專利名稱：用液態(tài)游離碳制造粒狀保護(hù)渣的方法及其制造和供給設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在熔鋼內(nèi)的連續(xù)鑄造過程中，作為消耗性輔助原料的保護(hù)渣(mold flux)的制造方法及制造和供給在所述制造方法中所使用的液態(tài)游離碳的設(shè)備。
背景技術(shù)：
—般來說，如圖1所示，保護(hù)渣涂布在作為連續(xù)鑄造設(shè)備的模具(模具1)內(nèi)的熔 鋼6的上部?？梢愿鶕?jù)熔鋼6的受熱情況，將其分為下部的熔化層5、中部的燒結(jié)層4和上 部的未熔化層3。其中從模具1和固化鋼殼(Solidified steel shell)之間注入熔化層 5以起到潤滑固化鋼殼和控制導(dǎo)熱功能后；熔化層5以固體狀態(tài)附著在凝固的固化鋼殼上， 并且被從模具1下部噴射到固化鋼殼上的冷卻水去除并消耗掉。將從設(shè)置在模具1上部的 并作為熔鋼儲存器的鋼包(Ladle)經(jīng)過模具l的路徑中凝固的作為中間產(chǎn)品的固化鋼殼稱 為鑄坯(Strand)。并且根據(jù)使用周期，每個(gè)鋼包可以含有2-6個(gè)鋼坯。如上所述，在固化鋼 殼形成鑄坯的過程中，將保護(hù)渣添加在模具1內(nèi)的初期凝固過程中，并且該保護(hù)渣對鑄造 的進(jìn)行狀態(tài)和冷卻后的固化鋼殼產(chǎn)品的品質(zhì)產(chǎn)生重要的影響。 在通過模具1時(shí)，通過熔鋼注入口 7注入到模具1的熔鋼6需要以均勻的厚度凝 固。 在固化鋼殼的表面缺陷中，大部分為當(dāng)固化鋼殼的凝固速度不合適或者凝固不均 勻時(shí)，根據(jù)固化鋼殼各部分的凝固速度偏差引起的應(yīng)力所導(dǎo)致的裂縫或者為其他缺陷。為 了克服這種缺陷，提出了關(guān)于保護(hù)渣課題，即在模具l和固化鋼殼之間注入的熔融的礦渣 不僅需要具有適當(dāng)?shù)臐櫥δ芎蛯?dǎo)熱功能，并且還需要具有將在模具1內(nèi)注入的熔鋼6保 持在適當(dāng)溫度的保溫功能。 本發(fā)明的內(nèi)容并非是關(guān)于作為熔融后的構(gòu)成成分的保護(hù)渣物理化學(xué)性質(zhì)給模具l 提供導(dǎo)熱控制或潤滑功能的內(nèi)容，而是關(guān)于在保護(hù)渣未熔融狀態(tài)或者在熔融過程中在熔鋼 6的上部起到的保溫功能的內(nèi)容。 為了說明保護(hù)渣的功能，接下來說明在被保護(hù)渣覆蓋的熔鋼6的上部發(fā)生的放熱 過程。作為熔鋼6的情況下，向大氣的放熱過程，除了模具1的導(dǎo)熱之外，被分為依靠從熔 鋼6發(fā)射的光輻射波進(jìn)行的熱輻射和空氣粒子之間的導(dǎo)熱。當(dāng)熔鋼6的表層涂布有保護(hù)渣 時(shí)，由于與熔鋼6接觸的熔化層5是透明的，因此輻射波能夠輕易地通過熔化層5并釋放輻 射熱量；由于燒結(jié)層4和未熔化層3為不透明的，因此燒結(jié)層4和未熔化層3阻斷輻射波并 因而能保溫，并且同時(shí)對保護(hù)渣進(jìn)行熔融，在未熔化層3和燒結(jié)層4通過導(dǎo)熱進(jìn)行的放熱過 程包括通過保護(hù)渣粒子之間的縫隙進(jìn)行的熱對流以及粒子之間的導(dǎo)熱。通過保護(hù)渣進(jìn)行的 導(dǎo)熱及熔融過程如上所述，關(guān)于涂布層保溫功能的微觀說明如下 將新鮮的保護(hù)渣涂布在熔鋼6的上部時(shí)，根據(jù)熔鋼6的熱供給和氧氣供給，燃燒溫 度比較低的游離碳首先進(jìn)行燃燒，并且根據(jù)燃燒溫度比較低的游離碳的燃燒熱量和從熔鋼 6所供給的熱量，在構(gòu)成原料中從熔點(diǎn)低的原料開始進(jìn)行熔融，并且逐漸向高熔點(diǎn)的原料進(jìn) 行導(dǎo)熱。作為保護(hù)渣的游離碳的燃燒溫度的范圍為40(TC以上至70(rC以下。由于在游離
