權利要求3所述的高堿度復合顆粒覆蓋劑的生產方法，其特征在于:所述破碎、造粒過程中破碎轉速為750~900rpm,造粒機中的篩網孔徑為0.2^4mm,造粒轉速為150~250rpm。
【文檔編號】C21C7/076GK103740893SQ201410006501
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月7日 優先權日:2014年1月7日
【發明者】程立, 康彥萍, 蔡書云, 高曉梅 申請人:太原鋼鐵(集團)有限公司