中间包覆盖剂.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2,*,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,1,2,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,Al,2,O,3,、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。,2,2025/3/28 周五,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,3,2025/3/28 周五,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,Al,2,O,3,含量高，熔渣粘度增大，使吸收,Al,2,O,3,等非金属夹杂能力变弱。,（,2,）中性,。典型的为,Al,2,O,3,-SiO,2,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,4,2025/3/28 周五,（,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,5,2025/3/28 周五,中包覆盖剂,(1),酸性,R,2,0.5,(2),中性,0.5,R,2,3,；或高镁质,MgO30%,。,宝钢按碱度对中间包覆盖剂分类：,1,概述,6,2025/3/28 周五,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。,7,2025/3/28 周五,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-SiO,2,-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,SiO,2,活性最小。从渣的组成扩展为包括,Al,2,O,3,(,作为第四个组成,),在内的假四元系统考虑，可判定,CaO-SiO,2,-MgO,在达到该组成之前能吸收的范围较大，如图中,CaO-SiO,2,-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,SiO,2,：,20,47,MgO,：,l6,43%,。,8,2025/3/28 周五,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,33mm,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,33mm,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%,。,9,2025/3/28 周五,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。,10,2025/3/28 周五,中包覆盖剂,3,低碳碱性中包覆盖剂,类型,CaO,MgO,SiO,2,Al,2,O,3,C,Na,2,CO,3,熔点,长冶,39.47,4.93,35.63,6.7,5.4,1231,济二,39.42,7.54,30.12,11.02,4.28,1345,实验室研究,31.5,36,20,23.5,16,20,0,8,11.5,低碳中包覆盖剂,11,2025/3/28 周五,中包覆盖剂,4,超低碳碱性中包覆盖剂,类型,CaO,SiO,2,Al,2,O,3,MgO,Fe,2,O,3,C,Na,2,O,熔点,超低碳,40-45,8-10,30-35,1-3,0.5-2,0.92,10-12.5,1400,普通,47-55,14-22,20-25,/,1.7-4,/,超低碳中间包覆盖剂（鞍钢三炼钢）,12,2025/3/28 周五,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。,13,2025/3/28 周五,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,60 t,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,0.45 kg/t,。,14,2025/3/28 周五,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)+2Al=3Fe+(Al,2,O,3,),3(SiO,2,)+4Al=3Si+(2Al,2,O,3,),R,增加，,FeO,的活度系数降低,3(CaO)+2Al+3S=3(CaS)+(Al,2,O,3,),增加,CaO,含量，抑制中包内钢水回硫,15,2025/3/28 周五,CaO-SiO,2,-AI,2,O,3,-FeO,中,FeO,的活度,(CaO+MnO)-AI,2,O,3,-SiO,2,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/SiO,2,),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,16,2025/3/28 周五,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/SiO,2,=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,SiO,2,=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/SiO,2,=11),使中间包钢水总氧含量从,45x10,-6,降至,30 x10,-6,17,2025/3/28 周五,国内外研制成功的高碱度中间包成分,/%,C,CaO,SiO,2,Al,2,O,3,MgO,CaF,2,Dofasco,8,40,5,24,18,/,Caston,2-3,55-58,3-5,4-6,5-10,2-3,Helsinki,5,48,10,25,10,/,IMEXSA,/,53.8,10,22.3,1.6,/,Hoogavens,/,52.8,6.9,29.1,/,川崎,/,62.5,5.7,20.7,/,宝钢,鞍三,/,59.35,10.8,19.61,/,/,中包覆盖剂,6,高碱度中间包覆盖剂,18,2025/3/28 周五,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,Al,2,O,3,平均仅增加,1.5%,，钢中总氧为,24.410,-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,Al,2,O,3,平均增加,8.7%,，钢中总氧为,16.410,-4,%,。,CaO/SiO,2,Al,2,O,3,MgO,F,熔点,/,粘度,1400/Pa.s,4.0-8.0,30-50,5.0-10.0,4,且熔点,1400,CaO 40-70%,SiO,2,0-20%,Al,2,O,3,40-60%,20,2025/3/28 周五,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,Al,2,O,3,含量及碱度随浇钢炉,次的变化,鞍三,21,2025/3/28 周五,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,Al,2,O,3,的变化,覆盖剂种类与夹杂物去除率,A,炭化稻壳，,R,0,；,BR,0.26,；,CR,0.94,；,D,双层渣，,R,0.94,。,22,2025/3/28 周五,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)+2Al=(Al,2,O,3,)+3Fe (1),3(MnO)+2Al=(Al,2,O,3,)+3Mn (2),覆盖剂及内衬材料中,SiO,2,的存在是钢,水二次氧化的重要因素,故将发生以下反应,:,4/3Al+(SiO,2,)=Si+2/3(Al,2,O,3,),23,2025/3/28 周五,中包覆盖剂,8,稀土氧化物,稀土在钢铁中的应用经历了很长的发展过程,它对钢液的净化作用、夹杂物变性作用以及微合金化作用已经为人们所肯定。用稀土处理钢液的确是可以提高钢质量的,1,种手段。,稀土氧化物对 中间包覆盖剂和实验室合成渣粘度的影响的试验表明，当稀土氧化 物含量不大于,10%,时，具有降低覆盖剂高温粘度 的功能，当稀土氧化物含量接近,20%,时，会显著增大覆盖剂粘度。,24,2025/3/28 周五,