3碳的燃燒過程中需要熱量，在比其他原料的熔點(diǎn)更低的溫度下發(fā)生燃燒的游離碳能夠先被 供給熱量，因此保護(hù)渣內(nèi)的游離碳含量越多，整體游離碳的燃燒時(shí)間也越長。其結(jié)果導(dǎo)致保 護(hù)渣的熔融速度也會變慢。不僅如此，若增加游離碳的含量，則燃燒時(shí)產(chǎn)生的燃燒熱量會越 多，從而保溫效果也會上升。 通過游離碳對保護(hù)渣熔融速度的調(diào)節(jié)，來維持涂布在熔鋼6上的不透明層厚度， 從而能阻斷熱輻射，維持與鑄造速度相適的熔融礦渣層，并且能根據(jù)燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量對 熔鋼6起到保溫作用。 為了使保護(hù)渣內(nèi)的游離碳實(shí)現(xiàn)上述功能，根據(jù)產(chǎn)品來選擇適當(dāng)?shù)挠坞x碳的加入量 和均勻噴射變得尤為重要。 若保護(hù)渣內(nèi)加入的游離碳含量過少，則熔融會程度過大，且使產(chǎn)生的不透明的未 熔化層3不足，從而增加熱輻射的釋放，繼而可能導(dǎo)致熔鋼6的上部凝固的問題。相反如果 游離碳的含量過多，則熔融速度過慢，因此用于潤滑的熔化層5的缺乏會導(dǎo)致固化鋼殼固 化的事故，即會產(chǎn)生粘結(jié)漏鋼(breakout)。 對保護(hù)渣內(nèi)均勻噴射游離碳的重要性的說明如下。若噴射的游離碳不均勻，則使 保護(hù)渣的熔融速度不均勻，從而使覆蓋熔鋼6的熔化層5的厚度也會不均勻。結(jié)果，這意味 著對熔鋼6的保溫效果也會不均勻。 另外一個(gè)問題是礦渣結(jié)塊(礦渣結(jié)塊(Slag bear) :2)的問題。礦渣結(jié)塊2形成 在熔融礦渣層與模具1的銅板接觸的部分，但是正常的礦渣結(jié)塊2非常少以至于對制造過 程不產(chǎn)生任何影響。 礦渣結(jié)塊2是當(dāng)模具1的沖程(Stroke)大或者熔鋼6的流動大的時(shí)候熔融的礦 渣以附著在模具1的壁上的狀態(tài)而凝固生成的，也即是沒能注入到固化鋼殼和模具1之間 的附著在模具1的壁上凝固的礦渣。此時(shí)，如果保護(hù)渣內(nèi)的游離碳含量是不適宜或者是不 均勻的時(shí)候，則會使得小的礦渣結(jié)塊2過度膨脹。該過程為保護(hù)渣內(nèi)噴射的游離碳不均勻 時(shí)，游離碳少的部分會被完全熔融，并朝注入口側(cè)進(jìn)行擴(kuò)散和移動，此時(shí)游離碳的含量高的 部分將會以未熔融狀態(tài)擴(kuò)散并附著到小的礦渣結(jié)塊2上，或者游離碳比較多的部分的熔融 會遲緩，導(dǎo)致燒結(jié)層4變厚，這些部分附著在礦渣結(jié)塊2上，并使礦渣結(jié)塊2膨脹。由于未熔 融部分比熔融部分的比重要小，因此未熔融部分附著在形成于上部的礦渣結(jié)塊2上，在保 護(hù)渣內(nèi)游離碳的噴射越不均勻，礦渣結(jié)塊2的膨脹速度越快，因此當(dāng)沒有去除這些礦渣結(jié) 塊時(shí)，起到潤滑固化鋼殼的功能的熔融礦渣的注入量不均勻會導(dǎo)致在表面產(chǎn)生裂縫，或者 更為嚴(yán)重時(shí)礦渣的注入被阻斷導(dǎo)致粘結(jié)漏鋼事故。在以往，鑄造速度緩慢時(shí)，上述的問題發(fā) 生得比較少；但是鑄造速度越來越快的現(xiàn)在，熔鋼6向模具1內(nèi)的注入加快，并且熔鋼6的 流動也加快。