钢包保温剂制备工艺及钢包保温剂
技术领域
[0001] 本
发明涉及炼钢技术领域，尤其涉及炼钢生产过程中
钢水保温领域，更具体地涉及钢包保温剂制备工艺及及利用该制备工艺生产制得的钢包保温剂。
背景技术
[0002] 炼钢生产过程中，为了保证钢水能顺利浇铸成合格钢锭或钢坯，钢水必须具有合适的
温度。而且，为了避免钢包内的钢水直接裸露在空气中而造成二次
氧化，致使浇铸过程中的钢水温降过快，必须在钢水
冶炼终了或精炼结束后向钢水表面加入一定量的钢包保温剂进行保温。
[0003] 钢包保温剂是加在钢水表面的一种以绝热保温为其主要性能的保温材料，必须具有三个基本功能：1、在液态上保持一层保温、绝热的物层，阻止钢水向空气
辐射热量，保温性能是钢包保温剂最重要的技术指标；2、隔绝钢水与周围空气的
接触，避免钢水的二次氧化；3、不侵蚀或少侵蚀钢包包衬，浇注完毕后不结壳，易从钢包包衬上脱落。
[0004] 目前钢厂使用的钢包保温剂主要为
碳化稻壳，碳化稻壳因其保温效果好，成本低廉而受青睐，但是其固定碳含量较高，只能用于高
碳钢的保温剂，使用范围窄，铺展效果不好，同时由于碳化稻壳比重轻，在钢水浇铸结束后进行钢包翻包操作时易飞扬，造成生产环境内粉尘含量高，污染环境，另外由于稻壳碳含量高，易导电，容易造成
电缆失火损伤。
[0005] 随着市场对钢
铁质量要求的不断提高以及国家对环保要求也越来越严格，碳化稻壳作为钢包保温剂已经不能适应特殊钢冶炼生产的要求，开发新型的钢包保温剂成为炼钢生产领域中亟待解决的问题。
发明内容
[0006] 为了克服
现有技术中以碳化稻壳为代表的的钢包保温剂的
缺陷，本发明提出一种钢包保温剂制备工艺及利用该制备工艺生产制得的钢包保温剂。
[0007] 在本发明的一个方面，提供了一种钢包保温剂制备工艺，包括如下步骤：
[0008] S1)备料，选择
铝矾土赤泥和
石墨作为原料，并将原料进行干燥处理；
[0009] S2)混料，将铝矾土赤泥与石墨混合均匀形成中间混合物，其中铝矾土赤泥的重量百分含量为80～90％，石墨的重量百分含量为10～20％；
[0010] S3)添加配料，向步骤S2中得到的所述中间混合物中添加膨胀剂和粘结剂，然后混合均匀形成最终混合物，其中膨胀剂占所述中间混合物质量分数为0.8～1.5％，粘结剂占所述中间混合物质量分数为0.5～1.2％；
[0011] S4)
造粒，将步骤S3中得到的所述最终混合物制作成球状颗粒，颗粒的粒度范围控制为1～3mm，制得钢包保温剂成品。
[0012] 优选地，在上述钢包保温剂制备工艺中，在所述步骤S4中，采用
挤压造粒机对所述最终混合物进行挤压造粒。
[0013] 优选地，在上述钢包保温剂制备工艺中，在所述步骤S3中，所述膨胀剂选用干燥处理后的
酸化石墨，所述粘结剂选用羧甲基
纤维素钠。
[0014] 优选地，在上述钢包保温剂制备工艺中，在所述步骤S2中，铝矾土赤泥的重量百分含量控制为80％，石墨的重量百分含量控制为20％；在所述步骤S3中，酸化石墨占所述中间混合物质量分数控制为0.8％，羧甲基
纤维素钠占所述中间混合物质量分数控制为0.5％。
[0015] 优选地，在上述钢包保温剂制备工艺中，在所述步骤S2中，铝矾土赤泥的重量百分含量控制为85％，石墨的重量百分含量控制为15％；在所述步骤S3中，酸化石墨占所述中间混合物质量分数控制为1.1％，
羧甲基纤维素钠占所述中间混合物质量分数控制为0.8％。
