具有除硫磷功能的鋼、鐵水聚渣保溫覆蓋劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有除硫磷功能的鋼、鐵水聚渣保溫覆蓋劑及其制備方法，包含以下組分，以重量份計(jì)：鎂橄欖石粉10-20份，鎂砂粉5-15份，空心玻璃微珠粉10-20份，珍珠巖粉10-20份，沸石粉5-15份，坡縷石粉5-10份。通過上述各種原料的綜合作用，能實(shí)現(xiàn)除硫、除磷的最佳效果。在供煉鋼廠覆蓋鋼包和中間包內(nèi)的鋼、鐵水時，可對鋼、鐵水實(shí)現(xiàn)良好的保溫、吸收夾雜、避免鋼水增碳，特別是吸收鋼、鐵水中的硫磷元素等冶金功能。
【專利說明】具有除硫磷功能的鋼、鐵水聚渣保溫覆蓋劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鑄造行業(yè)中鋼、鐵水聚渣保溫的覆蓋劑，特別是一種新型具有除硫磷功能的聚渣保溫覆蓋劑和制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鑄造生產(chǎn)中為延長冒口內(nèi)金屬液的凝固時間覆蓋在冒口金屬液表面的覆蓋材料叫覆蓋劑。覆蓋劑有兩種:保溫覆蓋劑和發(fā)熱覆蓋劑。
[0003]CN102554141A公開了一種鑄鋼件用發(fā)熱覆蓋劑，其中各組分的重量百分含量為:發(fā)熱劑5-25%，保溫劑10-20%，觸發(fā)劑3-8%，木屑1%，其余都為聚渣劑，其中發(fā)熱劑為鋁粉、鋁灰，鋁粉中Al2O3含量> 95%，鋁灰中的Al2O3含量為15-20%，鋁粉和鋁灰的混合比為1:3-1:10，保溫劑為蛭石、漂珠組成的混合物，所述的蛭石、漂珠的混合比為1:1-2:1，蛭石、漂珠中的SiO2的含量均大于40%，觸發(fā)劑為螢石粉和氟硅酸鈉，螢石粉和氟硅酸鈉的混合比為5:1-8:1，聚渣劑為Si0270-75%、Al2O3含量15-20%的珍珠巖。通過配合使用一定量的保溫劑，使得覆蓋劑的綜合性能更好。
[0004]覆蓋劑在冶金鑄造行業(yè)如各種灰鑄鐵、球墨鑄鐵及各種鑄鋼液體生產(chǎn)過程中有著廣泛的應(yīng)用，使用該覆蓋劑的作用是消除鑄件氣孔、夾渣、防止球鐵球化衰退。通常，保溫覆蓋劑為低導(dǎo)熱材料構(gòu)成，如:膨脹珍珠巖、膨脹石墨等。
[0005]隨著鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高以及高純低碳鋼的發(fā)展，對煉鋼用輔助材料的要求也越來越高。從鋼水保溫劑的發(fā)展可明顯看出這一點(diǎn)。鋼水保溫劑的最初功能只是保溫，以防止鋼水在傳輸過程或澆注過程中降溫過大，但隨著對鋼質(zhì)量要求的提高，鋼水保溫劑的功能趨于廣泛，具體功能有保溫、防止大氣對鋼水的二次氧化、吸附鋼水中上浮的夾雜物、不與鋼水反應(yīng)避免污染鋼水等。
[0006]保溫覆蓋劑的種類；
⑴酸性類
典型的有碳化稻(糠)殼，具有優(yōu)良的保溫絕熱性能，且成本低廉，但不利于鋼水中上浮的夾雜物，并導(dǎo)致鋼水增碳。
[0007](2)中性類
典型的有AlO-SiO基含碳或低碳保溫劑，其最大的特點(diǎn)是成本低廉和鋼水增碳較少。CN101380666A公開了一種集渣保溫覆蓋劑，含有以重量份為單位的原料:珍珠巖70-90份，石英砂5-20份，藍(lán)砂1-8份。具有良好的保溫性能，從1400°C降到1340°C需25分鐘左右時間，同時集渣層表面張力大，達(dá)到0.15-0.25kg/cm2，對消除鑄件的氣孔、夾渣和裂紋有顯著的效果，可以明顯提高產(chǎn)品的成品率，比一般珍珠巖覆蓋劑提高產(chǎn)品出品率5-15%。