在這種情況下，對保護(hù)渣熔融速度的控制不均勻時(shí)，上述的問題將更加嚴(yán)重。 實(shí)際上，對所述問題最為敏感的鑄造鋼種狀況進(jìn)行如下說明保護(hù)渣內(nèi)游離碳含量不均勻 或物理化學(xué)性質(zhì)不合適時(shí)，對于根據(jù)鋼中碳的含量來分類的中碳鋼，在凝固中的收縮率比 其他鋼種高，因此在初期凝固時(shí)，保護(hù)渣產(chǎn)生的影響會表現(xiàn)在制造狀況和固化鋼殼品質(zhì)上。 因此保溫不均勻時(shí)，會產(chǎn)生收縮偏差，根據(jù)礦渣結(jié)塊2注入的熔融礦渣不均勻，會增加產(chǎn)生 裂縫的危險(xiǎn)。因這種理由，對關(guān)于在保護(hù)渣內(nèi)均勻噴射游離碳的方法的進(jìn)行了持續(xù)不斷的 研究。 對在通常的保護(hù)渣制造中使用的包括游離碳在內(nèi)的原料進(jìn)行如下說明。
通常來說，將構(gòu)成原料根據(jù)表觀物理化學(xué)性質(zhì)時(shí)起到的作用來進(jìn)行分類， 具體來說，構(gòu)成原料包括為了控制保護(hù)渣的熔融速度并且作為骨架材料(Skeleton material)的游離碳、在構(gòu)成原料含量中占50%以上重量比的Ca0-Si02-Al203系的基材
(CaO-Si02-Al203BaSe Material)、為了調(diào)節(jié)熔融溫度及粘度的降低而添加的熔材(Melting Material)以及其他添加物。 存在于保護(hù)渣內(nèi)的碳可以分為在原料中以化學(xué)結(jié)合狀態(tài)存在的碳(例如CaC03、 Na2C03、 Li2C03、 MgC03)和如上所述的用于本發(fā)明的游離碳。在保護(hù)渣領(lǐng)域中所指的碳一般 來說均為游離碳。游離碳主要根據(jù)在煤或焦炭中除水分、煤灰(Ash)和揮發(fā)分等中的碳粒 子的大小來進(jìn)行分類的。 根據(jù)粒子的大小，用于保護(hù)渣的游離碳可分為粗粒(Coarse particle)游離碳和
細(xì)粒(Fine particle)游離碳。根據(jù)游離碳的種類，發(fā)生燃燒反應(yīng)的溫度和發(fā)熱量均不同，
并且通常粒子越細(xì)其燃燒溫度就越低。利用這種特性來控制保護(hù)渣的熔融。如圖2所示，
隨著保護(hù)渣內(nèi)游離碳的含量增加，所需要的燃燒時(shí)間越長。并且，已經(jīng)在有關(guān)保護(hù)渣的文獻(xiàn)
中公開了對細(xì)粒游離碳的熔融速度進(jìn)行控制的性能要比粗粒游離碳優(yōu)秀。 通常，保護(hù)渣內(nèi)的游離碳含量，根據(jù)鑄造的鋼種和速度而不同，并且細(xì)粒游離碳和
粗粒游離碳加在一起的重量為0-25%。 本發(fā)明在顆粒狀保護(hù)渣的制造過程中，對游離碳的加入方法進(jìn)行了創(chuàng)新，提高了 產(chǎn)品內(nèi)的游離碳的噴射性，并且在對該方法進(jìn)行說明之前，對通常的保護(hù)渣及其制造過程 說明如下 根據(jù)保護(hù)渣的形狀，可分將其為粒狀(Granule type)和粉末狀(Powdertype)。粉 末狀是將原料通過簡單的機(jī)械混合過程而制造的。粒狀可以分為柱狀(Cylinder type)和 中空粒狀(Hollow granule type)，并且在制造過程中通過混合原料、水以及用于維持粒狀 的粘合劑(Binder)以制造懸浮液。此后，在噴射在具有熱空氣層的干燥機(jī)內(nèi)部的懸浮液的 重力影響下，中空粒狀是通過沿著干燥機(jī)的壁向下流動并形成球形，并且通過去除其內(nèi)部 的水分形成中空的球形，柱狀是通過擠壓懸浮液的方式進(jìn)行干燥并對其進(jìn)行切斷的方式而 制造的。