连铸中间包空心颗粒无碳覆盖剂及其制备工艺 技术领域：
本发明属于钢铁冶炼领域，涉及一种中间包覆盖剂。可提高钢水质量，延长中间包使用寿命，不增碳，具有良好的保温性和铺展性，具有很好的应用前景。
技术背景：
国内外钢厂为了保持钢液温度、提高钢水质量、延长中间包使用寿命，近年来都在中间包覆盖剂的生产及应用技术方面做了大量的研究工作，并取得了显著成效。国内外钢厂的生产实践证明，空心颗粒无碳覆盖剂的性能对于有特殊要求的钢种有不可替代的作用。
无碳覆盖剂与连铸保护渣一样都是以CaO-SiO2-Al2O3为基料，Na2O、CaF2等为熔剂的一种硅酸盐材料。产品使用效果与钢种、中包大小、形状等工艺参数相匹配。
CN1778493公开了一种轻质碱性颗粒钢包覆盖剂，其特征是有下列组成物及重量百分比构成：SiO2 18％～26％；CaO 26％～34％；MgO 6％～12％；Al2O3 5％～8％；Fe2O3 0.5％～2％；固定碳18％～26％。堆比重为0.4～0.7g/cm3。该发明的不足是：钢包覆盖剂不是空心颗粒覆盖剂，保温性能明显低于空心颗粒覆盖剂；覆盖剂中固定碳为18％～26％，含碳并且碳含量高，使用过程中易造成钢水增碳。
发明内容：
本发明的一个目的是提供一种连铸中间包空心颗粒无碳覆盖剂，解决特殊要求钢种增碳问题，同时发挥在连铸过程中间包冶金作用。
本发明的另一目的是提供一种连铸中间包空心颗粒无碳覆盖剂的制备法工艺。
空心颗粒无碳覆盖剂有显著的绝热保温作用、防止钢液面结壳，隔绝空气、防止钢水二次氧化，吸收钢液面上浮的非金属夹杂物、提高钢水可浇性及钢水纯净度。
一种连铸中间包空心颗粒无碳覆盖剂，其特征是按质量百分比主要包括下列组分：
SiO2 25～35％
Al2O3 8～20％
Fe2O3 0～1.5％
CaO 25～35％
MgO 8～16％
H2O 0～0.5％
粘结剂 1～2.5％
溶剂 1～10％。
优选的，空心颗粒无碳覆盖剂为空心颗粒、不含碳、粒度在0.15～1.0mm之间的颗粒为90％-100％。
优选的，空心颗粒无碳覆盖剂堆比重：0.6g/cm3～0.9g/cm3。
优选的，空心颗粒无碳覆盖剂熔点为1350±50℃。
优选的，空心颗粒无碳覆盖剂碱度(CaO/SiO2质量比)为0.9～1.3。
优选的，上述粘结剂为羧甲基纤维素钠和玉米淀粉的混合物。
优选的，上述溶剂为Na2O、CaF2、Li2O或B2O3中的一种或多种。
所述的连铸中间包空心颗粒无碳覆盖剂的制备工艺，包括以下步骤：
(1)把所述各种原料放入球磨机磨细，粒度200目；
(2)配料，将配好的原料放入锥形搅拌器混料，混料时间12～18分钟；
(3)将混好的料放入搅拌水磨，按原料重量的40％-50％加入水，按原料重量的百分比加入粘结剂羧甲基纤维素钠和玉米淀粉，其加入量分别为1.5％和0.5％，研磨制浆，水磨时间1～1.5小时；
(4)用喷雾干燥塔制成空心颗粒，粒度在0.15～1.0mm之间的颗粒为90％-100％，水分为0～0.5％；
(5)产品包装入库。
优选的，根据工艺卡配料重量误差小于±0.3％。
覆盖剂对炼钢工艺的影响主要体现在以下几个方面：
1、覆盖剂的碱度
熔渣中碱性氧化物和酸性氧化物间的比称为熔渣的碱度。常用符号R或B来表示。碱度是反映覆盖剂吸收钢液中夹杂物能力的重要指标，同时也是反映对中间包侵蚀程度的重要指标。通常碱度大，吸收夹杂物的能力也大，同时对中间包侵蚀程度小，延长中间包使用寿命。一般我们用的为二元碱度，熔渣中酸性最强的氧化物是SiO2，碱性最强的氧化物是CaO，二元碱度是用CaO与SiO2的质量分数的比值来表示的。
R＝ω(CaO)/ω(SiO2)
2、覆盖剂的熔化温度
