一種方坯中低碳鋼連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種方坯中低碳鋼連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法，所述保護(hù)渣成分（單位：Wt%）包括：CaO28～31、SiO229～32、MgO2.4～3.6、Fe2O30.8～1.4、Al2O37.5～9、Na2O5～7、F5.5～7.5、C固9.5～10.5；所述方法包括原材料預(yù)處理與檢測、保護(hù)渣配方設(shè)計(jì)、配料和制漿、噴霧造粒、篩分除塵及產(chǎn)品檢測；本方法生產(chǎn)工藝簡單，粉塵少，鋪展性良好，對環(huán)境貢獻(xiàn)大，經(jīng)檢測，采用焊劑廢渣作為原材料，與常規(guī)原料相比，保護(hù)渣成本降低359～478元/噸，用于生產(chǎn)后，鑄坯一級合格率同比提升2.7～3.3%。
【專利說明】一種方坯中低碳鋼連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金輔料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種方坯中低碳鋼連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法。
技術(shù)背景
[0002]我國鋼鐵行業(yè)經(jīng)過近十幾年的飛速發(fā)展，粗鋼產(chǎn)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(yè)正面臨著發(fā)展的瓶頸期，一方面是產(chǎn)能無序擴(kuò)張，國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)能明顯過剩；另一方面卻是行業(yè)利潤率的大幅下滑，鋼鐵業(yè)的利潤高增長時(shí)代已很難再現(xiàn)，正在步入一個(gè)較長的調(diào)整期。各鋼鐵企業(yè)都紛紛降低包括連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣在內(nèi)的各種原料、燃料的采購價(jià)格，加之連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的各種原材料價(jià)格一直在上漲，因此連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣企業(yè)的降本增效對企業(yè)的生存至關(guān)重要。各家連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣企業(yè)都在努力尋求優(yōu)質(zhì)、廉價(jià)的原材料來替代現(xiàn)有價(jià)格較高的原材料，降低成本，提高市場競爭力，提高企業(yè)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，連鑄結(jié)晶器保護(hù)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(zhì)材料而制作生產(chǎn)的，其中硅灰石、鋁石、螢石材料在保護(hù)渣中占有很大比例，使用量大，大量開采會破壞生態(tài)平衡，造成環(huán)境污染，而且這些材料都屬于不可再生資源，價(jià)格較為昂貴，再加上破碎、粉磨等加工費(fèi)用，使得連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的生產(chǎn)成本居高不下，制約了連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的研究和發(fā)展，因此尋找成本低廉的替代材料就顯得得頗為關(guān)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(jīng)過對周邊使用焊劑的冶金設(shè)備生產(chǎn)廠家調(diào)查研究，一個(gè)年產(chǎn)IW套冶金設(shè)備的機(jī)械制造公司，一年產(chǎn)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(fèi)，并且焊劑廢渣中含有Na20、F在露天堆放或者填埋之后經(jīng)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(jié)晶器保護(hù)渣中必須的元素，通過向連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣中添加焊劑廢渣，可以替代或部分替代連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣配方中含有該化學(xué)元素原料的一種或幾種，既降低了連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益又有效的解決了焊劑廢渣的處理問題。
[0005]保護(hù)渣成分的均勻性直接影響其物性的穩(wěn)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(wěn)定，因此應(yīng)盡量減少成分波動，原料選擇要做到組成合理，成分穩(wěn)定，既要滿足連鑄質(zhì)量的需要，又要經(jīng)濟(jì)節(jié)約，盡可能就地取材，充分利用當(dāng)?shù)氐膹U棄資源，如國內(nèi)某些保護(hù)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?zhí)枮镃N102430730A的專利《一種利用電解鋁廢渣生產(chǎn)連鑄結(jié)晶器保護(hù)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(zhì)材料，節(jié)約了成本，但所含S102、Fe203不穩(wěn)定，需要多次檢驗(yàn)混合。另外，保護(hù)渣采用一些工業(yè)廢料作為基料時(shí)，使用的基料種類應(yīng)盡量少，以提高保護(hù)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(hù)渣熔化過程易出現(xiàn)分熔現(xiàn)象。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是為了彌補(bǔ)上述不足，提供一種方坯中低碳鋼連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法，該方法生產(chǎn)工藝簡單，粉塵少，鋪展性良好，提高了鑄坯一級合格率和焊劑廢渣的利用率，對環(huán)境貢獻(xiàn)大，有效地降低了連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的生產(chǎn)成本。
[0007]—種方坯中低碳鋼連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣，其化學(xué)成分及含量(單位:Wt %)包括:CaO28 ~31、Si0229 ~32,MgO 2.4 ~3.6,Fe2O3O- 8 ~1.4、Α12037.5 ~9,Na2O 5 ~7、F5.5 ~7.5、C 固 9.5 ~10.5，熔點(diǎn) 1090 ~113(TC，粘度 0.30 ~0.40PaS。