在早期，保護(hù)渣大部分為粉末狀，但是由于作業(yè)現(xiàn)場產(chǎn)生的粉塵問題和進(jìn)行簡單的 機(jī)械混合的原因，存在細(xì)粒游離碳的噴射不均勻的問題。為了對此進(jìn)行改善，開發(fā)了以制造 粒狀保護(hù)渣的方法。 在制造粒狀保護(hù)渣的過程中，對本發(fā)明所述的制造懸浮液的方法進(jìn)行如下詳細(xì)的 說明 在制造懸浮液時(shí)，首先在水中混合游離碳噴射劑，然后加入游離碳，并進(jìn)行噴射。 然后，再加入原料，通過混合而制造得到懸浮液。這樣的原因?yàn)橛糜诒Ｗo(hù)渣的其他的常規(guī) 原料易溶于水或者容易進(jìn)行噴射，但是對游離碳來講，水對原料粒子的表面張力過大，無法 隨意地進(jìn)行噴射，并且游離碳以塊狀存在于其中，因此在其中加入其他原料，則會導(dǎo)致原料 和游離碳無法均勻地混合。所以，這相比粉末狀的噴射會變得更為不均勻。在本領(lǐng)域中游 離碳噴射劑是指通過降低游離碳對水的表面張力從而提高游離碳與水之間的混合性的表 面活性劑。對游離碳和水的混合進(jìn)行的說明則如下與細(xì)粒相比，粗粒的粒子更大，因此粒 子之間的接觸面小，并且表面摩擦力也小。因此在進(jìn)行混合時(shí)，僅通過與其他原料的碰撞也 可以將大部分的粗粒游離碳進(jìn)行噴射，但是對于粒子之間的表面摩擦力大、水的表面張力也大的細(xì)粒游離碳而言，在沒有噴射劑的前提下很難進(jìn)行噴射，并且產(chǎn)品內(nèi)的細(xì)粒游離碳 的含量越高，產(chǎn)品需要與混合劑進(jìn)行混合時(shí)間就越長，并且產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間也會延長。
對于粒狀保護(hù)渣的開發(fā)，使得細(xì)粒游離碳的噴射變得更為均勻，但是細(xì)粒游離碳 的含量增加會使生產(chǎn)時(shí)間延長，并且為了提高生產(chǎn)性、減少混合時(shí)間，則會經(jīng)常出現(xiàn)游離碳 的噴射不均勻的問題。如上所述，細(xì)粒游離碳對熔融速度的控制效果遠(yuǎn)高于粗粒游離碳，因 此在噴射不均勻的情況下進(jìn)行熔融時(shí)產(chǎn)生的不均勻的問題更為明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過在制造粒狀保護(hù)渣的過程中對游離碳的加入方法進(jìn)行了創(chuàng)新，提高了 產(chǎn)品內(nèi)的游離碳的噴射性，并且開發(fā)出了在以往的顆粒狀保護(hù)渣的制造過程中制造懸浮液 時(shí)將細(xì)粒狀固定碳制成液態(tài)并進(jìn)行加入的方法，使得比以往的制造方法能夠更為均勻地分 布產(chǎn)品內(nèi)的游離碳。 現(xiàn)有的制造懸浮液的方法難以同時(shí)解決提高生產(chǎn)性和進(jìn)行均勻噴射游離碳的問 題。需要注意阻礙游離碳的噴射的原料，并且經(jīng)常發(fā)生由于混合時(shí)間、混合液的溫度、工人 的失誤等原因?qū)е碌膰娚洳痪鶆騿栴}。 所以，本發(fā)明的制造過程中，將預(yù)先均勻噴射的液態(tài)游離碳加入到懸浮液中，從而 使產(chǎn)品內(nèi)的噴射更為均勻。 S卩，本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種用液態(tài)游離碳來制造粒狀保護(hù)渣的方法，該 方法包括在用于制造懸浮液的螺旋攪拌機(jī)(Screw bl皿ger)的外部制造液態(tài)游離碳的步 驟；以及將所制造的液態(tài)游離碳供給至制造懸浮液的螺旋攪拌機(jī)的步驟。