[0008]⑶堿性類
熔渣中堿性氧化物和酸性氧化物間的比成為熔渣的堿度，堿度是反映覆蓋劑吸收鋼液中夾雜物能力的重要指標(biāo)，同時也是反映對中間包侵蝕程度的重要指標(biāo)。通常，堿度大，吸收夾雜物的能力也大，同時對中間包侵蝕程度小。堿性最強(qiáng)的氧化物是CaO，酸性最強(qiáng)的氧化物是Si02。酸性、中性覆蓋劑只能起保溫作用，都沒有吸收夾雜物的功能。堿性保溫覆蓋劑是以MgO或白云石為基的材料，也有高碳與低碳之分，該類保溫覆蓋劑一般熔點(diǎn)較低，單獨(dú)使用容易結(jié)殼，但能較好地吸附鋼水中上浮的夾雜物。CNlO1275176A公開了一種高堿度中空顆粒鋼水保溫覆蓋劑，采用雷蒙機(jī)將石灰粉破碎成200目以下的粉，將破碎好的石灰細(xì)粉放入可控溫度的高速攪拌機(jī)中，加入1-2%鈍化劑，將溫度控制在80-100°C之間，高速攪拌處理5-10分鐘，再將鈍化后的石灰粉與硅灰石粉、粘結(jié)劑按冶煉要求的堿度混合造漿，噴霧造粒生產(chǎn)高堿度中空顆粒鋼水保溫覆蓋劑。在保證保溫效果的同時，可有效地吸附鋼水夾雜，提聞鋼成品質(zhì)量。
[0009]目前，保溫覆蓋劑在生產(chǎn)中的要求主要體現(xiàn)在以下四個方面:
⑴保溫覆蓋劑的使用不會對鋼水增碳。能適應(yīng)高、中、低碳或超低碳鋼水生產(chǎn)的保溫要求。CN102191355A公開了一種用于煉鋼的覆蓋劑，由三部分組成，其一為軟熔阻氧劑，用于隔絕鐵水或鋼液與空氣中氧的接觸，防止鐵水或鋼液被氧化，其二為保溫劑，降低鐵水或鋼液的溫降；其三為堿性氧化物，防止鋼液夾雜，并起到凈化鋼液作用。其中軟熔阻氧劑為高含碳粉煤灰。由于含碳量較高，限制了應(yīng)用范圍。
[0010]⑵應(yīng)屬堿性材料，其堿度應(yīng)和鋼渣的堿度相當(dāng)。在保溫覆蓋劑的使用過程中不會降低鋼渣的堿度，從而避免了鋼水的回硫和回磷。
[0011]⑶應(yīng)具有良好的保溫性能。從材料內(nèi)部的傳熱過程來看，若是要保溫覆蓋劑具有良好的保溫性能，就必須是材料含有大量的氣孔率以及阻隔傳導(dǎo)通路，為此保溫覆蓋劑應(yīng)具有較低的容重。
[0012]CN1349868A公開了一種具有微孔結(jié)構(gòu)的聚渣保溫覆蓋劑，由下列材料和比例組成:沸石50-70%，鱗片石墨10-20%，桂林901# 4-6%,珍珠巖10_20%，其粒度直徑為5_8毫米，粉狀物少于2%，沸石具有天然微孔結(jié)構(gòu)，因而，用量少、隔熱保溫效果好。
[0013]CN101653819A公開了一種空心顆粒無碳覆蓋劑，采用噴霧造粒生產(chǎn)方法使覆蓋劑成空心顆粒，能形成一個絕熱隔離層，可有效地降低鋼水向外傳熱速度，起到隔熱保溫的作用，效果明顯優(yōu)于實(shí)心顆粒覆蓋劑。其缺點(diǎn)是工藝較為復(fù)雜，成本較高。
[0014]⑷應(yīng)具有較高的熔點(diǎn)。較高的熔點(diǎn)能使保溫劑在使用過程中不易熔化，能較長時間保持良好的保溫性能。
[0015](5)保溫覆蓋劑應(yīng)價廉質(zhì)優(yōu)。為了適應(yīng)市場和鋼鐵生產(chǎn)降低成本的需求，保溫覆蓋劑的原材料應(yīng)價格低廉、來源廣泛，且生產(chǎn)工藝簡單。
