一種連鑄保護渣制造技術

本發明專利技術涉及一種鑄造用保護渣，特別涉及一種以鋰云母為主原料的連鑄保護渣。解決了現有連鑄保護渣配方十分復雜且需加入助熔劑的缺陷。一種以鋰云母為預熔渣料主原料的連鑄保護渣，鋰云母與其他原料的重量份比例分別為：鋰云母與水泥熟料的比例為１∶０．４～０．８，鋰云母與石灰石的比例為１∶０．２～０．４，鋰云母與熒石的比例為１∶０～０．３。以上述比例構成的原料經預熔化、粉碎后加入炭素材料混勻或混勻后再造粒等工藝生產的粉末狀或顆粒狀保護渣。或者按上述比例范圍加入鋰云母、水泥熟料、石灰石、熒石再加入炭素材料混勻或混勻后再造粒的混合型粉末狀或顆粒狀連鑄保護渣。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種鑄造用保護渣，特別涉及一種以鋰云母為主原料的連鑄保護渣。
技術介紹
連鑄保護渣是連鑄生產最重要的輔助材料之一，連鑄保護渣加入到結晶器鋼液面上可以起到保溫作用；熔渣還能使鋼水隔絕空氣避免鋼水氧化；熔渣流入結晶器與鑄坯之間形成渣膜起潤滑作用；通過改變保護渣的性能從而影響鑄坯初始凝固過程；熔渣吸收和溶解鋼水中上浮的夾雜物等。現有的保護渣通常由含有CaO、SiO2、Al2O3等氧化物的礦物原料組成，再加入含有Na、F等元素的助熔劑來調整保護渣的熔點、粘度。如果是發熱型保護渣還要配入發熱材料及助燃劑即供氧劑。連鑄保護渣都要配入一定數量的炭素材料來控制保護渣在結晶器鋼水面上的熔化速度，使其和連鑄的其他工藝參數相匹配。按照制造工藝分類連鑄保護渣可分為混合型和預熔型兩大類，混合型是將各種粉末狀原材料按一定的配比充分混勻而成，或再制成顆粒狀。預熔型是將炭素材料以外的原材料按一定的配比預先熔化成渣料，然后加入炭素材料制成粉末狀或各種顆粒狀保護渣。通常保護渣中的CaO、SiO2約占55-80％，CaO/SiO2在0.5-1.5之間，Al2O3占2-15％。含有CaO的原材料有水泥熟料，高爐水渣，硅灰石，石灰石等等。含有SiO2的材料有長石、硅灰石、珍珠巖、硅藻土等。含Na原料有碳酸鈉、氟化鈉、霞石、玻璃粉、氟硅酸鈉等。含F的原料有氟化鈉、冰晶石、氟硅酸鈉等。Na2O+F占保護渣總量的5-20％。作為助熔劑的氧化物還有BaO、MnO、B2O3等，但前者是最常用的。保護渣的生產者通常根據預定的化學成分計算保護渣的配方。礦物原材料往往同時含有CaO、SiO2、Al2O3等成分，有的同時含有Na、F元素，因此全部采用礦物原料在技術上有難度。因此作為降低熔點、粘度的助熔劑的Na2O來自化工產品堿土金屬碳酸鹽，F來自于NaF等。由于硅灰石的CaO/SiO接近1，因此硅灰石是CaO、SiO2等氧化物的主要來源。然后再加入少量含高CaO或高SiO2的原材料調整CaO/SiO。含有Al2O3的礦物很多，且保護渣中的Al2O3含量也不高，因此含Al2O3礦物不是主原料。即使這樣原材料的配方還是十分復雜，加上炭素材料，原材料的種類有10種左右。純堿Na2CO3作為降低熔點的助熔劑被廣泛使用，降低粘度最有效的物質是含氟物，螢石是最常用的的礦物。助熔劑是保護渣最重要的添加劑之一，它直接影響熔渣的牲能，因此助熔劑的選擇是保護渣技術的關鍵。現有的保護渣，如專利號為ZL92106323.7的以硅灰石為基料的煉鋼澆注用保護渣，中國專利申請號為94111971.8的膨潤土復合保護渣，中國專利申請號為93111310.5的赤泥煉鋼鑄錠保護渣等都加入了純堿作為助熔劑。
技術實現思路
本專利技術需要解決的技術問題是，簡化連鑄保護渣的配方，降低保護渣的成本，提高鑄坯的表面質量。本專利技術的技術方案為一種連鑄保護渣，包括鋰云母、水泥熟料、石灰石，其各組分的重量份比為鋰云母與水泥熟料的比例為1∶0.4～0.8，鋰云母與石灰石的比例為1∶0.2～0.4；為調節熔渣的粘度可加入少量的螢石，鋰云母與螢石的比例為1∶0～0.3。本專利技術的以鋰云母為主要渣料來源的保護渣的生產工藝流程為按預先計算確定的鋰云母與水泥熟料、石灰石、螢石的比例將所需原材料的粉末充分混勻，再經過造球、預熔化、水淬、粉碎后成為半成品渣料再加入炭素材料混勻或混勻后造粒成為預熔型粉末狀或顆粒狀的成品保護渣，或將鋰云母等粉末狀渣料原料與炭素材料一起混勻或混勻后再造粒成為混合型粉末狀或顆粒狀連鑄保護渣。