一種高強度連鑄結晶器保護渣及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于煉鋼技術領域，具體涉及一種高強度連鑄結晶器保護渣及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 鋼鐵工業是國民經濟的基礎產業，是技術、資金、資源、能源、勞動力密集產業，但 同時是產能過剩最嚴重、影響最大的行業之一。2014年，鋼鐵行業解決產能過剩已初見成 效，企業效益有所好轉，節能減排取得新進展。同時，由于下游需求減弱，鋼材價格大幅下 跌，企業資金緊張凸顯等，全行業仍處于轉型升級的"陣痛期"，企業面臨的生產經營形勢依 然嚴峻。2015年初以來，世界經濟復蘇緩慢，國內經濟發展繼續承受下行壓力，各鋼鐵企業 紛紛要求降低包括高強度連鑄結晶器保護渣在內的各種原材料、輔料和燃料等采購價格， 然而，高強度連鑄結晶器保護渣的各種原材料價格持續上漲，因此高強度連鑄結晶器保護 渣企業都在努力尋求如何降本增效的方法。目前，除了使用低價格替換高價格的原材料來 降低成本之外，如何優化改進高強度連鑄結晶器保護渣的生產工藝來提高產品成球率也是 降低生產成本的一種手段。
[0003] 目前環境保護越來越受到人們的重視，由于保護渣各原材料的粒度要求高，所以 在生產過程中容易造成粉塵污染，另外，保護渣產品的成球率也影響著生產環境及鋼廠使 用現場環境。中國專利CN103785805A公開了一種方坯中低碳鋼高強度連鑄結晶器保護渣 及其生產方法，所述保護渣成分(單位：wt%)包括：CaO29-32,Si02 28-31，MgO1.6-2. 2， Fe203 1· 6-2. 5，Α1203 6· 5-8. 5，Na20 4. 5-6. 5，F4. 5-6. 5，CS 11. 5-13.5;所述生 產方法包括原材料預處理與檢測、保護渣配方設計、配料和制漿、噴霧造粒、篩分除塵及產 品檢測；本方法生產成本低，又能提高保護渣的質量和黃磷廢渣利用率，對環境貢獻大，經 檢測，采用黃磷廢渣作為原材料，與常規原料相比，成本降低256-309元/噸，用于生產后， 鑄坯一級合格率同比提高2. 4~2. 9%。中國專利CN103785806A公開了一種板坯高強度連鑄 結晶器保護渣及其生產方法，所述保護渣成分(單位：wt% )包括：Si02 26-29,CaO32-36， MgO1· 5-2. 5,A1203 3-5,Na20 8-10,F8· 5-10. 5,C固3-5,Fe203彡 1· 5 ;所述生產方法包括 原材料預處理與檢測、保護渣配方設計、配料和制漿、噴霧造粒、篩分除塵及產品檢測；本方 法生產成本低，又能提高保護渣的質量和黃磷廢渣利用率，對環境貢獻大，經檢測，采用黃 磷廢渣作為原材料，與常規原料相比，保護渣的成本降低了 218-257元/噸，用于生產后，鑄 坯一級合格率同比提高2. 2-2. 7%。
[0004] 但是，上述專利高強度連鑄結晶器保護渣的生產均以硅灰石、鋁礬土等為基料，以 螢石、純堿等為熔劑，以石墨、炭黑等為炭質材料，再配羧甲基纖維素鈉鹽（CMC)或者糊精為 粘合劑，但是CMC在300°C以上時分散性能減弱，而正常造粒塔塔溫為700°C左右，由于產品 顆粒強度在260~290Pa，產品顆粒強度差導致產品成球率在85%左右，產品成球率低，灰塵 較多(約占10%)，一部分灰塵通過除塵回收，一部分灰塵飄散在空氣中，造成環境污染。
【發明內容】
[0005] 為克服上述缺陷，本發明的目的在于提供一種高強度連鑄結晶器保護渣，產品成 球率高，且顆粒強度高。
[0006] 本發明的另一目的還在于提供一種高強度連鑄結晶器保護渣的制備方法。
