專利名稱：一種鋼連鑄結(jié)晶器用含硼無氟保護渣及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉連鑄生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種鋼連鑄結(jié)晶器用含硼無 氟保護渣及其制備方法。
背景技術(shù)：
連鑄技術(shù)以其高效、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、易于實現(xiàn)自動化和智能化等諸多優(yōu)點，受到冶金 界的高度重視，與之相配套的連鑄結(jié)晶器保護渣也得到了相應(yīng)的發(fā)展，且成為不可或缺的 冶金輔助材料?，F(xiàn)有技術(shù)中，連鑄結(jié)晶器保護渣按基料的化學(xué)成分可分為以下三個主要的體系 SiO2-Al2O3-CaO系、SiO2-Al2O3-FeO系、SiO2-Al2O3-Nii2O系，在此基礎(chǔ)上加入少量助熔劑(堿 金屬或堿土金屬氧化物、氟化物、硼化物等)和控制熔速的炭質(zhì)材料(炭黑、石墨和焦炭 等)；保護渣的制備工藝包括機械混合成型制備粉狀渣、擠壓成型制備條狀顆粒渣、圓盤 法成型制備實心圓形顆粒渣、噴霧法成型制備空心圓顆粒渣?，F(xiàn)有的保護渣體系中主要存在的問題主要有兩個一是保護渣的堿度偏低，這是 由于要控制保護渣的析晶溫度不能太高，否則導(dǎo)致傳熱和潤滑性能惡化，堿度低帶來的問 題是吸收夾雜能力弱，如SiO2-Al2O3-CaO系的堿度一般在0. 8 1. 0，而SiO2-Al2O3-FeO系和 SiO2-Al2O3-Na2O系更是一種酸性渣，吸收Al2O3等夾雜的能力非常弱；二是保護渣熔點和粘 度偏高，因此要加入助熔劑，如堿金屬氧化物Na20、K20、Li20以及氟化物CaF2、NaF和硼化物 B2O3等，助熔劑雖然加入量不大，但其問題較多，如Na2CKK2O氟化物CaF2、NaF易造成污染和 損害人體健康，Li2O和化03價格昂貴，成本太高，因此，從保護渣體系研究的角度考慮，需要 開發(fā)一種堿度較高且具有較低熔點和析晶溫度、吸收夾雜能力強、無毒無害的廉價保護渣。提出本發(fā)明的另一背景是
我國硼礦資源豐富，是世界上為數(shù)不多的硼資源大國，但是，我國多數(shù)硼礦石的品位 低，且多為混合型礦石，以碳堿法提取硼砂后，產(chǎn)生大量廢棄硼泥(注按目前的生產(chǎn)工 藝，每生產(chǎn)1噸硼砂，就要產(chǎn)生3-4噸硼泥)，硼泥的主要成分為Mg024 40%、Si022(T35%、 B2032 4%等，關(guān)于硼泥綜合利用的研究也有開展，如利用硼泥生產(chǎn)硼鎂肥和輕質(zhì)碳酸鎂等， 但由于硼泥中的硼、鐵、鎂等均屬貧礦，提取成本過高，處理工藝復(fù)雜；因此，我國目前尚缺 少針對廢棄硼泥實現(xiàn)高附加值綜合利用的工業(yè)化方法，一直作為棄渣堆積處理，不僅占用 大量土地資源，而且由于碳堿法提硼后的硼泥具有較強堿性，大量的硼泥露天堆積對土壤 和水資源形成嚴重的污染，我國以碳堿法生產(chǎn)硼砂四十余年來，定點堆積的硼泥近億噸，帶 來的污染及占地問題日益嚴重，硼泥綜合利用問題急待解決。綜上所述，考慮到硼泥是一種偏堿性、含有的化03具有較強助熔和降低析晶溫度 的作用，非常適合作為連鑄保護渣的基料，因此，利用廢棄硼泥開發(fā)一種新型鋼連鑄結(jié)晶器 用保護渣，對解決目前保護渣存在的問題以及降低保護渣生產(chǎn)成本和實現(xiàn)廢棄硼泥的再資 源化利用具有重要意義和工業(yè)應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用廢棄硼泥為主要基料的新型鋼連鑄結(jié)晶器用保護 渣及其制備方法，解決目前保護渣存在的堿度低、熔點高需要助熔劑以及析晶溫度高潤滑 效果差等問題，同時實現(xiàn)廢棄硼泥資源的高附加值再利用資源化，消除硼泥對土壤及水資 源的污染。本發(fā)明的目的是通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)的
一種新型鋼連鑄結(jié)晶器用保護渣，其特征在于由以下原料按重量百分比配制硼泥 粉50 60%，硅灰石粉20 30%，石灰粉10 20%，焦粉廣2% ；其制備方法的特征在于方法如 下將硼泥充分脫水后與硅灰石粉、石灰粉以及焦粉按重量分數(shù)稱量配料后，磨細混勻，然 后采用傳統(tǒng)的保護渣制備成型工藝制成顆粒狀成品渣；傳統(tǒng)的保護渣制備成型工藝包括機 械壓塊法、圓盤造粒法和噴霧法成型，考慮到本發(fā)明中沒有添加粘結(jié)劑成分，所以推薦采用 的成型方法為圓盤造粒法制備實心顆粒和噴霧法成型制備空心顆粒，并優(yōu)先選用噴霧法成 型制備空心顆粒，以提高保護渣的鋪散效果。本發(fā)明中各主要原料的主要作用和配加比例確定根據(jù)如下
