專利名稱：用建筑廢料粘土為原料的低堿度結(jié)晶器保護(hù)渣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鋼用輔助材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用建筑廢料粘土為原料的低堿度結(jié)晶器保護(hù)渣。
背景技術(shù)：
保護(hù)渣在連鑄過程中起著潤滑、保溫、防止鋼水二次氧化、吸附上浮的夾雜物和調(diào)節(jié)傳往結(jié)晶器的熱流等作用。保護(hù)渣組成是根據(jù)CaO-SiO2-Al2O3三元系中的偽硅灰石區(qū)域選擇各成分組成，在構(gòu)成保護(hù)渣的組分中CaO作為主要的堿性材料，SiO2作為主要的酸性材料，Na2O, CaF2^MgO作為主要的助熔劑，碳質(zhì)組分作為骨架材料以及熔速控制劑。通過基料和熔劑的有機(jī)組合，調(diào)整保護(hù)渣的化學(xué)成份，以調(diào)節(jié)保護(hù)渣的熔化溫度、粘度、結(jié)晶性能、吸收夾雜能力、傳熱能力等理化指標(biāo)，滿足在高拉速狀態(tài)下能保持正常的渣耗量和液渣層厚度及合理傳熱量的需要，從而保證了坯殼的均勻生成和潤滑結(jié)晶器內(nèi)壁，實(shí)現(xiàn)無粘結(jié)連鑄生產(chǎn)?，F(xiàn)有的保護(hù)渣生產(chǎn)工藝以硅灰石、鋁土為主要原料，螢石、碳酸鈉、氧化鎂、白堿為助熔料，其中硅灰石，鋁土在保護(hù)渣中占有較大的配比，使用量較大。由于硅灰石、鋁土受產(chǎn)地的影響，其運(yùn)輸成本較高，生產(chǎn)加工過程中要經(jīng)過破碎、研磨等處理，又增加了生產(chǎn)成本，這制約了保護(hù)渣的發(fā)展。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，粘土是一種含硅酸鹽和一定量的氧化鋁的礦物原料，是由地殼中含長石類巖石經(jīng)過長期風(fēng)化和地質(zhì)的作用而生成的，粘土礦廣泛分布于世界各地的巖石和土壤中，種類繁多、藏量豐富，是一種寶貴的天然資源。另外，其由硅灰石、 鋁土為主要原料的保護(hù)渣，容易出現(xiàn)運(yùn)輸過程中破碎的現(xiàn)象，影響其保護(hù)渣顆粒均勻完整。 并且隨著城市及工業(yè)化的大發(fā)展產(chǎn)生大量的粘土建筑廢料，需要進(jìn)行投入資金進(jìn)行處理。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有保護(hù)渣生產(chǎn)成本高特點(diǎn)，本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種價(jià)格低廉、顆粒均勻、強(qiáng)度高、在生產(chǎn)及運(yùn)輸過程中不易破碎的用建筑廢料粘土為原料的低堿度結(jié)晶器保護(hù)渣。一種用建筑廢料粘土為原料的低堿度結(jié)晶器保護(hù)渣，其原料組份的質(zhì)量百分含量為粘土 30 55%，螢石8 15%，石灰石15 30%，碳酸鈉8 15%，氧化鎂1 3%，炭黑 2 4%，石墨5 15%，粘結(jié)劑1 3%?！N用建筑廢料粘土為原料的低堿度結(jié)晶器保護(hù)渣，主要化學(xué)成份的質(zhì)量百分含量如下低堿度保護(hù)渣的主要化學(xué)成分CaO 23 33%，SiO2 28 35%，MgO 1 3%，Al2O3 4 8%，Na2O 4 10%，Γ 5 9%，F(xiàn)e2O3 0. 5 3%，固體碳 C 10 25%。所述氧化硅與氧化鋁質(zhì)量百分分?jǐn)?shù)的比值(SiO2Al2O3)范圍為3. 5 5. 3 ；
