[發(fā)明專利]連鑄生產(chǎn)用中空顆粒型開澆渣及其制備方法

在審

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• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN115106490A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設計）人: 張晨;蔡得祥;范英同
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B22D11/111
• 分類號: B22D11/111
• 代理公司: 上海科琪專利代理有限責任公司 31117
• 代理人: 董艷慧;鄭明輝

本發(fā)明公開了一種連鑄生產(chǎn)用中空顆粒型開澆渣及其制備方法，該開澆渣包括CaO 31?37%、SiO₂ 19?24%、Al₂O₃ 2?6%、MgO 0?3%、F 5?7%、Na₂O 11?15%、MnO₂ 8?12%、Fe₂O₃ 0?4%、Si 6?7%、不超過3%的雜質。該制備方法是：干式混合開澆渣配制物料、發(fā)熱劑和供氧劑；發(fā)熱劑為硅粉，供氧劑為MnO₂；制漿容器中加水并投入物料制漿；泵入低速攪拌容器進行低速攪拌、高壓霧化和熱風干燥，形成中空顆粒型開澆渣。本發(fā)明優(yōu)化了開澆渣的成分和形態(tài)，使開澆渣燃燒充分，保持良好發(fā)熱量，避免金屬殘留導致的鑄坯夾渣缺陷，保溫性能好，避免冷鋼產(chǎn)生。

技術領域

本發(fā)明涉及一種煉鋼用保護渣及其制備方法，尤其涉及一種連鑄生產(chǎn)用中空顆粒型開澆渣及其制備方法。

背景技術

連鑄是煉鋼環(huán)節(jié)最后一道工藝，目標是將液態(tài)鋼水通過結晶器及后續(xù)鑄機設備連續(xù)穩(wěn)定地形成表面平整、光潔的鑄坯；其中，結晶器內鋼水表面覆蓋一層輔助用功能材料——保護渣?，F(xiàn)有技術的保護渣成分以CaO、SiO₂二元系為主，外配CaF₂、Na₂O、Li₂O等助熔劑，以及少量的Al₂O₃、MgO等組元和其它一些不可避免的雜質組成，其熔化溫度通常為900-1200℃。為控制保護渣能在1550℃左右的鋼水表面緩慢熔化，還必須在保護渣中配入一定量的炭質材料，如碳黑和石墨。

保護渣加入到結晶器鋼水表面并在鋼水的高溫作用下逐漸熔化，在鋼水表面由上而下形成了粉渣層、燒結層和液渣層，粉渣層起著絕熱保溫的作用，液渣層可防止鋼水氧化并吸收上浮夾雜，同時為鑄坯與結晶器銅板縫隙之間提供充足的液態(tài)熔渣，液態(tài)熔渣在結晶器的周期性振動作用下，連續(xù)流入鑄坯與銅板的縫隙并形成固渣膜和液渣膜雙層結構，液渣膜起著潤滑作用，防止鑄坯拉裂，固渣膜對控制結晶器的傳熱能力起著關鍵的作用。

在連鑄開澆初期，鋼水進入結晶器，若此時直接加入保護渣，由于炭質材料的作用，保護渣不能快速熔化并形成一定厚度的液渣層，因此不能及時為鑄坯提供液渣，無法完成應有的潤滑功能。故此時需要使用一種過渡型保護渣，即開澆渣，用于快速形成液渣。開澆渣通過由常規(guī)保護渣物料、金屬發(fā)熱劑和供氧劑混合制備而成，其與常規(guī)保護渣有兩個主要差別：一是不配入炭質材料，二是具有自發(fā)熱功能，不但可實現(xiàn)快速熔化，為潤滑提供充足的液渣，而且可彌補開澆初期鋼水的快速溫降，減少開澆渣熔化對鋼水的吸熱。

開澆渣的自發(fā)熱功能由添加金屬發(fā)熱劑和供氧劑來完成，通過二者的劇烈燃燒反應產(chǎn)生大量的熱量?，F(xiàn)有的技術方案中，金屬發(fā)熱劑為8-25%的金屬粉，如硅鐵粉FeSi、鋁粉Al、鎂粉Mg等，供氧劑為5-15%的Fe₂O₃。具體化學反應式如下所示：M + Fe₂O₃ → [Fe] +(MO_x)，其中，M指金屬粉，二者完成氧化燃燒反應后，F(xiàn)e₂O₃被還原成金屬Fe。正常情況下，渣鋼界面張力較大，液渣與鋼水不互溶，但當渣鋼界面存在大量的物質傳遞時，即出現(xiàn)熔渣中金屬物向鋼水擴散的現(xiàn)象，就會導致渣鋼界面張力迅速降低。由于熔渣不能溶解金屬粉，經(jīng)過渣鋼間萃取作用，被還原的金屬Fe和一些未及時燃燒的金屬粉會通過渣鋼界面進入鋼水中，從而導致連鑄開澆后產(chǎn)生的第一塊鑄坯表面質量很差，夾渣缺陷比較嚴重。該鑄坯需要下線進行扒皮清理，或判為低級別鋼種甚至作為廢鋼重新回爐。

另外，由于開澆過程中鋼水溫降大，結晶器內結冷鋼的可能性較大，為及時發(fā)現(xiàn)冷鋼、防止連鑄過程中斷，連鑄操作工通常會用木棍探測鋼水表面是否有硬塊，導致渣鋼界面受到擾動而進一步導致熔渣進入鋼水中，從而加劇夾渣缺陷。

發(fā)明內容