本發(fā)明的第二個(gè)方面是提供對在制造粒狀保護(hù)渣中所使用的液態(tài)游離碳進(jìn)行制 造以及供給的設(shè)備，該設(shè)備包括用于制造液態(tài)游離碳的制造容器；在所述制造容器內(nèi)用 于噴射游離碳的攪拌機(jī)；為了提高所述制造容器內(nèi)的粉末狀游離碳與游離碳噴射劑的混合 效率而對混合物進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)的混合循環(huán)泵；用于對在所述制造容器內(nèi)制造的液態(tài)游離碳 進(jìn)行儲存的儲存器；以及從所述儲存器向制造懸浮液的螺旋攪拌機(jī)轉(zhuǎn)移液態(tài)游離碳的輸送 管。 制造根據(jù)本發(fā)明的粒狀保護(hù)渣時(shí)，能夠獲得游離碳被均勻噴射的粒狀保護(hù)渣，并 且在連續(xù)鑄造中采用這種粒狀保護(hù)渣時(shí)，熔鋼的溫度均勻，并且能夠明顯地減少礦渣結(jié)塊， 從而能夠獲得表面品質(zhì)高的固化鋼殼。


圖1為表示鑄造作業(yè)中在模具內(nèi)熔鋼和保護(hù)渣的熔融及注入的示意圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明的保護(hù)渣內(nèi)的游離碳含量和種類的熔融速度關(guān)系圖； 圖3為通過顯微鏡，對粉末狀游離碳噴射流和液態(tài)游離碳的游離碳噴射進(jìn)行比較
確認(rèn)的示意圖； 圖4為采用現(xiàn)有粉末狀游離碳的制造懸浮液時(shí)，根據(jù)細(xì)粒游離碳的混合時(shí)間差異 對保護(hù)渣熔融均勻度進(jìn)行比較的試驗(yàn)圖； 圖5為對采用本發(fā)明的液態(tài)游離碳的保護(hù)渣的熔融均勻度進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果的圖 表；
圖6為表示制造本發(fā)明的液態(tài)游離碳的設(shè)備和通過制造懸浮液的螺旋攪拌機(jī)進(jìn)
行供給的路徑圖。 附圖標(biāo)記說明 1-模具； 2-礦渣結(jié)塊； 3-未熔化層； 4-燒結(jié)層； 5-熔化層； 6-熔鋼； 7-熔鋼注入口。
具體實(shí)施例方式
以下通過實(shí)施例對本發(fā)明的進(jìn)行詳細(xì)的說明。但是，本發(fā)明并不限于這些具體實(shí) 施例。 首先，混合粉末狀游離碳和水，制造液態(tài)游離碳。制造液態(tài)游離碳時(shí)需要注意的 是對水和粉末狀游離碳的混合比例的調(diào)節(jié)。即，若粉末狀游離碳相對于水的比例過低的 話，由于水的量相對較大，在制造第一懸浮液時(shí)所加入的液態(tài)游離碳的量會增加，使得制造 容器和儲存器的體積也增大，相應(yīng)的混合時(shí)間也會延長。若粉末狀游離碳相對于水的比例 過高的話，液態(tài)游離碳的渾濁度會增加，使得用于噴射的循環(huán)和轉(zhuǎn)移變得困難。因此，優(yōu)選 將水和粉末狀游離碳的混合比例設(shè)定在4 : l(重量比)。 然后，采用以上制造的液態(tài)游離碳來制造用來制造保護(hù)渣的懸浮液。
在制造懸浮液時(shí)，加入以液體狀態(tài)制造的游離碳的方法為先將液態(tài)游離碳保存
在儲存器內(nèi)，并且用計(jì)量器控制加入量，使得液態(tài)游離碳內(nèi)包含的細(xì)粒游離碳的含量與現(xiàn)