[0007] 為實現上述目的，本發明采用如下技術方案： 一種高強度連鑄結晶器保護渣，包括粘合劑，所述的粘合劑為CMC和木質素磺酸鈉，分 別占原料總重量的百分比為〇. 5-1. 5%和0. 3-0. 8%。
[0008] 根據上述的高強度連鑄結晶器保護渣，所述的CMC和木質素磺酸鈉分別占原料總 重量的百分比為1. 0-1. 5%和0. 3-0. 5%。
[0009] 根據上述的高強度連鑄結晶器保護渣，所述的木質素磺酸鈉分子量為 7000~10000。
[0010] 根據上述的高強度連鑄結晶器保護渣，所述的高強度連鑄結晶器保護渣為方坯用 保護渣，由如下重量百分比的原料制備而成：預熔料15-25%，硅灰石26-30%，純堿：6-13%， 螢石7-10%，石英8-12%，膨潤土 3-8%，鋁石3-5%，焦炭2-3%，中碳石墨2-5. 4%，高碳石墨 3. 1-6. 6%，炭黑 2-3%，CMC0· 5-1. 5% 和木質素磺酸鈉 0· 3-0. 8%。
[0011] 根據上述的高強度連鑄結晶器保護渣，所述的高強度連鑄結晶器保護渣為板坯 用保護渣，由如下重量百分比的原料制備而成：預熔料22-28%，硅灰石35-40. 5%，純堿： 7-12%，螢石9-12. 4%，膨潤土 0-3%，石灰石0-4. 1%，鋁石0-2%，鎂粉0-1. 7%，碳酸鋰0-3%，碳 酸鋇0-4%，碳酸錳0-4%，高碳石墨2-3%，中碳石墨0-2. 4%，炭黑2-2. 5%，CMC0. 5-1. 5%和木 質素磺酸鈉〇. 3-0. 8%。
[0012] 根據上述的高強度連鑄結晶器保護渣，所述的高強度連鑄結晶器保護渣為圓 坯用保護渣，由如下重量百分比的原料制備而成：預熔料11-27%，硅灰石29-48%，純堿： 6-9. 4%，螢石2-9%，膨潤土 0-2%，石英0-10%，鋁石2-8%，氯化鈉0-2%，碳酸錳0-4%，中碳 石墨4-5. 2%，焦炭1. 5-4%，高碳石墨4. 1-8%，炭黑2-3. 1%，CMC0. 5-1. 5%和木質素磺酸鈉 0. 3~0, 8%〇
[0013] 根據上述的高強度連鑄結晶器保護渣，所述的預熔料由如下重量百分比的原料制 成：石灰石8-12%，娃灰石23-27%，白75Γ石8-12%，純喊4-7%，螢石17-23%，棚玻璃12-18%，裡 輝石4-10%和猛礦石8 -12%。
[0014] 根據上述的高強度連鑄結晶器保護渣，所述的預熔料化學成分及其重量百分含量 為：Si02 23-27%，Ca0 36-40%，Mg0 2-4%，Al203 3-6%，Fe203 0-1.5%，Na20 2-5 %，F6-9%，Mn0 9-12% 和Li20 5-8%。
[0015] 根據上述的高強度連鑄結晶器保護渣，所述的高強度連鑄結晶器保護渣為方坯 用保護渣，其化學成分及重量百分含量為：Si02 30-38%，CaO22-30%，MgO1.0-4. 0%，A1203 4-10%，Fe203 0· 5-1. 5%，Na20 4-12%，F3-9% 和C固10-15%。
[0016] 根據上述的高強度連鑄結晶器保護渣，所述的高強度連鑄結晶器保護渣為板坯 用保護渣，其化學成分及重量百分含量為：Si02 24-36%，CaO24-38%，MgO1.0-5. 0%，A1203 2· 5-6. 5%，Fe203 0· 5-1. 5%，Na20 5-11%，F4-10% 和C固2· 5-6. 5%。
[0017] 根據上述的高強度連鑄結晶器保護渣，所述的高強度連鑄結晶器保護渣為圓坯 用保護渣，其化學成分及重量百分含量為：Si02 24-34%，CaO24-34%，MgO1.0-3. 0%，Α1203 3· 5-11. 5%，Fe203 0· 5-1. 5%，Na20 3-12%，F2-7% 和Cs 11-18%。
