用建筑废料粘土为原料的低碱度结晶器保护渣

摘要

本发明公开了一种用建筑废料粘土为原料的低碱度结晶器保护渣，其原料组份的质量百分含量为：粘土30～55%，萤石8～15%，石灰石15～30%，碳酸钠8～15%，氧化镁1～3%，炭黑2～4%，石墨5～15%，粘结剂1～3%。使用粘土作为其中主要材料制成的保护渣易于保持空心保护渣的颗粒完整，在使用过程中有较好的保温效果，熔化均匀不结团，从而确保熔融渣导入均匀、顺畅，有效控制结晶器的传热，避免结晶器与坯壳粘结，提高铸坯的外部质量。

权利要求

1.一种用建筑废料粘土为原料的低碱度结晶器保护渣，其特征在于，其原料组份的质量百分含量为：粘土30～55%，萤石8～15%，石灰石15～30%，碳酸钠8～15%，氧化镁1～

3%，炭黑2～4%，石墨5～15%，粘结剂1～3%。

2.如权利要求1所述的低碱度结晶器保护渣，其特征在于，主要化学成份的质量百分-含量如下：CaO 23～33% ，SiO2 28～35% ，MgO 1～3%，Al2O3 4～8%，Na2O 4～10%， F

5～9%，Fe2O3 0.5～3%,固体碳C 10～25%。

3. 一种如权利要求1所述的低碱度结晶器保护渣的制造方法，包括下列步骤：a. 粘土的处理：将软质粘土，加入适量水，搅拌打浆，通过100目网筛过滤除块状及大颗粒物，浆液自然沉降，去上层水后自然干燥得块状物，粉碎后得粉状粘土，依据YB/T-190《连铸保护渣化学分析方法》确定SiO2、Al2O3的含量以备用；

b.依据所需保护渣的具体配比，将粘土、萤石、石灰石、白碱、氧化镁、炭黑、石墨、粘结剂按600Kg进行配料，入球磨机加适量的水充分混合，水磨制浆，水磨时间≥50min，液压泵输入喷雾干燥塔中喷雾造粒，泵压力1.2～1.6MPa，塔体进风口温度680～760℃，出风口温度200～260℃，得到预熔型中空保护渣颗料；

c．对上述所得预熔型中空保护渣颗料进行筛选，过筛后粒度0.20～1.0mm的颗粒在

95％以上、水份≤0.3％作为合格品。

说明书

用建筑废料粘土为原料的低碱度结晶器保护渣

技术领域

[0001] 本发明属于炼钢用辅助材料技术领域，特别是一种用建筑废料粘土为原料的低碱度结晶器保护渣。技术背景

[0002] 保护渣在连铸过程中起着润滑、保温、防止钢水二次氧化、吸附上浮的夹杂物和调节传往结晶器的热流等作用。保护渣组成是根据CaO-SiO2-Al2O3三元系中的伪硅灰石区域选择各成分组成，在构成保护渣的组分中CaO作为主要的碱性材料，SiO2作为主要的酸性材料，Na2O、CaF2、MgO作为主要的助熔剂，碳质组分作为骨架材料以及熔速控制剂。通过基料和熔剂的有机组合，调整保护渣的化学成份，以调节保护渣的熔化温度、粘度、结晶性能、吸收夹杂能力、传热能力等理化指标，满足在高拉速状态下能保持正常的渣耗量和液渣层厚度及合理传热量的需要，从而保证了坯壳的均匀生成和润滑结晶器内壁，实现无粘结连铸生产。

[0003] 现有的保护渣生产工艺以硅灰石、铝土为主要原料，萤石、 碳酸钠、氧化镁、白碱为助熔料，其中硅灰石，铝土在保护渣中占有较大的配比，使用量较大。由于硅灰石、铝土受产地的影响，其运输成本较高，生产加工过程中要经过破碎、研磨等处理，又增加了生产成本，这制约了保护渣的发展。经研究发现，粘土是一种含硅酸盐和一定量的氧化铝的矿物原料，是由地壳中含长石类岩石经过长期风化和地质的作用而生成的，粘土矿广泛分布于世界各地的岩石和土壤中，种类繁多、藏量丰富，是一种宝贵的天然资源。另外，其由硅灰石、铝土为主要原料的保护渣，容易出现运输过程中破碎的现象，影响其保护渣颗粒均匀完整。并且随着城市及工业化的大发展产生大量的粘土建筑废料，需要进行投入资金进行处理。

发明内容

[0004] 针对现有保护渣生产成本高特点，本发明另一个目的是提供一种价格低廉、颗粒均匀、强度高、在生产及运输过程中不易破碎的用建筑废料粘土为原料的低碱度结晶器保护渣。

[0005] 一种用建筑废料粘土为原料的低碱度结晶器保护渣，其原料组份的质量百分含量为：粘土30～55%，萤石8～15%，石灰石15～30%，碳酸钠8～15%，氧化镁1～3%，炭黑2～4%，石墨5～15%，粘结剂1～3%。