熔化温度主要取决于覆盖剂的成分。根据使用需要，通常用Na2O、CaF2、Li2O、B2O3等熔剂来调节。一般熔化温度控制在1200～1450℃之间。如果熔化温度过低，其保温效果不理想；太高，形不成液渣层或液渣层太薄，将降低其防止二次氧化，吸收夹杂物的能力。
3、覆盖剂中碳的作用
覆盖剂中碳的作用是降低渣的熔速，改善渣绝热保温效果，同时改善覆盖剂的烧结性，对防止钢水二次氧化有帮助，但覆盖剂中高的碳含量往往造成连铸过程钢水增碳，对低碳钢(钢中碳含量小于0.25％钢，如20CrMnTiH齿轮钢)生产过程中，覆盖剂中低的碳含量也往往造成连铸过程钢水增碳。这是连铸生产过程中必须解决的问题。
4、空心颗粒覆盖剂的作用
采用喷雾造粒生产方法使覆盖剂成空心颗粒，能形成一个绝热隔离层，可有效地降低钢水向外传热速度，起到隔热保温的作用，效果明显优于实心颗粒覆盖剂。
5、基础渣料为天然矿物(如硅灰石、石灰石等)。
6、熔剂材料为适量的Na2O、K2O、CaF2等调整覆盖剂的熔化温度。
本发明的有益效果是：该连铸中间包空心颗粒无碳覆盖剂性能具有：(1)良好的铺展性，加入后能够迅速熔化覆盖整个钢水表面，有利于避免钢水二次氧化；(2)良好的吸附夹杂物的性能，能净化钢水，提高铸坯质量；(3)保温性能良好，能明显减少钢水温度损失；(4)覆盖剂熔渣不结壳，不粘塞棒；(5)钢水不增碳。
【具体实施方式】
实施案例：
【实施例1】
称取原料硅灰石(CaO含量45％、SiO2含量50％)50kg、高铝矾土(Al2O3含量80％)14kg、镁砂(MgO含量80％)12kg、萤石(CaF2含量90％)2kg、工业纯碱(Na2O含量56％)5kg、石灰石(CaO含量48％)17kg，各原材料粒度为200目。把各种原材料放入锥形搅拌器搅料15分钟；将混好的料放入搅拌水磨，加水50kg(原料中的水含量与配水关系影响很小)加入粘结剂羧甲基纤维素钠2kg和玉米淀粉0.5kg)；研磨制浆，水磨时间1小时，然后用喷雾干燥制成空心颗粒。粒度0.15mm～1.0mm：98％左右，堆比重0.6g/cm3，H2O＜0.5％。该浇铸中间包空心颗粒无碳覆盖剂碱度(CaO/SiO2)为1.23，熔点为1300℃(实验用熔点仪器测得)产品包装入库。
【实施例2】
称取原料硅灰石(CaO：45％、SiO2：50％)54kg、高铝矾土(Al2O3：80％)14kg、镁砂(MgO：80％)12kg、萤石(CaF2：90％)1kg、工业纯碱(Na2O：56％)2kg、石灰石(CaO：48％)17kg，各原材料粒度为200目。把各种原材料放入锥形搅拌器搅料15分钟；将混好的料放入搅拌水磨，加水50kg(原料中的水含量与配水关系影响很小)加入粘结剂羧甲基纤维素钠2kg和玉米淀粉0.5kg)；研磨制浆，水磨时间1.5小时，然后用喷雾干燥制成空心颗粒。粒度0.15mm～1.0mm：95％，堆比重0.8g/cm3，H2O＜0.5％。该浇铸中间包空心颗粒无碳覆盖剂碱度(CaO/SiO2)为1.20，熔点为1350℃(实验用熔点仪器测得)产品包装入库。
【实施例3】
称取原料硅灰石(CaO：45％、SiO2：50％)57kg、高铝矾土(Al2O3：80％)14kg、镁砂(MgO：80％)12kg、石灰石(CaO：48％)17kg(称取各原材料粒度为200目)。把各种原材料(包括熔剂：萤石、镁砂、工业纯碱)放入锥形搅拌器搅料15分钟；将混好地料放入搅拌水磨，加水50kg(原料中的水含量与配水关系影响很小)加入粘结剂羧甲基纤维素钠2kg和玉米淀粉0.5kg；研磨制浆，水磨时间1小时，然后用喷雾干燥制成空心颗粒。粒度0.15mm～1.0mm：90％～100％、堆比重0.6g/cm3～0.9g/cm3、H2O＜0.5％。该浇铸中间包空心颗粒无碳覆盖剂碱度(CaO/SiO2)为1.19，熔点为1400℃(实验用熔点仪器测得)产品包装入库。