[0016] 优选地，在上述钢包保温剂制备工艺中，在所述步骤S2中，铝矾土赤泥的重量百分含量控制为90％，石墨的重量百分含量控制为10％；在所述步骤S3中，酸化石墨占所述中间混合物质量分数控制为1.5％，羧甲基纤维素钠占所述中间混合物质量分数控制为1.2％。
[0017] 在本发明的另一个方面，提供了一种钢包保温剂，所述钢包保温剂利用本发明的上述钢包保温剂制备工艺生产制得，所述钢包保温剂的化学成分及重量百分含量为：15.59～17.54％的CaO，15.12～17.01％的SiO2，22.73％～25.57％的Al2O3，1.32～1.49％的MgO，6.68～7.52％的Fe2O3，5.64～6.35％的Na2O，8～16％的C，其他为不可避免的杂质，所述钢包保温剂为球状颗粒形式，颗粒的粒度范围为1～3mm。
[0018] 优选地，在上述钢包保温剂中，所述钢包保温剂的化学成分及重量百分含量为：15.59％的CaO，15.12％的SiO2，22.73％的Al2O3，1.32％的MgO，6.68％的Fe2O3，5.64％的Na2O，8％的C，其余为不可避免的杂质。
[0019] 优选地，在上述钢包保温剂中，所述钢包保温剂的化学成分及重量百分含量为：16.57％的CaO，16.07％的SiO2，24.15％的Al2O3，1.40％的MgO，7.10％的Fe2O3，5.99％的Na2O，12％的C，其余为不可避免的杂质。
[0020] 优选地，在上述钢包保温剂中，所述钢包保温剂的化学成分及重量百分含量为：17.54％的CaO，17.01％的SiO2，25.57％的Al2O3，1.49％的MgO，7.52％的Fe2O3，6.35％的Na2O，16％的C，其余为不可避免的杂质。
[0021] 本发明的钢包保温剂制备工艺以及利用该钢包保温剂制备工艺生产制得的钢包保温剂充分有效地利用了现有资源，降低了生产成本，解决了环保问题，且具有极佳的铺展性能和保温效果。
具体实施方式
[0022] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体
实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023] 本发明的钢包保温剂制备工艺包括以下步骤：
[0024] S1)备料，选择铝矾土赤泥和石墨作为原料，将原料进行干燥处理，降低原料所含的水分；
[0025] S2)混料，将铝矾土赤泥与石墨混合均匀形成中间混合物，其中铝矾土赤泥的重量百分含量为80～90％，石墨的重量百分含量为10～20％；
[0026] S3)添加配料，向步骤S2中得到的铝矾土赤泥和石墨的中间混合物中添加膨胀剂和粘结剂，然后混合均匀形成最终混合物，其中膨胀剂占中间混合物质量分数为0.8～1.5％，粘结剂占中间混合物质量分数为0.5～1.2％；
[0027] S4)造粒，将步骤S3中得到的最终混合物通过造粒设备制作成球状颗粒，颗粒的粒度范围控制为1～3mm，制得钢包保温剂成品。
[0028] 在本发明的钢包保温剂制备工艺中，优选地在步骤S2中，铝矾土赤泥的重量百分含量为85％，石墨的重量百分含量为15％，并且石墨中的C含量≥80％。
[0029] 在本发明的钢包保温剂制备工艺中，优选地在步骤S3中，膨胀剂选用干燥处理后的酸化石墨，粘结剂选用羧甲基纤维素钠。进一步优选地在步骤S3中，酸化石墨占中间混合物质量分数为1.1％，羧甲基纤维素钠占中间混合物质量分数为0.8％
