一种低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣制造技术

本发明专利技术涉及一种低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣，属于金属冶炼辅料技术领域。按重量份数计，低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣中化学成分包括33.5‑38.25重量份的CaO、25.4‑29.6重量份的SiO2、3‑6重量份的Al2O3、大于0且小于等于4重量份的Fe2O3、2‑5重量份的MgO、3.5‑9.5重量份的Na2O、4.5‑8.5重量份的F以及3‑7重量份的C。该保护渣具有适宜的碱度、熔点、粘度和配碳，合适的传热递能力和良好的填充性，能够较好地适应低镍高氮奥氏体不锈钢连铸的特性。

Mold slag for continuous casting of low nickel and high nitrogen austenitic stainless steel

The invention relates to a mold flux for low nickel and high nitrogen austenitic stainless steel continuous casting, belonging to the technical field of metal smelting auxiliary materials. The chemical composition of mold flux for low nickel and high nitrogen austenitic stainless steel continuous casting consists of 33.5_38.25 weight parts of CaO, 25.4_29.6 weight parts of SiO2, 3_6 weight parts of Al2O3, more than 0 and less than 4 weight parts of Fe2O3, 2_5 weight of MgO, 3.5_9.5 weight parts of Na2O, 4.5_8.5 weight parts of F. And 3 C weight 7. The mold flux has suitable alkalinity, melting point, viscosity and carbon distribution, suitable heat transfer capacity and good filling property, and can be well adapted to the characteristics of low nickel and high nitrogen austenitic stainless steel continuous casting.

