用液态游离碳制造粒状保护渣的方法及其制造和供给设备技术

本发明专利技术涉及连续铸造钢的过程中，作为辅助原料加入在模具内熔钢上部的粒状保护渣的生产过程中，制造悬浮液时将游离碳以液体状态加入的设备及其方法。本发明专利技术适用于连续铸造过程，能够得到均匀的保温效果，从而可以提高作为中间产品的凝固的固化钢壳的品质，能够解决有可能成为造成事故原因的矿渣结块过膨胀的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在熔钢内的连续铸造过程中，作为消耗性辅助原料的保护渣(mold flux)的制造方法及制造和供给在所述制造方法中所使用的液态游离碳的设备。
技术介绍
—般来说，如图1所示，保护渣涂布在作为连续铸造设备的模具(模具1)内的熔 钢6的上部。可以根据熔钢6的受热情况，将其分为下部的熔化层5、中部的烧结层4和上 部的未熔化层3。其中从模具1和固化钢壳(Solidified steel shell)之间注入熔化层 5以起到润滑固化钢壳和控制导热功能后；熔化层5以固体状态附着在凝固的固化钢壳上， 并且被从模具1下部喷射到固化钢壳上的冷却水去除并消耗掉。将从设置在模具1上部的 并作为熔钢储存器的钢包(Ladle)经过模具l的路径中凝固的作为中间产品的固化钢壳称 为铸坯(Strand)。并且根据使用周期，每个钢包可以含有2-6个钢坯。如上所述，在固化钢 壳形成铸坯的过程中，将保护渣添加在模具1内的初期凝固过程中，并且该保护渣对铸造 的进行状态和冷却后的固化钢壳产品的品质产生重要的影响。 在通过模具1时，通过熔钢注入口 7注入到模具1的熔钢6需要以均匀的厚度凝 固。 在固化钢壳的表面缺陷中，大部分为当固化钢壳的凝固速度不合适或者凝固不均 匀时，根据固化钢壳各部分的凝固速度偏差引起的应力所导致的裂缝或者为其他缺陷。为 了克服这种缺陷，提出了关于保护渣课题，即在模具l和固化钢壳之间注入的熔融的矿渣 不仅需要具有适当的润滑功能和导热功能，并且还需要具有将在模具1内注入的熔钢6保 持在适当温度的保温功能。 本专利技术的内容并非是关于作为熔融后的构成成分的保护渣物理化学性质给模具l 提供导热控制或润滑功能的内容，而是关于在保护渣未熔融状态或者在熔融过程中在熔钢 6的上部起到的保温功能的内容。 为了说明保护渣的功能，接下来说明在被保护渣覆盖的熔钢6的上部发生的放热 过程。作为熔钢6的情况下，向大气的放热过程，除了模具1的导热之外，被分为依靠从熔 钢6发射的光辐射波进行的热辐射和空气粒子之间的导热。当熔钢6的表层涂布有保护渣 时，由于与熔钢6接触的熔化层5是透明的，因此辐射波能够轻易地通过熔化层5并释放辐 射热量；由于烧结层4和未熔化层3为不透明的，因此烧结层4和未熔化层3阻断辐射波并 因而能保温，并且同时对保护渣进行熔融，在未熔化层3和烧结层4通过导热进行的放热过 程包括通过保护渣粒子之间的缝隙进行的热对流以及粒子之间的导热。通过保护渣进行的 导热及熔融过程如上所述，关于涂布层保温功能的微观说明如下 将新鲜的保护渣涂布在熔钢6的上部时，根据熔钢6的热供给和氧气供给，燃烧温 度比较低的游离碳首先进行燃烧，并且根据燃烧温度比较低的游离碳的燃烧热量和从熔钢 6所供给的热量，在构成原料中从熔点低的原料开始进行熔融，并且逐渐向高熔点的原料进 行导热。作为保护渣的游离碳的燃烧温度的范围为40(TC以上至70(rC以下。由于在游离3碳的燃烧过程中需要热量，在比其他原料的熔点更低的温度下发生燃烧的游离碳能够先被 供给热量，因此保护渣内的游离碳含量越多，整体游离碳的燃烧时间也越长。其结果导致保 护渣的熔融速度也会变慢。不仅如此，若增加游离碳的含量，则燃烧时产生的燃烧热量会越 多，从而保温效果也会上升。 通过游离碳对保护渣熔融速度的调节，来维持涂布在熔钢6上的不透明层厚度， 从而能阻断热辐射，维持与铸造速度相适的熔融矿渣层，并且能根据燃烧时产生的热量对 熔钢6起到保温作用。 为了使保护渣内的游离碳实现上述功能，根据产品来选择适当的游离碳的加入量 和均匀喷射变得尤为重要。 