中包覆盖剂.ppt

中包覆盖剂 1概述2碱性中间包覆盖剂3低碳中间包覆盖剂4超低碳中间包覆盖剂5无碳中间包覆盖剂6高碱度中间包覆盖剂7中包覆盖剂对钢水洁净度的影响8稀土氧化物与中包覆盖剂粘度的关系 中包覆盖剂 1概述 中间包覆盖剂的最初功能是保温 防止浇注过程中温降过大 但随着钢质量的要求越来越高 中间包覆盖剂的冶金功能趋于广泛 保温 防止大气对钢水的二次氧化 吸附钢水中上浮夹杂物 不与钢水反应避免污染钢水 防止钢液回硫等等 中间包覆盖剂的功能 1 绝热保温防止散热 2 吸收上浮的夹杂物 如Al2O3 钙铝酸盐 3 隔绝空气 防止空气中的氧进入钢水 杜绝二次氧化 中包覆盖剂 目前常用的中间包覆盖剂大都属于绝热型渣 一般可分为单一型和复合型两类 单一型 通常指炭化稻壳和稻壳灰 其容重小 导热系数低 保温效果较好 但国内由于稻壳种类 炭化工艺等原因 其炭含量较高 保温效果虽好 但熔点高 不易形成液渣层 防止二次氧化效果差 易使钢液增炭 粉尘也较大 贮存 运输也不方便 目前已近于淘汰 复合型 是由多种成分组成的机械混合物 加入后会迅速形成熔融层 过渡层和粉状层 其过渡层呈蜂窝状 疏松 多孔 和粉状层一同像 棉被 一样盖在钢液面上 大大提高了覆盖剂的保温性能 其液渣层可防止钢液二次氧化 吸收钢中上浮夹杂物 所以有着很好的应用前景 1概述 中包覆盖剂 中间包覆盖剂主要有4种类型 1 酸性 典型的为炭化稻壳 绝热性能好 成本低 但不利于吸附中间包上浮的夹杂物 在钢渣界面有化学反应 对铝镇静钢不合适 酸性中间包覆盖剂保温性能较好 但对碱性包衬来讲 侵蚀较严重 同时由于渣中Al2O3含量高 熔渣粘度增大 使吸收Al2O3等非金属夹杂能力变弱 2 中性 典型的为Al2O3 SiO2质材料 有一定的热性能 成本较低 3 碱性 以MgO或白云石为基的材料 单独使用易结壳 为了减少钢水中夹杂物 目前中包衬普遍使用镁质绝热板或镁质涂料 相应地 覆盖剂也最好使用碱性渣 但碱性渣的最大缺点是保温性差 其导热系数为酸性渣或中性渣的两倍 1概述 4 双层渣 底层一般为碱性渣 使用时形成液渣层以吸附夹杂 顶层一般为碳化稻壳 用以保温 下层用碱性渣 吸收钢水中的夹杂物 这样看似从根本上解决了问题 但中包渣是消耗品 随着生产的进行 碳化稻壳也会不断熔化而进入下层 使渣的碱度降低 并有可能对钢水增碳 中包覆盖剂 表1国内外一些厂家中间包覆盖剂主要成分 1概述 中包覆盖剂 1 酸性R23 或高镁质MgO 30 宝钢按碱度对中间包覆盖剂分类 1概述 中包覆盖剂 2碱性中包覆盖剂 l碱性中间包覆盖剂配方的设计1 1碱性中间包覆盖剂特点根据连铸工艺要求 一般碱性中间包覆盖剂应具有以下特点 1 铺展性良好 火苗小而均匀 2 初熔温度较低 以保证能迅速形成适当厚度的熔融层 更好地隔绝空气及吸附夹杂物等 3 合适的熔化速度 以保证覆盖剂在钢液面上能较长时问地保持三层结构 具有良好的保温性能 特别对于多炉连浇 还可减少后续炉次追加保温剂的数量 4 合适的粘度 且不随温度急剧变化 5 随着浇注时问延长 渣面不结壳 6 对长水口 中间包内衬侵蚀小 中包覆盖剂 2碱性中包覆盖剂 l 2碱性中包覆盖剂物化指标的设计原则根据中包覆盖剂实际使用条件 采用CaO SiO2 MgO作为基本渣系 因该渣系恰好有在中间包钢水温度下呈液态渣的成分范围 而且SiO2活性最小 从渣的组成扩展为包括Al2O3 作为第四个组成 在内的假四元系统考虑 可判定CaO SiO2 MgO在达到该组成之前能吸收的范围较大 如图中CaO SiO2 MgO三元相图所示 设计的化学组成范围在图指定的区域 该区域组成范围大致为 Ca0 19 52 SiO2 20 47 MgO l6 43 中包覆盖剂 2碱性中包覆盖剂 1 3主要物理性能熔点检测 采用GX 高温物性测试仪进行测试 即将试样制成 3 3mm小圆柱 放入炉内后 以一定速度升温 待试样高度降低到一半时的温度为熔化温度 熔化速度 采用GX 高温物性测试仪进行测试 即将试样制成 3 3mm小圆柱 放入炉内后 以一定速度升温 当炉温升至1350 恒温5分钟后 记录试样至全部倒塌所需的时间 碱性覆盖剂熔速在2 4min为好 其他物理性能 其他物理性能如粘度 容重 铺展性 粒度和水分等 原则上不单独考虑 