炭质材料及其基本特征.doc

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1、炭质材料及其基本特征炭质材料在保护渣中起着骨架的作川，对控制保护渣熔速、保持保护渣在使用中液渣层的厚度，决定保护渣熔化结构模型、调控未熔渣层的传热保温等有着决定性的影响。目前国内外连铸保护渣多采用高碳石墨、炭黑以及少量的焦炭。对丁一些特殊用保护渣，其骨架材料也有采用BN等非碳质材料的情况。1.石墨：包括鳞片石墨、土状石墨、电极石墨等。其建构为粗大片状。其中鳞片石墨呈典型的六方晶系层状结构，层间易滑移，其可磨性较其它石墨难，应用中应注意粉磨；2.炭黑：炭决非偶然是由许多姪类物质(固态、液态、或气态)经不完全燃烧或裂解生成的。它主要由碳元分析组成

2、，其微晶具有准石墨结构，其粒子是近乎球形的胶体粒子，并大都熔结成聚集体，因此，炭黑的一个突出特点即是分散困难。炭黑的种类很多，有按制造方法分类的，如：槽法炭黑、炉法炭黑；有按用途和使用特点分类的，如：橡胶用炭黑、色素炭黑、导电炭黑等。现正式纳入我国国家标准的炭黑品种有橡胶用炭黑、色素炭黑和乙烘炭黑三类。保护渣川炭黑基本上是按橡胶川炭黑的标准来选川的。炭黑的三大基本特性是粒径、结构和表面的物理化学性能。几种常用炭黑的性质列于下表品种屮超耐磨炉黑通用炉黑半补强炭黑槽法炭黑高碳石墨代号N220N660英文缩写ISAFGPFSRF平均粒径(mm)20

3、-2549〜6061-10026〜30<0.076比表面积(m2/g)109-12927〜435~25135-1556.77着火温度(°C)355-385355〜385449290>600常用炭黑的性能0^不同的炭质材料在保护渣中的作用效果是不一样的。表列出了炭黑和石墨在儿个方面的作用能力比较。选择炭黑及其配加量应根据配渣要求来确定。主要要考虑连铸操作条件、钢种等因素。炭黑、石墨在保护渣中作用效果比较作用方面效果比较隔热保温炭黑优于石墨控制熔化速度炭黑优于石墨控制熔融模模型双层结构渣多采用炭黑，三层结构保护渣多为石墨类（配炭黑＜2%）,多层结

4、构为石墨与炭黑的混合配碳保护渣铺展性相同含量下，炭黑优于石黑减缓保护渣在结晶器中的渣圈炭黑优于石墨避免增碳炭黑强于石墨防止脱碳石墨优于炭黑添加剂的作用与选择为了提高颗粒渣的颗粒强度、增加粉未的成粒能力、提高研磨保护渣的生产效率，保护渣（及其半成品料浆、渣泥）中都耍加入一些添加剂，以保护渣生产的顺行。常川的添加剂主要有结合剂、分散剂、缓凝剂、泵送剂、助磨剂等。结合剂又称粘结剂，是在保护渣成形工艺中（如园盘造粒、挤压造粒、喷雾造粒），将保护渣粉未粘结在一起，并使其产生一定强度的物质。按其化学性质可分为两类，即无机结合剂和有机结合剂「无机结合剂：硅

5、酸钙水泥、水玻璃和粘土等Y结合剂「天然有机物：淀粉、糊精、纤维素有机结合剂J纸浆废液等洽成有机物：聚乙稀醇等结合剂的结合剂机理：■水化结合：如水泥■化学结合（反应结合）：水玻璃■附着（粘附）结合：纤维素、纸浆废液等■凝聚结合■缩聚结合一促结合剂有其特定的结合机理，但有时也会有几种机理同时存在，只是主次有别而以。目前颗粒渣用的粘结剂种类很多，是根据本地区资源情况而来的。但应满足下列要求：%1所采用的粘结剂不应对保护渣性能有不良的影响；%1不应污染工作环境；%1不应在高温时合颗粒Z间烧结成块，合保护渣保温性能变坏；水玻璃作粘结剂时，在700〜90

6、0°C吋易软化，合保护渣浇注性能变坏。%1在低温时颗粒渣强度高，不粉化，而在高温时强度应低，最好能自动裂开而疏松；%1成本应低。分散剂在保护渣加工中能帮助保护渣微粒进一步粉碎、扩散的助剂。分散剂多是表面活性物质或电解质，它们在溶液中吸创刊于粒子表面，提高粒子表面的电位，增大粒子间的排斥力，释放出由微粒子组成的凝集结构中包裹的游离水，从而起着润湿和分散的作用。另一方面，由于分散剂加入料浆溶液中，能释放出凝集结构中的游离水,从而在保持料浆流动性不变的条件下，能使料浆单位用水量减少，故有时也称之为减水剂。分散剂的作用机理可从以下几方面解释：■润湿分

7、散作用■静电斥力分散作用■空间位阻与爛斥力分散作用这三种作用并有相互排斥，而是相互补充的。常用分散剂有三类：■无机电解质：如硅酸钠、苏打等；■有机高聚物:如木质素类的木质磺酸钠、木质磺酸钙、蔡系减水剂等;■表面活性剂：如疑甲基纤维素（CMC）等。在料浆中加入分散剂可大大改善料浆的悬浮特性，防止颗粒结团、沉淀、分层，稳定料浆流动特性。缓凝剂用于延缓料浆的凝结时间的助剂，主要用于含有水硬化成分的料浆中。木质磺酸盐、淀粉、甘油等均可作为缓凝剂。泵送剂有助于料浆进行管道输送、降低料浆在管道中的流动阻力的助剂。一般降低料浆粘度、有利于微粒分散的物质都可

8、作泵送剂。助磨剂用以加快粉磨速度的助剂。其作用机理是助磨剂使被磨物料表面活化，硬度降低，并防止物料表面裂纹的愈合，从而提高粉磨速度的目的。这尖物质多是一些电解质，如