有的產(chǎn)品內(nèi)游離碳的含量相同。 此時(shí)，所使用的制造和供給液態(tài)游離碳的設(shè)備如圖6所示。S卩，如圖6所示，本發(fā) 明的制造和供給液態(tài)游離碳的設(shè)備包括液態(tài)游離碳制造容器、攪拌機(jī)、混合循環(huán)泵、儲存器 以及輸送管。通過僅使用攪拌機(jī)，在制造容器內(nèi)，將粉末狀游離碳、噴射劑和水一起混合時(shí)， 粉末狀游離碳漂浮在水上，使得噴射時(shí)間變長。因此，通過在制造容器下部設(shè)置混合循環(huán) 泵，以強(qiáng)制循環(huán)混合液，使得成塊的細(xì)粒游離碳通過泵時(shí)被破碎，從而提高了游離碳與噴射 劑之間的接觸效率，因此可以縮短所需要的噴射時(shí)間。 將制造的液態(tài)游離碳應(yīng)用于懸浮液的制造中并進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，需要注意的是對于 細(xì)粒游離碳的含量高的產(chǎn)品，液態(tài)游離碳的加入量會增加，因此對于向制造懸浮液的螺旋 攪拌機(jī)內(nèi)加入的水的量需要減少至液態(tài)游離碳內(nèi)所含有的水的量。對用于制造保護(hù)渣的懸 浮液進(jìn)行制造時(shí)，若水的加入量過大，則懸浮液的濃度被稀釋，在干燥過程中通過噴頭進(jìn)行 噴射時(shí)，產(chǎn)生的粉塵明顯地增加。若水的加入量過少，則懸浮液的濃度過大，難以通過噴頭 進(jìn)行噴射，并且提高噴射壓力則會增加燃料的消耗量，并且也會加快噴頭的磨損。因此制造 懸浮液時(shí)水的含量非常重要。因此，如本發(fā)明所述，提供液體狀態(tài)的游離碳時(shí)，在制造懸浮 液的過程中對液態(tài)游離碳的水含量進(jìn)行監(jiān)控。為此，需要根據(jù)下式確定向制造懸浮液的螺 旋攪拌機(jī)內(nèi)加入的水量和液態(tài)游離碳的加入量。 (1)液態(tài)游離碳(100% )=粉末狀游離碳(20% ) +水(80% ) (2)液態(tài)游離碳的加入量X0. 2 =現(xiàn)有產(chǎn)品的細(xì)粒游離碳加入量 (3)懸浮液的水加入量=現(xiàn)有產(chǎn)品的水加入量_液態(tài)游離碳的加入量X0. 8
保護(hù)渣制造者確認(rèn)對制造出的產(chǎn)品內(nèi)游離碳是否均勻地被噴射時(shí)，所采用的試驗(yàn) 方法為用顯微鏡確認(rèn)是否存在塊狀的游離碳、以及通過確認(rèn)熔融形狀來確認(rèn)是否被均勻地 熔融。 對熔融形狀的確認(rèn)試驗(yàn)，具體為在熔鋼6的上部運(yùn)行的與熔融礦渣的溫度相似 的130(TC高溫電爐內(nèi)，如圖4所示形狀的容器內(nèi)盛有保護(hù)渣產(chǎn)品，經(jīng)過一定時(shí)間后，確認(rèn)熔 融的形狀。該實(shí)驗(yàn)并非是模仿在下部對保護(hù)渣進(jìn)行加熱并熔融的實(shí)際過程，而是通過確認(rèn) 游離碳受熱后是否被均勻地熔融來確認(rèn)游離碳的噴射均勻度。 上述實(shí)驗(yàn)中，所形成的球形大小被均勻地分布并且膨脹，這表示游離碳的分布均 勻，使得控制熔融速度的功能均勻地發(fā)揮。如果游離碳沒有完全地被噴射，粒子處于凝聚的 狀態(tài)，則控制熔融速度的效果也不好，所形成的球形不僅不均勻，尺寸也會變大。其他制造 者所用的試驗(yàn)方法在原料的用量、水、電爐內(nèi)維持的時(shí)間上都有可能不同，但是其評價(jià)方法 是相同的。 在此實(shí)驗(yàn)中，需要注意的是容器的形狀如圖4所示，角落部分需要設(shè)計(jì)成曲線 狀。如果將角落部分設(shè)計(jì)成具有角度的形狀，對于試料的熱供給在中央部分和在角落部分 有所不同。角落部分的側(cè)面受到的熱量供給更多，熔融也更快，因此難以確認(rèn)游離碳的噴射 均勻度。并且若要對互不相同的產(chǎn)品的游離碳均勻分布程度進(jìn)行比較的話，要求各個(gè)試料 的重量相同。
