中間包覆蓋劑課件

1、中包覆蓋劑中包覆蓋劑u1 1 概述概述u2 2 堿性中間包覆蓋劑堿性中間包覆蓋劑u3 3 低碳中間包覆蓋劑低碳中間包覆蓋劑u4 4 超低碳中間包覆蓋劑超低碳中間包覆蓋劑u5 5 無(wú)碳中間包覆蓋劑無(wú)碳中間包覆蓋劑u6 6 高堿度中間包覆蓋劑高堿度中間包覆蓋劑u7 7 中包覆蓋劑對(duì)鋼水潔凈度的影響中包覆蓋劑對(duì)鋼水潔凈度的影響u8 8 稀土氧化物與中包覆蓋劑粘度的關(guān)系稀土氧化物與中包覆蓋劑粘度的關(guān)系中包覆蓋劑中包覆蓋劑1 概述概述 中間包覆蓋劑的最初功能是保溫，防止?jié)沧⑦^(guò)程中溫中間包覆蓋劑的最初功能是保溫，防止?jié)沧⑦^(guò)程中溫降過(guò)大，但隨著鋼質(zhì)量的要求越來(lái)越高，中間包覆蓋劑的冶降過(guò)大，但隨著鋼質(zhì)量的要求

2、越來(lái)越高，中間包覆蓋劑的冶金功能趨于廣泛：保溫、防止大氣對(duì)鋼水的二次氧化、吸附金功能趨于廣泛：保溫、防止大氣對(duì)鋼水的二次氧化、吸附鋼水中上浮夾雜物、不與鋼水反應(yīng)避免污染鋼水、防止鋼液鋼水中上浮夾雜物、不與鋼水反應(yīng)避免污染鋼水、防止鋼液回硫等等回硫等等 。中間包覆蓋劑的功能：中間包覆蓋劑的功能：（1）絕熱保溫防止散熱；）絕熱保溫防止散熱；（2）吸收上浮的夾雜物（如）吸收上浮的夾雜物（如Al2O3、鈣鋁酸鹽）；、鈣鋁酸鹽）；（3）隔絕空氣，防止空氣中的氧進(jìn)入鋼水，杜絕二次氧化。）隔絕空氣，防止空氣中的氧進(jìn)入鋼水，杜絕二次氧化。中包覆蓋劑中包覆蓋劑 目前常用的中間包覆蓋劑大都屬于絕熱型渣，一般可分為

3、目前常用的中間包覆蓋劑大都屬于絕熱型渣，一般可分為單一型單一型和和復(fù)合型復(fù)合型兩類(lèi)。兩類(lèi)。 單一型單一型，通常指炭化稻殼和稻殼灰，其容重小，導(dǎo)熱系數(shù)，通常指炭化稻殼和稻殼灰，其容重小，導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫效果較好。但國(guó)內(nèi)由于稻殼種類(lèi)、炭化工藝等原因，低，保溫效果較好。但國(guó)內(nèi)由于稻殼種類(lèi)、炭化工藝等原因，其炭含量較高，保溫效果雖好，但熔點(diǎn)高，不易形成液渣層，其炭含量較高，保溫效果雖好，但熔點(diǎn)高，不易形成液渣層，防止二次氧化效果差，易使鋼液增炭，粉塵也較大，貯存、運(yùn)防止二次氧化效果差，易使鋼液增炭，粉塵也較大，貯存、運(yùn)輸也不方便，目前已近于淘汰。輸也不方便，目前已近于淘汰。 復(fù)合型復(fù)合型，是由多種成分

4、組成的機(jī)械混合物。加入后會(huì)迅速，是由多種成分組成的機(jī)械混合物。加入后會(huì)迅速形成熔融層、過(guò)渡層和粉狀層，其過(guò)渡層呈蜂窩狀，疏松、多形成熔融層、過(guò)渡層和粉狀層，其過(guò)渡層呈蜂窩狀，疏松、多孔，和粉狀層一同像孔，和粉狀層一同像“棉被棉被”一樣蓋在鋼液面上，大大提高了一樣蓋在鋼液面上，大大提高了覆蓋劑的保溫性能，其液渣層可防止鋼液二次氧化，吸收鋼中覆蓋劑的保溫性能，其液渣層可防止鋼液二次氧化，吸收鋼中上浮夾雜物，所以有著很好的應(yīng)用前景。上浮夾雜物，所以有著很好的應(yīng)用前景。 1 概述概述中包覆蓋劑中包覆蓋劑中間包覆蓋劑主要有中間包覆蓋劑主要有4種類(lèi)型種類(lèi)型:（1）酸性）酸性。典型的為炭化稻殼，絕熱性能好，