[0030] 在本发明的钢包保温剂制备工艺中，优选地在步骤S4中，采用挤压造粒机对最终混合物进行挤压造粒。
[0031] 在本发明的钢包保温剂制备工艺中，铝矾土赤泥是主要原料，而我国铝矾土的资源丰富，每年因铝矾土的选矿而产生大量的赤泥，不仅污染环境且占用大面积土地，成为地方企业的严重负担，因此本发明的钢包保温剂制备工艺充分有效地利用了现有资源，同时还一定程度上解决了环保问题。
[0032] 在本发明的钢包保温剂制备工艺中，另一种原料石墨是炭质材料，具有控制熔融模型、阻遏物料过度
烧结、以及作为发热剂的作用，石墨中的碳与钢水及钢渣中的氧发生反应释放部分热量，可以起到弥补钢水
热损失的功效，同时碳和氧反应的产物为气体，不会对钢水造成污染。
[0033] 在本发明的钢包保温剂制备工艺中，酸化石墨作为膨胀剂，使得在钢包保温剂加入钢包后受
热能迅速膨胀铺展开来，为钢包保温剂的铺展提供动
力保障，有助于提高钢包保温剂的铺展性能。而且，羧甲基纤维素钠作为粘结剂，有利于原料的混匀和造粒，由此在造粒步骤后利用球状颗粒流动性好的优点，进一步提高钢包保温剂的铺展性能。
[0034] 在本发明的钢包保温剂制备工艺中，挤压造粒使得球状颗粒形式的钢包保温剂的比重较现有技术中的碳化稻壳更大，由此在钢水浇铸结束后进行钢包翻包过程时不易发生飞扬，明显减轻对操作环境的污染。
[0035] 利用本发明的钢包保温剂制备工艺生产制得的钢包保温剂的主要原料如上所述包括铝矾土赤泥、石墨、作为膨胀剂的酸化石墨以及作为粘结剂的羧甲基纤维素钠，其化学成分及重量百分含量为：15.59～17.54％的CaO，15.12～17.01％的SiO2，22.73％～25.57％的Al2O3，1.32～1.49％的MgO，6.68～7.52％的Fe2O3，5.64～6.35％的Na2O，8～16％的C，其他为不可避免的杂质。而且，本发明的钢包保温剂为球状颗粒形式，颗粒的粒度范围为1～3mm。
[0036] 本发明的钢包保温剂制备工艺以及利用该钢包保温剂制备工艺生产制得的钢包保温剂具有有如下优点：1.本发明的钢包保温剂具有极佳的铺展性能和保温效果，能够有效起到良好的
隔热保温作用；2.本发明的钢包保温剂对操作环境的污染显著减轻，使用时不会对环境和员工健康造成危害；3.本发明的钢包保温剂生产工艺简单，原料来源丰富，价格便宜，生产成本低，可以降低炼钢生产的成本。总之，本发明的钢包保温剂制备工艺以及利用该钢包保温剂制备工艺生产制得的钢包保温剂充分有效地利用了现有资源，降低了生产成本，解决了环保问题，且具有极佳的铺展性能和保温效果。
[0037] 具体实施例
[0038] 实施例1：一种钢包保温剂的制备工艺，包括以下步骤：
[0039] 1)将所需原料铝矾土赤泥、石墨进行干燥处理，降低其所含水分；
[0040] 2)将铝矾土赤泥和石墨混合均匀，其中铝矾土赤泥的重量百分含量为80％，石墨的重量百分含量为20％；
[0041] 3)向步骤2)得到的铝矾土赤泥和石墨的混合物中，加入占该混合物质量分数为0.8％的干燥处理后酸化石墨，加入占该混合物质量分数0.5％的羧甲基纤维素钠，然后混合均匀；
[0042] 4)将步骤3)得到的混合物通过挤压造粒机制作成球状颗粒，所造颗粒的粒度范围为1～3mm，制得钢包保温剂成品。
[0043] 利用上述实施例1的钢包保温剂的制备工艺生产制得的钢包保温剂，其化学成分及重量百分含量为：15.59％的CaO，15.12％的SiO2，22.73％的Al2O3，1.32％的MgO，6.68％的Fe2O3，5.64％的Na2O，8％的C，其余为不可避免的杂质。