實(shí)施例 對本發(fā)明進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行過程適用于液態(tài)游離碳的制造和懸浮液的制造中，包 括對問題的解決、通過實(shí)驗(yàn)法的噴射均勻確認(rèn)、采用實(shí)際鑄造業(yè)的產(chǎn)品檢測其效果的階 段。 首先，混合粉末狀游離碳和水，制造液態(tài)游離碳。制造液態(tài)游離碳時(shí)，水和粉末狀 游離碳的混合比例定為4 : 1。 根據(jù)現(xiàn)有的方法，在制造懸浮液的螺旋攪拌機(jī)內(nèi)噴射粉末狀游離碳后，在加入其
他原料之前，采用游離碳噴射流，并且通過電子顯微鏡比較了通過本發(fā)明制造的液態(tài)游離
碳和游離碳粒子的噴射程度。如圖3所示，(甲)為現(xiàn)有的游離碳噴射流，(乙)為本發(fā)明
的液態(tài)游離碳。通過圖中比較，可以確認(rèn)現(xiàn)有的游離碳噴射使粒子變成塊狀。 用所制得液態(tài)游離碳來制造懸浮液。制造懸浮液時(shí)，根據(jù)下式確定向制造懸浮液
的螺旋攪拌機(jī)內(nèi)加入的水量和液態(tài)游離碳的加入量。
(1)液態(tài)游離碳(100% )=粉末狀游離碳(20% ) +水(80% ) (2)液態(tài)游離碳的加入量XO. 2 =現(xiàn)有產(chǎn)品的細(xì)粒游離碳加入量 (3)懸浮液的水加入量=現(xiàn)有產(chǎn)品的水加入量_液態(tài)游離碳的加入量XO. 8 將本發(fā)明的保護(hù)渣產(chǎn)品用于中碳鋼產(chǎn)品，對鑄造速度較快的模具l(即平板
(Slab)狀和薄板(Thin Slab)狀)進(jìn)行了實(shí)施。保護(hù)渣產(chǎn)品內(nèi)的游離碳總含量為保護(hù)渣產(chǎn)
品的重量的0-15重量％，其中細(xì)粒游離碳的含量為保護(hù)渣產(chǎn)品的重量的0-5重量％。 在使用本發(fā)明之前，圖4選定的產(chǎn)品為根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)方法，根據(jù)游離碳噴射劑和
混合碳的時(shí)間進(jìn)行的確認(rèn)。根據(jù)確認(rèn)可知混合時(shí)間越長熔融形狀越均勻。 對根據(jù)本發(fā)明制造的產(chǎn)品的熔融形狀進(jìn)行了試驗(yàn)。 在本發(fā)明中采用的試驗(yàn)方法為準(zhǔn)備盛有相同量(各50g)試料的容器，分別置于電爐內(nèi)l分鐘、3分鐘、5分鐘后，確認(rèn)了其熔融量和熔融的均勻度。上述放置時(shí)間的理由為
在700°C以下，游離碳的燃燒會產(chǎn)生燒結(jié)反應(yīng)，因此在130(TC下維持1分左右就能夠確認(rèn)在 表面是否形成燒結(jié)層(4)，并且其后能夠確認(rèn)通過熔融過程形成的球形以及膨脹。
其結(jié)果如圖5所示，與表示現(xiàn)有結(jié)果的圖4進(jìn)行比較，不僅熔融更為均勻，所形成 的球形的形狀更小。因此，比起采用了現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品，采用本發(fā)明的產(chǎn)品的熔融更為均 勻，并且提高了熔融速度進(jìn)行控制的效果。 本發(fā)明制造的產(chǎn)品，適用于連續(xù)制造過程時(shí)，對其效果進(jìn)行了檢測。檢測方法為在 對改善的保護(hù)渣采用的試驗(yàn)方法，具體為在相同的熔鋼6條件下，將現(xiàn)有產(chǎn)品和本發(fā)明所 開發(fā)的產(chǎn)品用于不同的鑄坯，并對其工作狀況(即，對去除礦渣結(jié)塊2的次數(shù)的比較)以及