5、成本低，但。典型的為炭化稻殼，絕熱性能好，成本低，但不利于吸附中間包上浮的夾雜物，在鋼渣界面有化學(xué)反應(yīng)，對(duì)不利于吸附中間包上浮的夾雜物，在鋼渣界面有化學(xué)反應(yīng)，對(duì)鋁鎮(zhèn)靜鋼不合適。鋁鎮(zhèn)靜鋼不合適。 酸性中間包覆蓋劑保溫性能較好酸性中間包覆蓋劑保溫性能較好 ，但對(duì)堿性包襯來(lái)講，侵，但對(duì)堿性包襯來(lái)講，侵蝕較嚴(yán)重，同時(shí)由于渣中蝕較嚴(yán)重，同時(shí)由于渣中Al2O3含量高，熔渣粘度增大，使吸含量高，熔渣粘度增大，使吸收收Al2O3等非金屬夾雜能力變?nèi)?。等非金屬夾雜能力變?nèi)?。?）中性）中性。典型的為。典型的為Al2O3-SiO2質(zhì)材料，有一定的熱性能，質(zhì)材料，有一定的熱性能，成本較低。成本較低。（3）堿性）堿性

6、。以以MgO或白云石為基的材料，單獨(dú)使用易結(jié)殼?；虬自剖癁榛牟牧?，單獨(dú)使用易結(jié)殼。 為了減少鋼水中夾雜物，目前中包襯普遍使用鎂質(zhì)絕熱板為了減少鋼水中夾雜物，目前中包襯普遍使用鎂質(zhì)絕熱板或鎂質(zhì)涂料，相應(yīng)地，覆蓋劑也最好使用堿性渣，但堿性渣的或鎂質(zhì)涂料，相應(yīng)地，覆蓋劑也最好使用堿性渣，但堿性渣的最大缺點(diǎn)是保溫性差，其導(dǎo)熱系數(shù)為酸性渣或中性渣的兩倍。最大缺點(diǎn)是保溫性差，其導(dǎo)熱系數(shù)為酸性渣或中性渣的兩倍。 1 概述概述（4）雙層渣：）雙層渣：底層一般為堿性渣，使用時(shí)形成液渣層以吸附夾底層一般為堿性渣，使用時(shí)形成液渣層以吸附夾雜，頂層一般為碳化稻殼，用以保溫，下層用堿性渣，吸收鋼雜，頂層一般為碳化稻殼

7、，用以保溫，下層用堿性渣，吸收鋼水中的夾雜物。這樣看似從根本上解決了問(wèn)題，但中包渣是消水中的夾雜物。這樣看似從根本上解決了問(wèn)題，但中包渣是消耗品，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，碳化稻殼也會(huì)不斷熔化而進(jìn)入下層，耗品，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，碳化稻殼也會(huì)不斷熔化而進(jìn)入下層，使渣的堿度降低，并有可能對(duì)鋼水增碳。使渣的堿度降低，并有可能對(duì)鋼水增碳。 中包覆蓋劑中包覆蓋劑表表1 國(guó)內(nèi)外一些廠家中間包覆蓋劑主要成分國(guó)內(nèi)外一些廠家中間包覆蓋劑主要成分1 概述概述中包覆蓋劑中包覆蓋劑u(1)酸性酸性 R20.5u(2)中性中性 0.5 R23；或高鎂質(zhì)；或高鎂質(zhì)MgO30%。寶鋼按堿度對(duì)中間包覆蓋劑分類(lèi)：寶鋼按堿度對(duì)中間包覆蓋劑分