【技术实现步骤摘要】
一种低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣
本专利技术涉及金属冶炼辅料
，且特别涉及一种低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣。
技术介绍
目前，不锈钢在国际上按组成结构分类有奥氏体，马氏体，铁素体，双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢等，但是对奥氏体的用量为最大，其中成本比较低，性能可以部分代替304奥氏体的200系列奥氏体不锈钢目前在国内发展势头强劲。我国镍资源匮乏，铬资源也不丰富，以锰-氮代镍，以氮代碳，以低镍高氮形式出现的200系列不锈钢，不仅可以降低成本，而且还有深远的战略意义。随着镍量的降低，为保持奥氏体的组织状态，必须有足够量的锰，碳，氮来增加镍当量，因此Cr-Mn-Ni-N系列不锈钢有以下特性:1)固溶处理后，抗拉强度比较高，一般为800-1100MPa。2)冷加工硬化率急剧上升，加工难度大。3)有一定的晶间腐蚀敏感性。在奥氏体不锈钢中氮和碳有许多共同特性，如增加奥氏体稳定性，能有效提高钢的冷加工强度。提高碳含量会降低不锈钢的抗晶间腐蚀性能，氮与铬的亲合力要比碳与铬的亲和力小，奥氏体钢很少见到Cr2N的析出。因此，加适量的氮能在提高钢的强度和抗氧化性能的同时，不降低不锈钢的抗晶间腐蚀性能。氮在钢中的溶解度有限，加入铬和锰能提高其溶解度，加入镍和碳减少其溶解性。通常氮以Cr-N和Mn-N合金形式加入。目前应用的含氮奥氏体不锈钢可分为控氮型，中氮型和高氮型。控氮型氮含量在0.05-0.1％，中氮型氮含量在0.1-0.4％，高氮型氮含量在0.8-1.0％，但目前一般认为氮含量>0.2％对冶炼操作极为不利。目前的高氮含量在0.2％以下。具有优良特性的低镍高氮不锈钢具有以下特点。1.正常201，202不锈钢的成分设计。2.目前低镍高氮不锈钢的实际成分。3.针对目前实际钢水成分，碳和氮，锰和镍均为奥氏体形成因素，其中碳和氮形成奥氏体的能力各占30倍的镍，60倍的锰，120倍的铜。同时氮对横裂和凹陷起决定性作用，碳含量在上限，铜、镍成分在下限，导致铸坯硬度增加，导热性降低，收缩率增大，连铸坯出现批量的角部横裂和宽面纵凹和裂纹。4.氮有改善不锈钢耐蚀性和提高强度的作用，因而用氮合金化的奥氏体不锈钢的数量和氮合金化的程度均呈与日俱增之势，同时锰的奥氏体化能力比较弱，有资料表明，铬含量小于15％时，锰的镍当量才为0.5.而在铬含量在15％以上，锰的奥氏体化已不再随锰含量而增大。因此，在铬含量大于15％的不锈钢中，若只用锰合金化不可能获得完全的奥氏体组织，必须同时加入足够的氮，再辅之低镍，才能保证稳定的奥氏体基体，形成铬锰氮或锰镍氮奥氏体不锈钢。5.增加氮含量，可提高不锈钢的强度和加工硬化倾向，并且不降低塑性。同时改善不锈钢的耐点蚀、晶腐蚀，使材料的厚度减少。用于有一定耐腐蚀要求，并要求较高强度和减轻重量的设备、结构件。6.该不锈钢保护渣的低镍、高氮难点在于，1)低镍奥氏体，镍降低后，奥氏体的硬度，抗拉强度都增加，韧性降低，易裂纹凹陷，要求保护渣控制一定的传热和一定的润滑能力。2)高氮奥氏体，随着氮含量的增加，可降低铁素体含量，提高钢的力学性能。铸坯强度增加，易出现裂纹凹陷，也需要控制一定的传热和润滑能力。3)随降镍增氮，钢种的传热系数变小，收缩率变大，要求保护渣传热性能在一定范围，保护渣的填充性要特别好，减少气隙的产生。难点在于要根据客户的拉速、断面、钢水成分、振动参数、浸入式水口位置，控制传热的程度。控制传热，主要通过控制保护渣的玻璃体与结晶体的合适比例，另外保护渣使用的基料和熔剂的种类对保护渣的填充性质量有重要影响，需要量化一定的比例。7.针对目前铸坯出现的缺陷，原来保护渣不能很好的解决该问题，需要根据钢种成分的变化，调整适宜的保护渣。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣，其能够较好地适应低镍高氮奥氏体不锈钢连铸的特性。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：本专利技术提出一种低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣，按重量份数计，低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣中化学成分包括33.5-38.25重量份的CaO、25.4-29.6重量份的SiO2、3-6重量份的Al2O3、大于0且小于等于4重量份的Fe2O3、2-5重量份的MgO、3.5-9.5重量份的Na2O、4.5-8.5重量份的F以及3-7重量份的C。本专利技术较佳实施例提供的低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的有益效果包括：本专利技术较佳实施例提供的低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣具有适宜的碱度、熔点、粘度和配碳，合适的传热递能力和良好的填充性，能够较好地适应低镍高氮奥氏体不锈钢连铸的特性。在结晶器内铺展性良好、液渣层保持在10-13mm，熔化均匀，基本没有渣条，渣耗量0.3-0.4kg/t，铸坯表面质量合格率达98％以上，裂纹凹陷比较少，铸坯修磨率5％以内，同时，未发生粘结及漏钢现象，满足低镍高氮奥氏体连铸保护渣性能的要求。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣进行具体说明。本专利技术实施例所提供的低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣，按重量份数计，低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣中化学成分例如可以包括33.5-38.25重量份的CaO、25.4-29.6重量份的SiO2、3-6重量份的Al2O3、大于0且小于等于4重量份的Fe2O3、2-5重量份的MgO、3.5-9.5重量份的Na2O、4.5-8.5重量份的F以及3-7重量份的C。本申请中，低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣中提供上述化学成分的原料可以包括玻璃粉、萤石粉、工业纯碱、碳质材料、硅灰石粉、石灰石粉、轻烧镁砂粉以及预熔料粉。由于该钢种的浇钢液相线温度一般在1425-1440℃之间，钢水过热度在30-40℃，一般浇钢温度在1460-1475℃，温度比较低。因此本申请通过配置一定的碳量，以使保护渣具有较好的保温熔化效果，同时通过配制一定的炭黑，以减少渣条的产生，使结晶器内在一定的液渣层厚度的基础上，实现熔化和消耗的平衡。较佳地中，碳质材料可以包括N220灯黑粉、鳞片石墨粉以及高品位碳粉。可选地，按重量份数计，提供上述化学成分的原料例如可以包括5-7重量份的玻璃粉、14-16重量份的萤石粉、2.5-4.5重量份的工业纯碱、1.6-2重量份的N220灯黑、0.6-1重量份的高品位碳粉、1.3-1.7重量份的鳞片石墨粉、6-7重量份的硅灰石粉、10-12重量份的石灰石粉、5-7重量份的轻烧镁砂粉以及47-48重量份的预熔料粉。其中，碳质材料按N220灯黑粉、鳞片石墨粉和高品位碳粉分别在原料中占1.6-2wt％、1.3-1.7wt％以及0.6-1wt％(优选为1.8wt％、1.5wt％以及0.8wt％)的比例配合后有利于使保护渣保持一定的保温性和合适的熔化。在基料的选择上，主要以预熔料为基料(基料既有天然的，也有人工合成的)，按硅灰石、玻璃粉以及预熔料粉分别在原料中占6-7wt本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣，其特征在于，按重量份数计，所述低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣中化学成分包括33.5‑38.25重量份的CaO、25.4‑29.6重量份的SiO2、3‑6重量份的Al2O3、大于0且小于等于4重量份的Fe2O3、2‑5重量份的MgO、3.5‑9.5重量份的Na2O、4.5‑8.5重量份的F以及3‑7重量份的C。

【技术特征摘要】
1.一种低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣，其特征在于，按重量份数计，所述低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣中化学成分包括33.5-38.25重量份的CaO、25.4-29.6重量份的SiO2、3-6重量份的Al2O3、大于0且小于等于4重量份的Fe2O3、2-5重量份的MgO、3.5-9.5重量份的Na2O、4.5-8.5重量份的F以及3-7重量份的C。2.根据权利要求1所述的低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣中化学成分包括35-37重量份的所述CaO、26-29重量份的所述SiO2、5-6重量份的所述Al2O3、1.5-2重量份的所述Fe2O3、4.5-5重量份的所述MgO、8-8.5重量份的所述Na2O、6-8.5重量份的所述F以及3-4重量份的所述C。3.根据权利要求2所述的低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣中化学成分包括36.32-36.78重量份的所述CaO、27.19-27.93重量份的所述SiO2、5.4-5.8重量份的所述Al2O3、1.6-1.8重量份的所述Fe2O3、4.6-4.8重量份的所述MgO、8.2-8.4重量份的所述Na2O、6.1-7.6重量份的所述F以及3.56-3.62重量份的所述C。4.根据权利要求1所述的低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜振宇，李晓阳，屈党军，徐金岩，马帅，陈永彦，王希彬，任义，
申请(专利权)人：西峡龙成冶金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41