而是设计主要物性时兼作考虑即可 一般覆盖剂粘度应略大些 与结晶器保护渣相比 容重愈小 保温效果愈好 铺展面积愈大覆盖剂愈均匀 粒度要求 100目大于85 水分要求 0 5 中包覆盖剂 2碱性中包覆盖剂 国内钢厂碱性中包覆盖剂的理化性能 上述中包覆盖剂的主要特点是CaO MgO含量高 吸收钢水中夹杂物能力强 中包覆盖剂 3低碳碱性中包覆盖剂 低碳中包覆盖剂 中包覆盖剂 4超低碳碱性中包覆盖剂 超低碳中间包覆盖剂 鞍钢三炼钢 中包覆盖剂 5无碳碱性中包覆盖剂 硅钢 汽车板钢是高附加值的超低碳 高洁净度的钢 其C的质量分数在 2 0 4 0 10 5之间 因此 对中包覆盖剂又提出一个要求 不能对钢水增碳 目前 炼钢辅助材料的 无碳 还没有一个标准 在结晶器保护渣的研究中 w C固 1 0 就已经没有了上述作用 但渣中只要存在 就会对钢水增碳 只是增碳幅度低 一般由于原料中不可避免地含有少量碳质材料 要求无碳保护渣或无碳覆盖剂中的w C固 0 1 如果覆盖剂不含碳 最直接的问题就是覆盖剂粉末将快速熔化 保温层急剧减少 保温效果恶化 所以必须有提高其保温性的方法 无碳覆盖剂的研制还停留在理论阶段 应用于生产的报道少 中包覆盖剂 5无碳碱性中包覆盖剂 无碳预熔中空型碱性中间包覆盖剂 宝钢 设计化学成分 设计物理性能 实际分析化学成分 实际检测物理性能 自2003年初在宝钢60t中间包使用至今 中间包钢水温度平均1553 保温性良好 未发生结壳现象 有一定的吸附夹杂能力 对包衬侵蚀情况正常 单耗平均0 45kg t 中包覆盖剂 6高碱度中间包覆盖剂 高碱度的理论依据 3 FeO 2 Al 3 Fe Al2O3 3 SiO2 4 Al 3 Si 2Al2O3 R增加 FeO的活度系数降低 3 CaO 2 Al 3 S 3 CaS Al2O3 增加CaO含量 抑制中包内钢水回硫 CaO SiO2 AI2O3 FeO中FeO的活度 CaO MnO AI2O3 SiO2中MnO在1500 的活度系数 覆盖剂的碱度过高也有不利的作用 过高的碱度 CaO SiO2 降低FeO的活度系数 但却提高了MnO的活度系数 换句话说 高碱度阻止FeO与钢中的溶解铝的反应 却有利于MnO与钢中溶解铝的反应 中包覆盖剂 6高碱度中间包覆盖剂 中包覆盖剂 6高碱度中间包覆盖剂 川崎钢铁公司生产高洁净超低碳钢时 使用高碱度覆盖剂 渣中CaO SiO2 6 情况下钢中氧含量明显低于使用低碱度覆盖剂的情况 DOFASCO公司使用高碱度覆盖剂 CaO SiO2 6和8 挡渣墙使中间包钢水总氧含量达到19x10 6 Caston公司使用高碱度覆盖剂 CaO SiO2 11 使中间包钢水总氧含量从45x10 6降至30 x10 6 国内外研制成功的高碱度中间包成分 中包覆盖剂 6高碱度中间包覆盖剂 中包覆盖剂 6高碱度中间包覆盖剂 美国阿姆科钢铁公司的研究结果表明 单独使用高碱性渣 R 10 5 时 渣中Al2O3平均仅增加1 5 钢中总氧为24 4 10 4 使用双层渣时 顶层为碳化稻壳 底层为 R 10 5 的高碱性渣时 渣中Al2O3平均增加8 7 钢中总氧为16 4 10 4 宝钢开发的高碱度中间包覆盖剂的主要理化指标 R2 4且熔点 1400 CaO40 70 SiO20 20 Al2O340 60 中包覆盖剂 6高碱度中间包覆盖剂 中间包渣成分及碱度与浇注炉次的关系 b中间包渣中MnO含量随浇钢炉次的变化 b a c c中间包渣中S含量随浇钢炉次的变化 a中间包渣Al2O3含量及碱度随浇钢炉次的变化 鞍三 中包覆盖剂 7覆盖剂对钢水洁净度的影响 对夹杂的吸附及对钢中总氧的影响 浇注过程中间包覆盖剂中Al2O3的变化 覆盖剂种类与夹杂物去除率 A 炭化稻壳 R 0 B R 0 26 C R 0 94 D 双层渣 R 0 94 中包覆盖剂 7覆盖剂对钢水洁净度的影响 对钢水的氧化 浇注过程中 钢水中 Als 由于被氧化而减少 二次氧化的来源有三个 大气 覆盖剂 耐火材料 覆盖剂由于有MnO FeO的存在 下图 而发生以下反应 3 FeO 2 Al Al2O3 3 Fe 1 3 MnO 2 Al Al2O3 3 Mn 2 覆盖剂及内衬材料中SiO2的存在是钢水二次氧化的重要因素 故将发生以下反应 4 3 Al SiO2