8、類(lèi)：1 概述概述中包覆蓋劑中包覆蓋劑2 堿性中包覆蓋劑堿性中包覆蓋劑l 堿性中間包覆蓋劑配方的設(shè)計(jì)堿性中間包覆蓋劑配方的設(shè)計(jì) 1.1 堿性中間包覆蓋劑特點(diǎn)堿性中間包覆蓋劑特點(diǎn)根據(jù)連鑄工藝要求，一般堿性中間包覆蓋劑應(yīng)具有以下特點(diǎn)：根據(jù)連鑄工藝要求，一般堿性中間包覆蓋劑應(yīng)具有以下特點(diǎn)：（1)鋪展性良好，火苗小而均勻。鋪展性良好，火苗小而均勻。（2）初熔溫度較低，以保證能迅速形成適當(dāng)厚度的熔融層，）初熔溫度較低，以保證能迅速形成適當(dāng)厚度的熔融層，更好地隔絕空氣及吸附夾雜物等。更好地隔絕空氣及吸附夾雜物等。（3）合適的熔化速度，以保證覆蓋劑在鋼液面上能較長(zhǎng)時(shí)問(wèn)）合適的熔化速度，以保證覆蓋劑在鋼液面上能

9、較長(zhǎng)時(shí)問(wèn)地保持三層結(jié)構(gòu)，具有良好的保溫性能。特別對(duì)于多爐連澆，地保持三層結(jié)構(gòu)，具有良好的保溫性能。特別對(duì)于多爐連澆，還可減少后續(xù)爐次追加保溫劑的數(shù)量。還可減少后續(xù)爐次追加保溫劑的數(shù)量。（4）合適的粘度且不隨溫度急劇變化。）合適的粘度且不隨溫度急劇變化。（5）隨著澆注時(shí)問(wèn)延長(zhǎng)，渣面不結(jié)殼。）隨著澆注時(shí)問(wèn)延長(zhǎng)，渣面不結(jié)殼。（6）對(duì)長(zhǎng)水口、中間包內(nèi)襯侵蝕小。）對(duì)長(zhǎng)水口、中間包內(nèi)襯侵蝕小。中包覆蓋劑中包覆蓋劑2 堿性中包覆蓋劑堿性中包覆蓋劑l .2 堿性中包覆蓋劑物化指標(biāo)的設(shè)計(jì)原則堿性中包覆蓋劑物化指標(biāo)的設(shè)計(jì)原則 根據(jù)中包覆蓋劑實(shí)際使用條件，采用根據(jù)中包覆蓋劑實(shí)際使用條件，采用CaO-SiO2-MgO

10、作為基作為基本渣系，因該渣系恰好有在中間包鋼水溫度下呈液態(tài)渣的成分本渣系，因該渣系恰好有在中間包鋼水溫度下呈液態(tài)渣的成分范圍，而且范圍，而且SiO2活性最小。從渣的組成擴(kuò)展為包括活性最小。從渣的組成擴(kuò)展為包括Al2O3(作為作為第四個(gè)組成第四個(gè)組成)在內(nèi)的假四元系統(tǒng)考慮，可判定在內(nèi)的假四元系統(tǒng)考慮，可判定CaO-SiO2-MgO在在達(dá)到該組成之前能吸收的范圍較大，如圖中達(dá)到該組成之前能吸收的范圍較大，如圖中CaO-SiO2-MgO三三元相圖所示。元相圖所示。 設(shè)計(jì)的化學(xué)組成范圍在圖指定的區(qū)設(shè)計(jì)的化學(xué)組成范圍在圖指定的區(qū)域。該區(qū)域組成范圍大致為：域。該區(qū)域組成范圍大致為：Ca0：1952 SiO

11、2：2047 MgO：l643%。 中包覆蓋劑中包覆蓋劑2 堿性中包覆蓋劑堿性中包覆蓋劑1.3主要物理性能主要物理性能熔點(diǎn)檢測(cè)熔點(diǎn)檢測(cè)：采用：采用GX-高溫物性測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試。即將試樣制高溫物性測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試。即將試樣制成成33mm小圓柱，放入爐內(nèi)后，以一定速度升溫，待試樣小圓柱，放入爐內(nèi)后，以一定速度升溫，待試樣高度降低到一半時(shí)的溫度為熔化溫度。高度降低到一半時(shí)的溫度為熔化溫度。熔化速度：熔化速度：采用采用GX-高溫物性測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試。即將試樣制高溫物性測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試。即將試樣制成成33mm小圓柱，放入爐內(nèi)后，以一定速度升溫，當(dāng)爐溫小圓柱，放入爐內(nèi)后，以一定速度升溫，當(dāng)爐溫升至升至1350恒