本發(fā)明所述的用粘土作為替代原材料制造低堿度結(jié)晶器保護(hù)渣保護(hù)渣的干燥溫度，粘土的化學(xué)式為Al2O3 .(SiO2)mMH2O，含有結(jié)晶水，同時(shí)粘土內(nèi)部微觀顆粒層與層中也有吸附較多的水分，這些水分在生產(chǎn)前期是有利的，粘土水溶液成漿后能使各種原料混更加均勻，經(jīng)噴霧造粒后顆粒強(qiáng)度高不易破碎且顆粒均勻。保護(hù)渣經(jīng)580 660°C高溫干燥后，粘土仍殘留部分結(jié)晶水，結(jié)晶水的存在對(duì)保護(hù)渣的使用有不利的影響，因此，本發(fā)明在噴霧造粒階段與現(xiàn)有工藝不同，塔體溫度有所提高，進(jìn)風(fēng)口溫度680 760°C，出風(fēng)口溫度200 260 "C。由于本發(fā)明用建筑廢料粘土來代替硅灰石、鋁土，粘土一般呈細(xì)分散顆粒，加工處理簡(jiǎn)單，使用粘土作為保護(hù)渣的生產(chǎn)原料能大副度降低生產(chǎn)成本；同時(shí)粘土具有結(jié)合性和可塑性，高溫干燥后具有一定強(qiáng)度，這使得所生產(chǎn)的保護(hù)渣顆粒均勻完整不易破碎。粘土的化學(xué)成分百分比含量SiA 40 80%、Al2O3 10 30%范圍內(nèi)的粘土礦如高嶺土、膨潤土、 白土等，其所含的氧化硅與氧化鋁的質(zhì)量百分比與現(xiàn)有的傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的保護(hù)渣中的兩者比例接近，因此，此類粘土更宜作為生產(chǎn)保護(hù)渣的原材料，能降低硅灰石和鋁土的使用，節(jié)約成本；現(xiàn)如今的城市建設(shè)中有大量廢棄的粘土，將粘土作為一種低堿度保護(hù)渣的生產(chǎn)原材料，有著環(huán)保利用廢料和廣闊的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力前景。使用粘土作為其中主要材料制成的保護(hù)渣易于保持空心保護(hù)渣的顆粒完整，在使用過程中有較好的保溫效果，熔化均勻不結(jié)團(tuán)， 從而確保熔融渣導(dǎo)入均勻、順暢，有效控制結(jié)晶器的傳熱，避免結(jié)晶器與坯殼粘結(jié)，提高鑄坯的外部質(zhì)量。使用粘土作為保護(hù)渣生產(chǎn)的原材料后，可完全替代鋁土和大副度減少硅灰石的使用量，這樣就從原材料上降低了生產(chǎn)成本。使用該保護(hù)渣在某鋼廠150X150mm2斷面的連鑄機(jī)上澆普通中碳鋼，澆鑄速度2. 3m/min，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，該保護(hù)渣在使用過程中保護(hù)渣鋪展性好，熔化性，保溫性能良好，渣耗為0. 33Kg/T鋼，液渣層厚度8 12mm，鑄坯表面質(zhì)量完好。本發(fā)明的連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣的制造方法，包括下列步驟
1.粘土的處理將軟質(zhì)粘土，加入適量水，攪拌打漿，通過100目網(wǎng)篩過濾除塊狀及大顆粒物，漿液自然沉降，去上層水后自然干燥得塊狀物，粉碎后得粉狀粘土，依據(jù)YB/T-190 《連鑄保護(hù)渣化學(xué)分析方法》確定Si02、Al2O3的含量以備用。2.依據(jù)所需保護(hù)渣的具體配比，將粘土、螢石、石灰石、白堿、氧化鎂、炭黑、石墨、 粘結(jié)劑按600Kg進(jìn)行配料，入球磨機(jī)加適量的水充分混合，水磨制漿，水磨時(shí)間> 50min，液壓泵輸入噴霧干燥塔中噴霧造粒，泵壓力1. 2 1. 6MPa，塔體進(jìn)風(fēng)口溫度680 760°C，出風(fēng)口溫度200 260"C。3.對(duì)上述所得預(yù)熔型中空保護(hù)渣顆料進(jìn)篩選，過篩后粒度0. 20 1. Omm的顆粒在95%以上、水份彡0.3%作為合格品。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
用建筑廢料粘土為原料的低堿度結(jié)晶器保護(hù)渣，其原料組份的質(zhì)量百分含量為粘土 35%，螢石13%，石灰石24%，碳酸鈉8%，氧化鎂3%，炭黑2%，石墨14%，粘結(jié)劑1%。保護(hù)渣化學(xué)成分:CaO 28. 9%, SiO2 33. 6%, Na2O 4. 82%, Γ 8. 68%, MgO 2. 8%, Al2O3 4. 12%, Fe2O3 0. 93%,固體碳C 15.5%。保護(hù)渣物理性質(zhì)堿度(Ca0/Si02) 0.86，熔點(diǎn)1060°C，粘度 (13000C )0. 39Pa · S，熔化速度 36 秒，水份彡 0. 3%0
實(shí)施例2:
用建筑廢料粘土為原料的低堿度結(jié)晶器保護(hù)渣，其原料組份的質(zhì)量百分含量為粘土 48%，螢石9%，石灰石17%，碳酸鈉11%，氧化鎂1%，炭黑3%，石墨10%，粘結(jié)劑1%。保護(hù) S化學(xué)成分:CaO 25. 9%, SiO2 30. 6%, Na2O 5. 8%, Γ 8. 2%, MgO 2. 5%, Al2O3 4. 62%, Fe2O3 0. 93%,固體碳C 17.8%。保護(hù)渣物理性質(zhì)堿度(Ca0/Si02 ) 0 . 85，熔點(diǎn)1030°C，粘度 (13000C )0. 48Pa · S，熔化速度 42 秒，水份彡 0. 3%0實(shí)施例3:
用建筑廢料粘土為原料的低堿度結(jié)晶器保護(hù)渣，其原料組份的質(zhì)量百分含量為粘土 40%，螢石11%，石灰石20%，碳酸鈉11%，氧化鎂2%，炭黑4%，石墨10%，粘結(jié)劑2%。一種用建筑廢料粘土為原料的低堿度結(jié)晶器保護(hù)渣，主要化學(xué)成份的質(zhì)量百分含量如下低堿度保護(hù)漁的主要化學(xué)成分 CaO 27%，SiO2 28%，MgO 2%, Al2O3 5%, Na2O 8%, Γ 7%, Fe2O3 2%,固體碳 C 12%。保護(hù)渣物理性質(zhì)堿度(Ca0/Si02)0. 96，熔點(diǎn) 1030°C，粘度(1300°C )0. 48Pa .S， 熔化速度42秒，水份< 0. 3%。
權(quán)利要求
1.一種用建筑廢料粘土為原料的低堿度結(jié)晶器保護(hù)渣，其特征在于，其原料組份的質(zhì)量百分含量為粘土 30 55%，螢石8 15%，石灰石15 30%，碳酸鈉8 15%，氧化鎂1 3%，炭黑2 4%，石墨5 15%，粘結(jié)劑1 3%。
2.如權(quán)利要求1所述的低堿度結(jié)晶器保護(hù)渣，其特征在于，主要化學(xué)成份的質(zhì)量百分含量如下低堿度保護(hù)渣的主要化學(xué)成分CaO 23 33%，SiO2 28 35%，MgO 1 3%， Al2O3 4 8%，Na2O 4 10%，Γ 5 9%，F(xiàn)e2O3 0. 5 3%，固體碳 C 10 25%。
3.—種如權(quán)利要求1所述的低堿度結(jié)晶器保護(hù)渣的制造方法，包括下列步驟a.粘土的處理將軟質(zhì)粘土，加入適量水，攪拌打漿，通過100目網(wǎng)篩過濾除塊狀及大顆粒物，漿液自然沉降，去上層水后自然干燥得塊狀物，粉碎后得粉狀粘土，依據(jù)YB/T-190 《連鑄保護(hù)渣化學(xué)分析方法》確定Si02、Al2O3的含量以備用；b.依據(jù)所需保護(hù)渣的具體配比，將粘土、螢石、石灰石、白堿、氧化鎂、炭黑、石墨、粘結(jié)劑按600Kg進(jìn)行配料，入球磨機(jī)加適量的水充分混合，水磨制漿，水磨時(shí)間》50min,液壓泵輸入噴霧干燥塔中噴霧造粒，泵壓力1. 2 1. 6MPa，塔體進(jìn)風(fēng)口溫度680 760°C，出風(fēng)口溫度200 260°C ；c.對(duì)上述所得預(yù)熔型中空保護(hù)渣顆料進(jìn)篩選，過篩后粒度0.20 1. Omm的顆粒在95% 以上、水份彡0. 3%作為合格品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用建筑廢料粘土為原料的低堿度結(jié)晶器保護(hù)渣，其原料組份的質(zhì)量百分含量為粘土30～55%，螢石8～15%，石灰石15～30%，碳酸鈉8～15%，氧化鎂1～3%，炭黑2～4%，石墨5～15%，粘結(jié)劑1～3%。使用粘土作為其中主要材料制成的保護(hù)渣易于保持空心保護(hù)渣的顆粒完整，在使用過程中有較好的保溫效果，熔化均勻不結(jié)團(tuán)，從而確保熔融渣導(dǎo)入均勻、順暢，有效控制結(jié)晶器的傳熱，避免結(jié)晶器與坯殼粘結(jié)，提高鑄坯的外部質(zhì)量。
文檔編號(hào)B22D11/07GK102233411SQ20111017515
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者張令, 朱云峰, 李黨軍 申請(qǐng)人:河南通宇冶材集團(tuán)有限公司