若保护渣内加入的游离碳含量过少，则熔融会程度过大，且使产生的不透明的未 熔化层3不足，从而增加热辐射的释放，继而可能导致熔钢6的上部凝固的问题。相反如果 游离碳的含量过多，则熔融速度过慢，因此用于润滑的熔化层5的缺乏会导致固化钢壳固 化的事故，即会产生粘结漏钢(breakout)。 对保护渣内均匀喷射游离碳的重要性的说明如下。若喷射的游离碳不均匀，则使 保护渣的熔融速度不均匀，从而使覆盖熔钢6的熔化层5的厚度也会不均匀。结果，这意味 着对熔钢6的保温效果也会不均匀。 另外一个问题是矿渣结块(矿渣结块(Slag bear) :2)的问题。矿渣结块2形成 在熔融矿渣层与模具1的铜板接触的部分，但是正常的矿渣结块2非常少以至于对制造过 程不产生任何影响。 矿渣结块2是当模具1的冲程(Stroke)大或者熔钢6的流动大的时候熔融的矿 渣以附着在模具1的壁上的状态而凝固生成的，也即是没能注入到固化钢壳和模具1之间 的附着在模具1的壁上凝固的矿渣。此时，如果保护渣内的游离碳含量是不适宜或者是不 均匀的时候，则会使得小的矿渣结块2过度膨胀。该过程为保护渣内喷射的游离碳不均匀 时，游离碳少的部分会被完全熔融，并朝注入口侧进行扩散和移动，此时游离碳的含量高的 部分将会以未熔融状态扩散并附着到小的矿渣结块2上，或者游离碳比较多的部分的熔融 会迟缓，导致烧结层4变厚，这些部分附着在矿渣结块2上，并使矿渣结块2膨胀。由于未熔 融部分比熔融部分的比重要小，因此未熔融部分附着在形成于上部的矿渣结块2上，在保 护渣内游离碳的喷射越不均匀，矿渣结块2的膨胀速度越快，因此当没有去除这些矿渣结 块时，起到润滑固化钢壳的功能的熔融矿渣的注入量不均匀会导致在表面产生裂缝，或者 更为严重时矿渣的注入被阻断导致粘结漏钢事故。在以往，铸造速度缓慢时，上述的问题发 生得比较少；但是铸造速度越来越快的现在，熔钢6向模具1内的注入加快，并且熔钢6的 流动也加快。在这种情况下，对保护渣熔融速度的控制不均匀时，上述的问题将更加严重。 实际上，对所述问题最为敏感的铸造钢种状况进行如下说明保护渣内游离碳含量不均匀 或物理化学性质不合适时，对于根据钢中碳的含量来分类的中碳钢，在凝固中的收縮率比 其他钢种高，因此在初期凝固时，保护渣产生的影响会表现在制造状况和固化钢壳品质上。 因此保温不均匀时，会产生收縮偏差，根据矿渣结块2注入的熔融矿渣不均匀，会增加产生 裂缝的危险。因这种理由，对关于在保护渣内均匀喷射游离碳的方法的进行了持续不断的 研究。 对在通常的保护渣制造中使用的包括游离碳在内的原料进行如下说明。 通常来说，将构成原料根据表观物理化学性质时起到的作用来进行分类， 具体来说，构成原料包括为了控制保护渣的熔融速度并且作为骨架材料(Skeleton material)的游离碳、在构成原料含量中占50%以上重量比的Ca0-Si02-Al203系的基材(CaO-Si02-Al203BaSe Material)、为了调节熔融温度及粘度的降低而添加的熔材(Melting Material)以及其他添加物。 存在于保护渣内的碳可以分为在原料中以化学结合状态存在的碳(例如CaC03、 Na2C03、 Li2C03、 MgC03)和如上所述的用于本专利技术的游离碳。在保护渣领域中所指的碳一般 来说均为游离碳。游离碳主要根据在煤或焦炭中除水分、煤灰(Ash)和挥发分等中的碳粒 子的大小来进行分类的。 根据粒子的大小，用于保护渣的游离碳可分为粗粒(Coarse particle)游离碳和细粒(Fine particle)游离碳。根据游离碳的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用液态游离碳来制造粒状保护渣的方法，其特征在于，该方法包括：在用于制造悬浮液的螺旋搅拌机的外部制造液态游离碳的步骤；以及将所制造的液态游离碳供给至所述用于制造悬浮液的螺旋搅拌机的步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：梁承万，李东莹，金勋奎，
申请(专利权)人：斯多佰格三一株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]