12、溫恒溫5分鐘后，記錄試樣至全部倒塌所需的時(shí)間。分鐘后，記錄試樣至全部倒塌所需的時(shí)間。堿性覆蓋劑熔速在堿性覆蓋劑熔速在2-4min為好。為好。其他物理性能其他物理性能：其他物理性能如：其他物理性能如粘度、容重、鋪展性、粒度粘度、容重、鋪展性、粒度和水分和水分等，原則上不單獨(dú)考慮，而是設(shè)計(jì)主要物性時(shí)兼作考等，原則上不單獨(dú)考慮，而是設(shè)計(jì)主要物性時(shí)兼作考慮即可。慮即可。 一般覆蓋劑粘度應(yīng)略大些（與結(jié)晶器保護(hù)渣相比）；容一般覆蓋劑粘度應(yīng)略大些（與結(jié)晶器保護(hù)渣相比）；容重愈小，保溫效果愈好；鋪展面積愈大覆蓋劑愈均勻；粒度重愈小，保溫效果愈好；鋪展面積愈大覆蓋劑愈均勻；粒度要求要求-100目大于目大于85%

13、，水分要求，水分要求0.5%。中包覆蓋劑中包覆蓋劑2 堿性中包覆蓋劑堿性中包覆蓋劑國(guó)內(nèi)鋼廠堿性中包覆蓋劑的理化性能?chē)?guó)內(nèi)鋼廠堿性中包覆蓋劑的理化性能上述中包覆蓋劑的主要特點(diǎn)是上述中包覆蓋劑的主要特點(diǎn)是CaO+MgO含量高，吸收鋼含量高，吸收鋼水中夾雜物能力強(qiáng)。水中夾雜物能力強(qiáng)。中包覆蓋劑中包覆蓋劑3 低碳?jí)A性中包覆蓋劑低碳?jí)A性中包覆蓋劑類(lèi)型CaOMgOSiO2Al2O3CNa2CO3熔點(diǎn)長(zhǎng)冶39.474.9335.636.75.41231濟(jì)二39.427.5430.1211.024.281345實(shí)驗(yàn)室研究31.5362023.516200811.5低碳中包覆蓋劑低碳中包覆蓋劑中包覆蓋劑中包覆蓋劑

14、4 超低碳?jí)A性中包覆蓋劑超低碳?jí)A性中包覆蓋劑類(lèi)型CaOSiO2Al2O3MgOFe2O3CNa2O熔點(diǎn)超低碳 40-458-1030-351-30.5-20.9210-12.51400普通47-5514-2220-25/1.7-4/超低碳中間包覆蓋劑（鞍鋼三煉鋼）超低碳中間包覆蓋劑（鞍鋼三煉鋼）中包覆蓋劑中包覆蓋劑5 無(wú)碳?jí)A性中包覆蓋劑無(wú)碳?jí)A性中包覆蓋劑 硅鋼、汽車(chē)板鋼是高附加值的超低碳、高潔凈度的鋼硅鋼、汽車(chē)板鋼是高附加值的超低碳、高潔凈度的鋼,其其C 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在(2. 04. 0) 10 - 5 之間之間,因此因此,對(duì)中包覆蓋劑對(duì)中包覆蓋劑又提出一個(gè)要求又提出一個(gè)要求:不能對(duì)

