[发明专利]一种方坯中低碳钢连铸结晶器保护渣及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金辅料技术领域，具体涉及一种方坯中低碳钢连铸结晶器保护渣及其生产方法。

背景技术

目前，中国钢铁消费增速放缓，钢铁产能严重过剩，原燃料价格高位运行，使钢铁行业效益变为零利率或亏损。各钢铁企业都纷纷降低各类保护渣产品的采购价格，但连铸结晶器保护渣的各类生产原料价格上涨，如何做到降本增效对保护渣企业的生存极其重要。在现有技术中，连铸结晶器保护渣都是以硅灰石、铝石、石灰石为基料，以萤石、白碱等为熔剂材料，再配加碳质材料而制作生产的，其中硅灰石、铝石、萤石材料在保护渣中占有很大比例，使用量大，大量开采会破坏生态平衡，造成环境污染，而且这些材料都属于不可再生资源，价格较为昂贵，再加上破碎、粉磨等加工费用，使得连铸结晶器保护渣的生产成本居高不下，制约了连铸结晶器保护渣的研究和发展，因此寻找成本低廉的替代材料就显得得颇为关键。

    黄磷废渣是电热法生产黄磷时排出的一种以硅酸盐为主要成份的熔融产物，目前利用黄磷废渣主要用于生产建筑材料、胶凝材料、矿化剂等，从黄磷渣的利用现状看，尽管磷渣的应用途径广泛，且磷渣作为混合材料和矿物掺合料，使用效果不低于矿渣和粉煤灰和矿渣，但总的利用率不高，我国年产磷渣五百多万，除了生产水泥中少量投用，大量黄磷废渣以堆放方式处置，浪费资源又占用大量土地，风干后黄磷废渣粉尘对周边环境危害较大，由于黄磷废渣属于硅酸盐玻璃体，堆放的黄磷废渣在雨水淋洗下，P、F逐渐溶出，深入地下，进入水源和植物体内，造成P、F污染。

 黄磷废渣的化学成分取决于生产黄磷时所用磷矿石、硅石和焦炭的化学组成和配比，磷矿石中CaO含量高低直接决定了磷渣的CaO含量，硅石与原矿石的配比量主要影响磷渣SiO₂含量和SiO₂/CaO值，受黄磷生产工艺的影响，各地磷渣的化学组成很相似。磷渣的主要成分为SiO₂、CaO、Al₂O₃，此外还含有少量的MgO、Fe₂O₃、P₂O₅、F、K₂O、Na₂O等，其中SiO₂和CaO总量一般在85%以上，且CaO的含量大于SiO₂，SiO₂、CaO含量分别约为41～42%、 42~43%，两者质量百分比基本接近1：1，从保护渣理论设计的观点CaO-SiO₂-Al₂O₃三元相图上来看，是比较理想的保护渣原料。而保护渣主要成分CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO、Fe₂O₃、Na₂O、CaF₂、Li₂O以及碳粒，CaO和SiO₂约占60%~70%，碱度通常在0.8～1.2，大量的分析结果表明，黄磷废渣的主要成份与连铸结晶器保护渣的主要成份基本相符，且黄磷厂为了提高废渣的活性以便于排渣，大多采用炉前高压水淬工艺，制得粒状废渣，黄磷渣粒级较细，0.05mm以下颗粒占86%，中值粒径0.021mm，可省去开采、破碎等加工费用，使其可以作为连铸结晶器保护渣用替代材料的首选，附加值高，又使资源利用达到最大化、合理化。粒状黄磷废渣以玻璃态为主，玻璃体含量达90%以上，潜在矿物相为硅灰石和枪晶石，此外还有部分结晶相，粒状黄磷废渣的玻璃体结构使其具有较高的潜在活性，是理想冶金连铸保护渣基料。