1)硼泥粉硼泥粉是硼泥充分脫水后磨細的粉料，脫水后硼泥粉的主要組成為 Mg024 40%、Si&2(T35%、B2032 4%，Mg0和SiO2是目前保護渣系的主要組元，B2O3作為降低渣 系熔點的重要組元起到助熔作用，硼泥粉的添加比例(重量％)為50飛0%，這樣渣中B2O3的 含量在廣2. 4%，起到調(diào)整渣熔化溫度和降低渣析晶溫度的作用；
2)硅灰石粉硅灰石粉的作用是同時向渣中提供SiO2和CaO，作為保護渣的基料，綜合 考慮渣的熔化性能和調(diào)整渣粘度的需要，硅灰石粉的添加比例為2(Γ30% ；
3)石灰粉石灰粉的作用是提高渣的堿度，從而提高渣的吸收夾雜物能力，綜合考慮其 對保護渣的熔化性能、析晶溫度和吸收夾雜物的能力的綜合影響，其加入量為1(Γ20% ；
4)焦粉焦粉的作用主要是調(diào)整渣的熔化速度，根據(jù)渣的消耗量需求進行調(diào)整，其添加 量為Γ2%0本發(fā)明用到的原料的技術(shù)指標為 硼泥粉的技術(shù)指標為Β2032 4% ；
硅灰石粉的技術(shù)指標為45% 55%，CaO 35% 45%，MgO彡0. 8%, S<0. 03%, P< 0. 03% ；
石灰粉的技術(shù)指標為100% > CaO彡90. 0,5%彡MgO > 0,2. 5%彡SiO2 > 0，其余為 Al2O3等微量雜質(zhì)；
焦粉的技術(shù)指標為固定碳>90%，灰分、雜質(zhì)、水分之和小于10%。本發(fā)明的新型鋼連鑄保護渣的主要組成指標見表1 (質(zhì)量％)，主要物化性能指標 見表2
表1本發(fā)明的主要組成指標
權(quán)利要求
1.一種鋼連鑄結(jié)晶器用含硼無氟保護渣，其特征在于所述保護渣由以下原料按重量 百分比配制硼泥粉50 60%，硅灰石粉20 30%，石灰粉10 20%，焦粉廣2%。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鋼連鑄結(jié)晶器用含硼無氟保護渣，其特征在于硼泥粉中 B2O3的質(zhì)量百分含量為2-4%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種鋼連鑄結(jié)晶器用含硼無氟保護渣，其特征在于所述硅灰 石粉的成份以質(zhì)量百分含量計算，SiO2 45% 55%，CaO 35% 45%，MgO ^ 0. 8%, S<0. 03%, P< 0.03%。
4.如權(quán)利要求1所述的一種鋼連鑄結(jié)晶器用含硼無氟保護渣，其特征在于所述石灰 粉的成份以質(zhì)量百分含量計算，100% > CaO彡90. 0,5%彡MgO > 0,2. 5%彡SiO2 > 0，其余 為Al2O3等微量雜質(zhì)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種鋼連鑄結(jié)晶器用含硼無氟保護渣，其特征在于所述焦粉 的成份以質(zhì)量百分含量計算，固定碳>90%，灰分、雜質(zhì)和水分之和小于10%。
6.如權(quán)利要求1所述的一種鋼連鑄結(jié)晶器用含硼無氟保護渣的制備方法，其特征在 于將原料充分干燥脫水后按重量分數(shù)稱量配料，磨細混勻，然后采用傳統(tǒng)的保護渣制備成 型工藝制成顆粒狀成品渣。
7.如權(quán)利要求6所述的一種鋼連鑄結(jié)晶器用含硼無氟保護渣的制備方法，其特征在 于保護渣制備成型工藝為圓盤造粒法制備實心顆?；驀婌F法成型制備空心顆粒。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉連鑄生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種鋼連鑄結(jié)晶器用含硼無氟保護渣及其制備方法，其特征在于由以下原料按重量百分比配制硼泥粉50~60%，硅灰石粉20~30%，石灰粉10~20%，焦粉1~2%，其制備方法如下將原料充分干燥脫水后按重量分數(shù)稱量配料，磨細混勻，然后采用傳統(tǒng)的保護渣制備成型工藝制成顆粒狀成品渣。本發(fā)明的保護渣具有較好的熔化性能和吸收夾雜能力，特別是以硼代氟，實現(xiàn)保護渣無氟和廢棄物硼泥再利用，降低成本并有利于環(huán)境保護，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
文檔編號B22D11/111GK102059330SQ201110037710
公開日2011年5月18日 申請日期2011年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月15日
發(fā)明者張廷旺, 李桂榮, 王宏明, 趙玉濤, 閆永其 申請人:江蘇大學(xué)