炭素材料為炭黑和石墨，半成品渣料與炭素材料的加入量重量份數比為1∶0.1～0.2。本專利技術有益效果為本專利技術為一種以鋰云母為主原料的保護渣，鋰云母的添加量可占保護渣中渣料總量的30-70％，由于鋰云母中含有K2O、F，特別是它含有一定的Li2O，本專利技術卻不需要另加堿土金屬碳酸鹽以及氟化鈉、冰晶石等助熔劑，不加或只加少量的螢石即可，再加入炭素材料即為方坯、園坯用保護渣。它還含有SiO2、Al2O3等保護渣的有效成分，這樣價格低廉的鋰云母就可成為保護渣的主原料。由于鋰云母含有一定量的Al2O3，因此它適宜配制粘度相對較高的大、小方坯，園坯用保護渣，并且由于配入了鋰云母，不但降低了保護渣的成本，而且鋰云母帶入的Li2O優化了保護渣的性能，提高了鑄坯的表面質量。鋰云母是一種價格低廉的尾礦，它的要成分為SiO2、Al2O3、K2O、Li2O、F等。這些都是保護渣的有效成分，且化學成分穩定。保護渣中的Li2O是強烈的助熔劑，能有效地降低保護渣的熔點和粘度，Li2O還能起到抑制保護渣凝固過程結晶的作用，用Li2O代替Na2O還能增強熔渣溶解來自于鋼水中Al2O3的能力和速度，穩定熔渣性能。當然可以通過在保護渣中加入碳酸鋰來得到Li2O的。但是碳酸鋰是昂貴的化工產品，如果熔渣中的Li2O達到2％，則要加入4.8％的碳酸鋰。碳酸鋰的成本將超過其他原料的成本的總和。因此在通常的方、園坯保護渣中不加碳酸鋰。使用鋰云母的方、園坯保護渣，由于含有Li2O，就有可能得到表面質量優良的鑄坯，同時這種保護渣也更適宜于提高鑄坯的拉速。本專利技術中實施例使用的鋰云母含有70-80％的SiO2，，是酸性材料，為了調整保護渣的CaO/SiO2，還加入了水泥熟料和石灰石。水泥熟料是一種化學成分較為穩定的原材料，它本身的CaO/SiO2在3左右，是堿性材料。石灰石粉作為保護渣中CaO不足部分的補充。Al2O3主要來自鋰云母。本專利技術的保護渣除了加入上述幾種原材料作為基本材料外，有時為了調節熔渣的粘度需要加入少量的螢石，鋰云母本身是一種低熔點物質，它所含有的K2O、F、Na2O等都具有助熔作用，因此以鋰云母為基料的保護渣中不加或加少量的螢石就能使保護渣的熔點、粘度達到一定的要求。本專利技術中保護渣在熔化時，渣中的石灰石將分解成CaO和CO2，CaO將成為熔渣的一部分。由于石灰石的分解是吸熱反應，又要劇烈地放出氣體，因此石灰石作為預熔渣基料時要把它的加入量控制在適當的范圍。具體實施例方式表一中是本專利技術配制的三種保護渣和原有的保護渣的配方、化學成分、性能、使用效果的比較。所謂的配方是指基本渣料的配方，將這些粉末渣料混勻后造粒，然后熔化、水淬、烘干、磨粉，再按表中的配比加入炭素材料，再混勻后造粒烘干即為保護渣的成品。表中的化學成分指保護渣成品的化學成分，性能也是指成品測試的結果。保護渣的使用效果通常評價兩部分，一是在結晶器內的熔化情況，即熔化速度正常，不結渣圈，具有一定的熔融層厚度。二是鑄坯的表面質量，要關洼鑄坯的縱裂情況，是否有結渣、凹坑、針孔等缺陷。使用結果表明，本專利技術的保護渣具有良好的實績。見表一與表二。表一本專利技術保護渣配方及與原有保護渣使用結果的比較 注熔化性能指保護渣在結晶器內的熔化情況，分好、中、差，分別以○、△、×表示。縱裂、結渣、凹坑越少，鑄坯表面質量越好。表面質量也以好、中、差表示，符號同上。表二實施例與比較例的原材料成分(％) 權利要求1.一種連鑄保護渣，包括鋰云母、水泥熟料、石灰石，其各組分的重量份比為鋰云母與水泥熟料的比例為1∶0.4～0.8，鋰云母與石灰石的比例為1∶0.2～0.4。2.根據權利要求1所述的一種連鑄保護渣本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種連鑄保護渣，包括鋰云母、水泥熟料、石灰石，其各組分的重量份比為：鋰云母與水泥熟料的比例為１∶０．４～０．８，鋰云母與石灰石的比例為１∶０．２～０．４。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱祖民，陳榮歡，蔡得祥，張晨，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]