[0044] 实施例2：一种钢包保温剂的制备工艺，包括以下步骤：
[0045] 1)将所需原料铝矾土赤泥、石墨进行干燥处理，降低其所含水分；
[0046] 2)将铝矾土赤泥和石墨混合均匀，其中铝矾土赤泥的重量百分含量为85％，石墨的重量百分含量为15％；
[0047] 3)向步骤2)得到的铝矾土赤泥和石墨的混合物中，加入占该混合物质量分数为1.1％的干燥处理后酸化石墨，加入占该混合物质量分数0.8％的羧甲基纤维素钠，然后混合均匀；
[0048] 4)将步骤3)得到的混合物通过挤压造粒机制作成球状颗粒，所造颗粒的粒度范围为1～3mm，制得钢包保温剂成品。
[0049] 利用上述实施例2的钢包保温剂的制备工艺生产制得的钢包保温剂，其化学成分及重量百分含量为：16.57％的CaO，16.07％的SiO2，24.15％的Al2O3，1.40％的MgO，7.10％的Fe2O3，5.99％的Na2O，12％的C，其余为不可避免的杂质。
[0050] 实施例3：一种钢包保温剂的制备工艺，包括以下步骤：
[0051] 1)将所需原料铝矾土赤泥、石墨进行干燥处理，降低其所含水分；
[0052] 2)将铝矾土赤泥和石墨混合均匀，其中铝矾土赤泥的重量百分含量为90％，石墨的重量百分含量为10％；
[0053] 3)向步骤2)得到的铝矾土赤泥和石墨的混合物中，加入占该混合物质量分数为1.5％的干燥处理后酸化石墨，加入占该混合物质量分数1.2％的羧甲基纤维素钠，然后混合均匀；
[0054] 4)将步骤3)得到的混合物通过挤压造粒机制作成球状颗粒，所造颗粒的粒度范围为1～3mm，制得钢包保温剂成品。
[0055] 利用上述实施例3的钢包保温剂的制备工艺生产制得的钢包保温剂，其化学成分及重量百分含量为：17.54％的CaO，17.01％的SiO2，25.57％的Al2O3，1.49％的MgO，7.52％的Fe2O3，6.35％的Na2O，16％的C，其余为不可避免的杂质。
[0056] 本发明的钢包保温剂(实施例1、2、3)与现有技术的碳化稻壳钢包保温剂(对比例)使用效果的对比：
[0057] 在钢水精炼结束起吊至铸机之前，在四个钢包内分别加入200kg的对比例钢包保温剂、实施例1钢包保温剂、实施例2钢包保温剂、实施例3钢包保温剂，确保钢水表面被全部
覆盖，将各钢包内的钢包保温剂保温
失效时间、钢水降温速率以及钢包保温剂铺展状况进行检测，具体对比实验结果如下：
[0058]检测项目 对比例 实施例1 实施例2 实施例3
保温失效时间(min) 45 50 57 60
钢水降温速率(℃/min) 0.42 0.40 0.38 0.35
铺展状况(％) 70 98 99 99
[0059] 由以上对比试验可以明显看到，本发明的钢包保温剂能够在钢水表面迅速铺展开，形成大面积的均匀
覆盖层，保温效果好，铺展性能优，能够有效起到良好的隔热保温作用，同时本发明的钢包保温剂避免了传统碳化稻壳的粉尘污染问题，使用时不会对环境和员工健康造成危害。
[0060] 需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0061] 还需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的范围。