[0016]CN1686636A公開了一種具有除硫磷功能的鋼、鐵水聚渣保溫覆蓋劑，各組分的重量比為:鎂橄欖石砂粉7-19%，爐渣14-26%，珍珠巖20-27%，電廠灰13_20%，沸石6_7%，石墨4-7%，桂林一號粉5-8%。在造渣過程中，能夠吸收鋼水中的硫磷雜質(zhì)。但添加有少量的碳素(含碳物質(zhì))，限制了其應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]針對上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種能夠剔除鋼、鐵水中最有害的硫、磷元素，同時不添加碳素的聚渣保溫覆蓋劑。
[0018]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種新型具有除硫磷功能的鋼、鐵水聚渣保溫覆蓋齊IJ，包含以下組分，以重量份計(jì):鎂橄欖石粉10-20份，鎂砂粉5-15份，空心玻璃微珠粉10-20份，珍珠巖粉10-20份，沸石粉5-15份，坡縷石粉5_10份。
[0019]M2S即Mg2SiO4，為鎂橄欖石的簡寫化學(xué)結(jié)構(gòu)式。
[0020]M2S砂粉材料制備:將直徑為20-200毫米的鎂橄欖石礦置于1000-1200°C的豎窯中煅燒，煅燒時間一般為50-60分鐘，煅燒后的礦石破碎加工成粒徑為IOOum以下的M2S砂粉材料備用。
[0021]從除硫磷的技術(shù)效果考慮，優(yōu)選地，上述各粉狀組分的粒徑均為IOOum以下。更加優(yōu)選地，鎂橄欖石粉與鎂砂粉的用量為2:1。
[0022]從熔化溫度的角度考慮，優(yōu)選地，鎂橄欖石粉+鎂砂粉與珍珠巖粉+沸石粉的用量比為1.5:1。
[0023]通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，坡縷石的加入可以起到除硫磷的協(xié)同效果，進(jìn)一步，從生產(chǎn)成本的考慮，加入5-10份坡縷石的技術(shù)效果較好，超過10份，其除硫磷的效果沒有明顯的進(jìn)一步提高，低于5份則亦不能達(dá)到最好的協(xié)同效果。
[0024]一種制備具有除硫磷功能的鋼、鐵水聚渣保溫覆蓋劑的方法，準(zhǔn)備鎂橄欖石粉、鎂砂粉，空心玻璃微珠粉，珍珠巖粉，沸石粉，坡縷石粉；對空心玻璃微珠粉進(jìn)行干燥處理；對鎂橄欖石粉、坡縷石粉進(jìn)行脫水干燥處理；按比例將上述各物質(zhì)進(jìn)行混合，得到用于除硫磷的聚渣保溫覆蓋劑。
[0025]優(yōu)選地，各物質(zhì)粉磨至IOOum以下備用。
[0026]通過上述各種原料的綜合作用，能實(shí)現(xiàn)除硫、除磷的最佳效果。在供煉鋼廠覆蓋鋼包和中間包內(nèi)的鋼、鐵水時，可對鋼、鐵水實(shí)現(xiàn)良好的保溫、吸收夾雜、避免鋼水增碳，特別是吸收鋼、鐵水中的硫磷元素等冶金功能。通過取樣分析，鋼、鐵水的增碳量控制在
0.2X10_4%以內(nèi)，熔化溫度保持在1400°C以上，除硫磷效果顯著，經(jīng)過紅外碳硫分析儀測得鑄鐵中的S的平均值為0.030%以下，磷釩鑰黃光度法測得鑄鐵中的P的平均值為0.350%以下。
【具體實(shí)施方式】
[0027]實(shí)施例:1:
準(zhǔn)備鎂橄欖石粉、鎂砂粉，空心玻璃微珠粉，珍珠巖粉，沸石粉，坡縷石粉；對空心玻璃微珠粉進(jìn)行干燥處理；對鎂橄欖石粉、坡縷石粉進(jìn)行脫水干燥處理；按重量份計(jì)取20份M2S粉，鎂砂粉10份，空心玻璃微珠粉15份，珍珠巖粉10，沸石粉10份，坡縷石粉5份，將上述各物質(zhì)進(jìn)行混合，得到用于除硫磷的聚渣保溫覆蓋劑。
[0028]實(shí)施例2:
上述各粉狀組分的粒徑均為IOOum以下，其它條件與實(shí)施例1相同。
[0029]對比例1:
未添加鎂砂粉，使用30份的M2S粉。其它條件與實(shí)施例1相同。
[0030]實(shí)施例3:
15份的M2S粉，其它條件與實(shí)施例1相同。
[0031]實(shí)施例4:
15份的鎂砂粉，其它條件與實(shí)施例1相同。
[0032]實(shí)施例5:20份珍珠巖粉，其它與實(shí)施例1相同。
[0033]實(shí)施例6:
5份沸石粉，其它與實(shí)施例1相同。
[0034]對比例2:
未加入坡縷石，其它與實(shí)施例1相同。
[0035]通過實(shí)施例1與2的比較可見，各粉狀組分的粒徑均為IOOum以下能有效提高脫硫、脫磷的效率。
[0036]通過實(shí)施例1與對比例1，實(shí)施例3-4的比較可見，鎂橄欖石粉與鎂砂粉的用量為2:1時的脫硫磷效果最好。
[0037]通過實(shí)施例1與5-6的比較可見，鎂橄欖石粉+鎂砂粉與珍珠巖粉+沸石粉的用量比為1.5:1時的熔化溫度最高。
[0038]通過實(shí)施例1與對比例2的比較可見，加入坡縷石可以進(jìn)一步提高除硫磷的效率。
[0039]表1本發(fā)明的實(shí)施例
【權(quán)利要求】
1.一種具有除硫磷功能的鋼、鐵水聚渣保溫覆蓋劑，包含以下組分，以重量份計(jì):鎂橄欖石粉10-20份，鎂砂粉5-15份，空心玻璃微珠粉10-20份，珍珠巖粉10_20份，沸石粉5-15份，坡縷石粉5-10份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的覆蓋劑，其特征在于:各狀組分的粒徑均為IOOum以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的覆蓋劑，其特征在于:鎂橄欖石粉與鎂砂粉的用量為2:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的覆蓋劑，其特征在于:將直徑為20-200毫米的鎂橄欖石礦置于1000-1200°C的豎窯中煅燒，煅燒時間一般為50-60分鐘，煅燒后的礦石破碎加工成粒徑為IOOum以下的M2S砂粉材料備用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的覆蓋劑，其特征在于:鎂橄欖石粉+鎂砂粉與珍珠巖粉+沸石粉的用量比為1.5:1。
6.一種制備權(quán)利要求1所述的覆蓋劑的方法，準(zhǔn)備鎂橄欖石粉、鎂砂粉，空心玻璃微珠粉，珍珠巖粉，沸石粉，坡縷石粉；對空心玻璃微珠粉進(jìn)行干燥處理；對鎂橄欖石粉、坡縷石粉進(jìn)行脫水干燥處理；按比例將上述各物質(zhì)進(jìn)行混合，得到用于除硫磷的聚渣保溫覆蓋劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:各物質(zhì)粉磨至IOOum以下備用。
【文檔編號】B22D1/00GK103537636SQ201310519087
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】陳志芳 申請人:新疆華莎能源股份有限公司