[0018] -種上述的高強度連鑄結晶器保護渣的制備方法，包括以下步驟： (1) 原料的準備：準備各種原料； (2) 配料制漿：將步驟（1)各種原料和水在制漿罐內計量配料、制漿，制漿時間60-70 min，料漿濃度72-75%; (3) 噴霧造粒：將步驟（2)料漿通過管道輸送經柱塞栗高壓輸送至造粒塔霧化干燥，料 漿由液態變為固態形成中空顆粒； (4) 篩分除塵：將步驟（3)的顆粒用0. 15-1. 0mm的振動篩網篩分后，檢測產品化學成 分、物理指標。
[0019] 根據上述的高強度連鑄結晶器保護渣的制備方法，所述的步驟（1)中各種原料的 粒度為300目以上。
[0020] 根據上述的高強度連鑄結晶器保護渣的制備方法，所述的步驟（3)中柱塞栗壓力 保持在0.8-1. 5MPa，輸漿速度20-25L/min，造粒塔內噴槍噴片的孔徑1.5-2. 5mm，塔溫 650-700。。。
[0021 ] 本發明的積極有益效果： 1.本發明高強度連鑄結晶器保護渣粘合劑中添加木質素磺酸鈉，木質素磺酸鈉是陰 離子表面活性劑，是木漿與二氯化硫水溶液和亞硫酸鹽反應產物，一般為4-羥基-3-甲氧 基苯的多聚物，分子量約為7000~10000,是一種表面活性物質，能吸附在固體質點的表面 上，產生縮合作用，本發明木質素磺酸鹽多為支鏈，在水介質中顯示出聚合電介的行為。
[0022] 本發明粘合劑中添加木質素磺酸鈉，在以水作為溶劑的條件下，溶解性極強，而且 木質素磺酸鈉分散效果好、粘合能力強，不僅補充保護渣產品理化指標，無任何副作用，而 且能和其它材料均勻結合，在制漿罐內料漿不分層不沉淀，不偏析，料漿在管道輸送過程中 不凝結堵塞，流動性能好。因此，木質素磺酸鈉和基料、熔劑、炭質材料混合制備料漿，噴霧 造粒使各原料牢固結合在一起，使產品顏色均勻，粒度均勻，保護渣成球率多94%，提高8% 以上，保護渣顆粒強度彡320Pa，提高40%以上，減少灰塵，降低環境污染。
[0023] 2.本發明高強度連鑄結晶器保護渣粘合劑中添加木質素磺酸鈉，木質素磺酸鈉 價格比現有技術中粘合劑CMC、糊精價格低，本發明保護渣粘合劑中添加木質素磺酸鈉，降 低CMC用量，原料成本降低；本發明高強度連鑄結晶器保護渣制備過程中提高料漿濃度至 72%-75%，減少水的使用量，每噸料漿降低用水量70-120kg，從而降低燃料使用量，每噸產 品降低燃煤30-40kg，進一步降低生產成本。
[0024] 3.本發明高強度連鑄結晶器保護渣，可適用于板坯(普碳鋼Q235B、Q345B等)、方 坯（HRB335、GCrl5軸承鋼等)、圓坯（45#、20CrMnTi等）鋼范圍，應用范圍廣闊。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合一些【具體實施方式】，對本發明進一步說明。
[0026] 實施例1 一種高強度連鑄結晶器保護渣，包括粘合劑，所述的粘合劑為CMC和木質素磺酸鈉，分 別占原料總重量的百分比為CMC1. 2%和0. 3%。
[0027] 所述的木質素磺酸鈉分子量為7000~10000。
[0028] 所述的保護渣的化學成分及重量百分含量見表1。
[0029] 上述的高強度連鑄結晶器保護渣的制備方法包括以下步驟： (1) 原料的準備：準備各種原料，各種原料的粒度300目以上，各種原料重量百分組成 見表2 ; 表2中所述的預熔料由如下重量百分比的原料制成：石灰石10%，硅灰石25%，白云石 10%，純堿5%，螢石20%