15、鋼水增碳。不能對(duì)鋼水增碳。 目前目前,煉鋼輔助材料的煉鋼輔助材料的“無(wú)碳無(wú)碳”還沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。在結(jié)晶還沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。在結(jié)晶器保護(hù)渣的研究中器保護(hù)渣的研究中, w (C固固) 1. 0 %就已經(jīng)沒(méi)有了上述作用就已經(jīng)沒(méi)有了上述作用,但渣中只要存在但渣中只要存在,就會(huì)對(duì)鋼水增碳就會(huì)對(duì)鋼水增碳,只是增碳幅度低。一般由于只是增碳幅度低。一般由于原料中不可避免地含有少量碳質(zhì)材料原料中不可避免地含有少量碳質(zhì)材料,要求無(wú)碳保護(hù)渣或無(wú)碳要求無(wú)碳保護(hù)渣或無(wú)碳覆蓋劑中的覆蓋劑中的w (C固固) 0. 1 %。如果覆蓋劑不含碳。如果覆蓋劑不含碳,最直接的問(wèn)最直接的問(wèn)題就是覆蓋劑粉末將快速熔化題就是覆蓋劑粉末將快速熔化

16、,保溫層急劇減少保溫層急劇減少,保溫效果惡化。保溫效果惡化。所以必須有提高其保溫性的方法。所以必須有提高其保溫性的方法。 無(wú)碳覆蓋劑的研制還停留在理論階段無(wú)碳覆蓋劑的研制還停留在理論階段,應(yīng)用于生產(chǎn)的報(bào)道應(yīng)用于生產(chǎn)的報(bào)道少。少。中包覆蓋劑中包覆蓋劑5 無(wú)碳?jí)A性中包覆蓋劑無(wú)碳?jí)A性中包覆蓋劑無(wú)碳預(yù)熔中空型堿性中間包覆蓋劑無(wú)碳預(yù)熔中空型堿性中間包覆蓋劑寶鋼寶鋼設(shè)計(jì)化學(xué)成分設(shè)計(jì)化學(xué)成分設(shè)計(jì)物理性能設(shè)計(jì)物理性能實(shí)際分析化學(xué)成分實(shí)際分析化學(xué)成分實(shí)際檢測(cè)物理性能實(shí)際檢測(cè)物理性能自自 2003年初在寶鋼年初在寶鋼 60 t中間包使用至今中間包使用至今 ，中中 間包鋼水溫度平間包鋼水溫度平均均 1553 ，保溫

17、性，保溫性 良好，未發(fā)生結(jié)殼良好，未發(fā)生結(jié)殼現(xiàn)象現(xiàn)象 ；有一定的吸；有一定的吸附夾雜能力附夾雜能力 ；對(duì)包；對(duì)包襯侵蝕情況正常；襯侵蝕情況正常；單耗平均單耗平均 0.45 kg/t。 中包覆蓋劑中包覆蓋劑6 高堿度中間包覆蓋劑高堿度中間包覆蓋劑 高堿度的理論依據(jù)高堿度的理論依據(jù)3(FeO)+2Al=3Fe+(Al2O3 )0853700239.9GT 3(SiO2)+4Al=3Si+(2Al2O3 )021940035.7GT R增加，增加，F(xiàn)eO的活度系數(shù)降低的活度系數(shù)降低3(CaO)+2Al+3S=3(CaS)+(Al2O3) 增加增加CaO含量，抑制中包內(nèi)鋼水回硫含量，抑制中包內(nèi)鋼水回硫

18、CaO-SiO2-AI2O3-FeO中中FeO的的活度活度(CaO+MnO)-AI2O3-SiO2中中MnO在在1500的活度系數(shù)的活度系數(shù)覆蓋劑的堿度過(guò)高也有不利的作用。過(guò)高的堿度覆蓋劑的堿度過(guò)高也有不利的作用。過(guò)高的堿度(CaO/SiO2)降降低低FeO的活度系數(shù)但卻提高了的活度系數(shù)但卻提高了MnO的活度系數(shù)。換句話(huà)說(shuō)，的活度系數(shù)。換句話(huà)說(shuō)，高堿度阻止高堿度阻止FeO與鋼中的溶解鋁的反應(yīng)，卻有利于與鋼中的溶解鋁的反應(yīng)，卻有利于MnO與鋼中與鋼中溶解鋁的反應(yīng)。溶解鋁的反應(yīng)。中包覆蓋劑中包覆蓋劑6 高堿度中間包覆蓋劑高堿度中間包覆蓋劑 中包覆蓋劑中包覆蓋劑6 高堿度中間包覆蓋劑高堿度中間包覆蓋