品質(zhì)結(jié)果(即，對表面品質(zhì)的比較)進(jìn)行了比較。其結(jié)果如下表。 表1
模具 類型保護(hù)渣內(nèi)游離碳總含量 (重量％)去除礦渣結(jié)塊的次數(shù)表面品質(zhì)(缺陷率％)
現(xiàn)有產(chǎn)品本發(fā)明現(xiàn)有產(chǎn)品本發(fā)明
平板10.4良2.11.0
平板9.5良2.4u
平板10.04良2.31.3
薄板5.84無0.80.4
薄板4.33無0.70.4
薄板6.34無0.80.3
薄板5.54無0.80.4 在鑄造鋼包1次熔煉(1Heat)的期間，通過去除礦渣結(jié)塊2的次數(shù)評價(jià)了作業(yè)狀 態(tài)，關(guān)于表面品質(zhì)的評價(jià)，對其后的過程加入的凝固固化鋼殼的量缺陷所產(chǎn)生的固化鋼殼 量以百分比(％)進(jìn)行了評價(jià)。鑄造平板狀時(shí)，采用通過本發(fā)明制造的產(chǎn)品時(shí)雖然產(chǎn)生了礦 渣結(jié)塊，但是所形成的尺寸很小以至于不需要對其進(jìn)行去除，其結(jié)果以"良"記載。
通過上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以確定，本發(fā)明制造方法制造的顆粒狀保護(hù)渣應(yīng)用于連續(xù)鑄 造過程時(shí)，能夠明顯減少礦渣結(jié)塊。作為煉鋼過程的公知常識若礦渣結(jié)塊減少，則能夠確 保均勻地注入熔融礦渣，并且以此能夠均勻地從固化鋼殼向模具導(dǎo)熱，并使得凝固變?yōu)榫?勻。并且通過上述的效果可以提高固化鋼殼的表面品質(zhì)。
9
權(quán)利要求
一種用液態(tài)游離碳來制造粒狀保護(hù)渣的方法，其特征在于，該方法包括在用于制造懸浮液的螺旋攪拌機(jī)的外部制造液態(tài)游離碳的步驟；以及將所制造的液態(tài)游離碳供給至所述用于制造懸浮液的螺旋攪拌機(jī)的步驟。
2. —種制造并供給液態(tài)游離碳的設(shè)備，該設(shè)備對在制造粒狀保護(hù)渣中所使用的液態(tài)游 離碳進(jìn)行制造并供給，其特征在于，該設(shè)備包括用于制造液態(tài)游離碳的制造容器； 在所述制造容器內(nèi)用于噴射游離碳的攪拌機(jī)；為了提高所述制造容器內(nèi)的粉末狀游離碳和游離碳噴射劑的混合效率而對混合物進(jìn) 行強(qiáng)制循環(huán)的混合循環(huán)泵；用于對在所述制造容器內(nèi)制造的液態(tài)游離碳進(jìn)行儲存的儲存器；以及 用于從所述儲存器向懸浮液制造機(jī)轉(zhuǎn)移液態(tài)游離碳的輸送管。
全文摘要
本發(fā)明涉及連續(xù)鑄造鋼的過程中，作為輔助原料加入在模具內(nèi)熔鋼上部的粒狀保護(hù)渣的生產(chǎn)過程中，制造懸浮液時(shí)將游離碳以液體狀態(tài)加入的設(shè)備及其方法。本發(fā)明適用于連續(xù)鑄造過程，能夠得到均勻的保溫效果，從而可以提高作為中間產(chǎn)品的凝固的固化鋼殼的品質(zhì)，能夠解決有可能成為造成事故原因的礦渣結(jié)塊過膨脹的問題。
文檔編號B22D11/11GK101745614SQ20091013555
公開日2010年6月23日 申請日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者李東瑩, 梁承萬, 金勛奎 申請人:斯多佰格&三一株式會社