[0008]所述方坯中低碳鋼連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的制備方法，包括以下步驟:
①原材料預(yù)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0.2^0.7%，并加工成290-310目的微粉，在出料口進(jìn)行除鐵后，對焊劑廢渣取樣檢測化學(xué)成份；
②保護(hù)渣配方設(shè)計(jì):根據(jù)需要，利用焊劑廢渣和其它各類原料，設(shè)計(jì)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(nèi)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(chǎn)品檢測:將顆粒噴霧造粒保護(hù)渣用30-70目的振動篩進(jìn)行篩分后，對產(chǎn)品取樣檢測化學(xué)成份、物理指標(biāo)。
[0009]所述配料和制漿中，造漿時(shí)間65~80min，料漿含水量28~32% ；
所述噴霧造粒柱塞泵泵壓在2.7~3.1MPa，供液速度在24~26mL/min，流化床床層溫度60~64°C。
[0010]本發(fā)明所采用的原材料焊劑廢渣來源廣泛，價(jià)格便宜，焊劑廢渣中所含的Ca、S1、Mg、Al、Na、F元素，作為原料可降低方坯中低碳鋼連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的生產(chǎn)成本，并有效的解決了焊劑廢料的處理問題，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(yán)重污染問題，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益顯著。此外，經(jīng)過除鐵和均化的焊劑廢渣中各項(xiàng)成份比較穩(wěn)定，可以達(dá)到保護(hù)渣中材料采購誤差±1%的技術(shù)要求，在制備方坯中低碳鋼連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣產(chǎn)品的過程中不需要反復(fù)的檢驗(yàn)，降低檢驗(yàn)成本；焊劑廢渣礦相簡單，能夠快速形成穩(wěn)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(jīng)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(zhì)，具有較強(qiáng)的吸附夾雜物能力。
[0011]本發(fā)明采用噴霧造粒進(jìn)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2.7~3.1MPa，使噴霧造粒供液速度在24~26mL/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(guī)則，保護(hù)渣形成空心顆粒，能夠獲得較低的體積密度；顆粒經(jīng)噴霧干燥蒸發(fā)水份后，基本成型的細(xì)顆粒落入塔底的流化床，流化床溫度設(shè)在60~64°C，能夠進(jìn)一步降低保護(hù)渣顆粒的水分。
[0012]本發(fā)明采用焊渣廢渣作為原材料，對噴霧造粒進(jìn)行的工藝優(yōu)化，有效提高了保護(hù)渣質(zhì)量和出料率，提高了保護(hù)渣在鋼水表面的鋪展速度，連鑄過程中能夠迅速形成適當(dāng)厚度的熔融結(jié)構(gòu)，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(jié)團(tuán)現(xiàn)象、化渣均勻穩(wěn)定，所得保護(hù)渣質(zhì)量穩(wěn)定，又降低了生產(chǎn)成本，經(jīng)檢測，采用焊劑廢渣作為原材料，與常規(guī)原料相比，保護(hù)渣的成本降低了 359~478元/噸，用于生產(chǎn)后，鑄坯一級合格率同比提高2.7~3.3%?！揪唧w實(shí)施方式】
[0013]一種方坯中低碳鋼連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣，其化學(xué)成分及含量(單位:Wt %)包括:CaO28 ~31、Si0229 ~32,MgO 2.4 ~3.6,Fe2O3O- 8 ~1.4、Α12037.5 ~9,Na2O 5 ~7、F5.5 ~
7.5、C 固 9.5 ~10.5，熔點(diǎn) 1090 ~113(TC、粘度 0.30 ~0.40PaS。
[0014]該保護(hù)渣的具體生產(chǎn)工藝如下:
①原材料預(yù)處理與檢測:收集周邊冶金設(shè)備生產(chǎn)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0.2~0.7%，并對其加工為290~310目的微粉，在出料口進(jìn)行除鐵；對焊劑廢渣取樣檢測化學(xué)成份，測得化學(xué)成份如下表所示:
【權(quán)利要求】
1.一種方坯中低碳鋼連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣，其特征在于，其化學(xué)成分及含量(單位:wt %)包括:CaO 28 ~31、Si0229 ~32,MgO 2.4 ~3.6,Fe2O3 0.8 ~1.4,Al2O3 7.5 ~9,Na2O 5 ~7、F 5.5 ~7.5、C 固 9.5 ~10.5，熔點(diǎn) 1090 ~113(TC，粘度 0.30 ~0.40Pa.S。
2.一種制備如權(quán)利要求1所述的方坯中低碳鋼連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的方法，其特征在于，包括以下步驟: ①原材料預(yù)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0.2^0.7%，并加工成290-310目的微粉，在出料口進(jìn)行除鐵后，對焊劑廢渣取樣檢測化學(xué)成份； ②保護(hù)渣配方設(shè)計(jì):根據(jù)需要，利用焊劑廢渣和其它各類原料，設(shè)計(jì)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(nèi)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(chǎn)品檢測:將顆粒噴霧造粒保護(hù)渣用30~70目的振動篩進(jìn)行篩分后，對產(chǎn)品取樣檢測化學(xué)成份、物理指標(biāo)。
3.如權(quán)利要求2所述的方坯中低碳鋼連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的制備方法，其特征在于: 所述配料和制漿中，造漿時(shí)間65~80min，料漿含水量28~32%。
4.如權(quán)利要求2所述的方坯中低碳鋼連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的制備方法，其特征在于:所述噴霧造粒柱塞泵泵壓在2.7~3.1MPa,供液速度在24~26mL/min，流化床床層溫度60~64。。。`
【文檔編號】B22D11/111GK103624227SQ201310532773
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】張國令, 陳守杰 申請人:河南通宇冶材集團(tuán)有限公司