[0006] 一种用建筑废料粘土为原料的低碱度结晶器保护渣，主要化学成份的质量百分含量如下：低碱度保护渣的主要化学成分CaO 23～33% ，SiO2 28～35% ，MgO 1～3%，Al2O3 -4～8%，Na2O 4～10%， F 5～9%，Fe2O3 0.5～3%,固体碳C 10～25%。

[0007] 所述氧化硅与氧化铝质量百分分数的比值（SiO2/Al2O3）范围为3.5～5.3；

[0008] 本发明所述的用粘土作为替代原材料制造低碱度结晶器保护渣保护渣的干燥温度，粘土的化学式为Al2O3·（SiO2）m·nH2O ,含有结晶水，同时粘土内部微观颗粒层与层中也有吸附较多的水分，这些水分在生产前期是有利的，粘土水溶液成浆后能使各种原料混更加均匀，经喷雾造粒后颗粒强度高不易破碎且颗粒均匀。保护渣经580～660℃高温干燥后，粘土仍残留部分结晶水，结晶水的存在对保护渣的使用有不利的影响，因此，本发明在喷雾造粒阶段与现有工艺不同，塔体温度有所提高，进风口温度680～760℃，出风口温度200～260℃。

[0009] 由于本发明用建筑废料粘土来代替硅灰石、铝土，粘土一般呈细分散颗粒，加工处理简单，使用粘土作为保护渣的生产原料能大副度降低生产成本；同时粘土具有结合性和可塑性，高温干燥后具有一定强度，这使得所生产的保护渣颗粒均匀完整不易破碎。粘土的化学成分百分比含量SiO2 40～80% 、Al2O3 10～30%范围内的粘土矿如高岭土、膨润土、白土等，其所含的氧化硅与氧化铝的质量百分比与现有的传统工艺生产的保护渣中的两者比例接近，因此，此类粘土更宜作为生产保护渣的原材料，能降低硅灰石和铝土的使用，节约成本；现如今的城市建设中有大量废弃的粘土，将粘土作为一种低碱度保护渣的生产原材料，有着环保利用废料和广阔的市场竞争力前景。使用粘土作为其中主要材料制成的保护渣易于保持空心保护渣的颗粒完整，在使用过程中有较好的保温效果，熔化均匀不结团，从而确保熔融渣导入均匀、顺畅，有效控制结晶器的传热，避免结晶器与坯壳粘结，提高铸坯的外部质量。使用粘土作为保护渣生产的原材料后，可完全替代铝土和大副度减少硅灰2
石的使用量，这样就从原材料上降低了生产成本。使用该保护渣在某钢厂150×150mm 断面的连铸机上浇普通中碳钢，浇铸速度2.3m/min，经现场试验证明，该保护渣在使用过程中保护渣铺展性好，熔化性，保温性能良好，渣耗为0.33Kg/T钢，液渣层厚度8～12mm,铸坯表面质量完好。

[0010] 本发明的连铸结晶器保护渣的制造方法，包括下列步骤：

[0011] 1. 粘土的处理：将软质粘土，加入适量水，搅拌打浆，通过100目网筛过滤除块状及大颗粒物，浆液自然沉降，去上层水后自然干燥得块状物，粉碎后得粉状粘土，依据YB/T-190《连铸保护渣化学分析方法》确定SiO2、Al2O3的含量以备用。

[0012] 2.依据所需保护渣的具体配比，将粘土、萤石、石灰石、白碱、氧化镁、炭黑、石墨、粘结剂按600Kg进行配料，入球磨机加适量的水充分混合，水磨制浆，水磨时间≥50min，液压泵输入喷雾干燥塔中喷雾造粒，泵压力1.2～1.6MPa，塔体进风口温度680～760℃，出风口温度200～260℃。

[0013] 3．对上述所得预熔型中空保护渣颗料进筛选，过筛后粒度0.20～1.0mm的颗粒在95％以上、水份≤0.3％作为合格品。

具体实施方式

[0014] 实施例1：

[0015] 用建筑废料粘土为原料的低碱度结晶器保护渣，其原料组份的质量百分含量为：粘土35%，萤石13%，石灰石24%，碳酸钠8%，氧化镁3%，炭黑2%，石墨14%，粘结剂1%。保-
护渣化学成分：CaO 28.9%,SiO2 33.6%, Na2O 4.82%, F 8.68%,MgO 2.8%,Al2O3 4.12%, Fe2O3 0.93%,固体碳C 15.5%。保护渣物理性质：碱度（CaO/SiO2）0.86,熔点1060℃，粘度(1300℃)0.39Pa·S，熔化速度36秒，水份≤0.3％。

[0016] 实施例2：

[0017] 用建筑废料粘土为原料的低碱度结晶器保护渣，其原料组份的质量百分含量为：