19、劑 u 川崎鋼鐵公司生產(chǎn)高潔凈超低碳鋼時(shí)，使用高堿度覆蓋川崎鋼鐵公司生產(chǎn)高潔凈超低碳鋼時(shí)，使用高堿度覆蓋劑（渣中劑（渣中CaO/SiO2=6）情況下鋼中氧含量明顯低于使用低堿）情況下鋼中氧含量明顯低于使用低堿度覆蓋劑的情況。度覆蓋劑的情況。uDOFASCO公司使用高堿度覆蓋劑公司使用高堿度覆蓋劑(CaOSiO2=6和和8)+擋渣擋渣墻使中間包鋼水總氧含量達(dá)到墻使中間包鋼水總氧含量達(dá)到19x10-6。uCaston公司使用高堿度覆蓋劑公司使用高堿度覆蓋劑(CaO/SiO2=11)使中間包鋼水使中間包鋼水總氧含量從總氧含量從45x10-6 降至降至30 x10-6國(guó)內(nèi)外研制成功的高堿度中間包成分國(guó)

20、內(nèi)外研制成功的高堿度中間包成分/%CCaOSiO2Al2O3MgOCaF2Dofasco84052418/Caston2-355-583-54-65-102-3Helsinki548102510/IMEXSA/53.81022.31.6/Hoogavens/52.86.929.1/川崎川崎/62.55.720.7/寶鋼寶鋼鞍三鞍三/59.3510.819.61/中包覆蓋劑中包覆蓋劑6 高堿度中間包覆蓋劑高堿度中間包覆蓋劑 中包覆蓋劑中包覆蓋劑6 高堿度中間包覆蓋劑高堿度中間包覆蓋劑 美國(guó)阿姆科鋼鐵公司的研究結(jié)果表明：?jiǎn)为?dú)使用高堿性渣美國(guó)阿姆科鋼鐵公司的研究結(jié)果表明：?jiǎn)为?dú)使用高堿性渣（R=10.

21、5）時(shí)，渣中）時(shí)，渣中Al2O3平均僅增加平均僅增加1.5%，鋼中總氧為，鋼中總氧為24.410-4%；使用雙層渣時(shí)（頂層為碳化稻殼，底層為；使用雙層渣時(shí)（頂層為碳化稻殼，底層為（R=10.5）的高堿性渣時(shí)，渣中）的高堿性渣時(shí)，渣中Al2O3平均增加平均增加8.7%，鋼中，鋼中總氧為總氧為16.410-4%。CaO/SiO2Al2O3MgOF熔點(diǎn)/粘度1400/Pa.s4.0-8.030-50 5.0-10.0 44且熔點(diǎn)且熔點(diǎn)14001400CaO 40-70%CaO 40-70%SiOSiO2 2 0-20% 0-20%AlAl2 2O O3 3 40-60% 40-60%中包覆蓋劑中包覆蓋劑6 高堿度中間包覆蓋劑高堿度中間包覆蓋劑 中間包渣成分及堿度與澆注爐次的關(guān)系中間包渣成分及堿度與澆注爐次的關(guān)系b 中間包渣中中間包渣中MnO含量隨澆鋼爐次的變化含量隨澆鋼爐次的變化 bacc 中間包渣中中間包渣中S含量隨澆鋼爐次的變化含量隨澆鋼爐次的變化 a 中間包渣中間包渣Al2O3含量及堿度隨澆鋼爐含量及堿度隨澆鋼爐次的變化次的變化 鞍三鞍三中包覆蓋劑中包覆蓋劑7 覆蓋劑對(duì)鋼水潔凈度的影響覆蓋劑對(duì)鋼水潔凈度的影響對(duì)夾雜的吸附及對(duì)鋼中總氧的影響對(duì)夾雜的吸附及對(duì)鋼中總氧的影響澆注過(guò)程中間包覆蓋劑中澆注過(guò)程中間包覆蓋劑中Al2O3的變化的變化覆蓋劑種類(lèi)與夾雜物去除率覆