CN103785808A - 一种奥氏体抗菌不锈钢用结晶器保护渣 - Google Patents

一种奥氏体抗菌不锈钢用结晶器保护渣 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种奥氏体抗菌不锈钢用连铸结晶器保护渣，其碱度为1.0～1.1，能够获得很好控制传热效果，满足奥氏体抗菌不锈钢收缩特性的需要；粘度定为1300℃时0.10～0.18Pa.s，使保护渣液渣更均匀流入到坯壳与结晶器铜板缝隙，润滑铸坯，满足结晶器保护渣消耗量，粘度主要通过Al2O3、MgO和F-来控制；熔点为1130℃～1190℃，使保护渣热阻增大、结晶器保护渣传热均匀指数增加，不易产生裂纹；本发明原料易得，成本相对较低；经现场试验，保护渣化渣均匀稳定，产出的铸坯边部凹陷率降低9.5%～19%左右，改善了铸坯质量，确保了钢厂工艺顺行。

Description

一种奥氏体抗菌不锈钢用结晶器保护渣
技术领域
本发明属于炼钢辅料制备技术领域，具体涉及一种奥氏体抗菌不锈钢用结晶器保护渣。
背景技术
  抗菌不锈钢是指在某种成分的不锈钢中加入适量有抗菌效果的化学元素（如铜、银），经过抗菌性处理后，使它具有稳定的加工性和良好抗菌性的一种新型不锈钢。抗菌不锈钢的研制成功，为抗菌制品发展提供了广阔空间。  抗菌不锈钢产品的发展潜力巨大，市场前景极为广阔，但奥氏体抗菌不锈钢需要在普通不锈钢的基础上增加铜、银成分，连铸生产过程容易出现凹坑、振痕深、网状裂纹等缺陷，使不锈钢连铸生产难以顺利进行。
奥氏体不锈钢钢水的质量百分成分标准要求如下表所示：
Figure 2014100683200100002DEST_PATH_IMAGE001
由上表所提供抗菌不锈钢的化学成分可见，钢水中碳含量都比较低，这类钢种初生坯壳中P、S偏析小，初生坯壳强度高，凝固生长较均匀，坯壳与结晶器铜板间隙较小，结晶器保护渣不易流入，易造成铸坯振痕较深。另外，Cu、Ag元素含量较高，Cu的熔点为1083.4℃，Cu熔化冷却时会沿奥氏体晶界渗透，容易富集在结晶前沿的液相中阻止固相晶界的形成，导致晶界周围产生网状裂纹，Ag的熔点为960 ℃，Ag固熔在不锈钢中更容易出现铸坯表面裂纹。为了解决抗菌不锈钢在连铸过程中连铸坯易产生振痕深、网状裂纹、纵裂纹等缺陷。除了改进浸入式水口设计,钢液面自动控制及优化结晶器及其振动方式等方面工作外,还需要着重对结晶器保护渣进行深入研究。目前国内的保护渣生产厂家中，尚没有一个性能稳定的保护渣可以很好的适应奥氏抗菌不锈钢的生产。因此，研究开发抗菌不锈钢用结晶器保护渣已是当前连铸生产所亟待解决的课题。
发明内容
本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种能够适应奥氏体抗菌不锈钢连铸生产的连铸结晶器保护渣，采用该保护渣制得的奥氏体抗菌不锈钢铸坯边部凹陷率明显降低、铸坯质量提高。
一种奥氏体抗菌不锈钢用连铸结晶器保护渣，其由如下质量份的原材料制得：玻璃粉2～6 份、硅灰石45～60份、碳黑2.5份、石墨1～2份、萤石4～8份、碳酸钠5～9份、水泥熟料5～9份、方解石5～7份、氟化钠3.5～5.5份、铝矾土2.5～4.5份、轻烧镁砂2.5～5.5份、钠长石6～8份、粘合剂1.2份。
所述奥氏体抗菌不锈钢用连铸结晶器保护渣，其化学成分质量百分比为：CaO：34%～36.3%，SiO2 ：33%～34%，MgO：2%～6％，Al2O3：3%～8%，Na2O：3%～12％，C：3%～6%，F-＜8%，余量：杂质。
所述奥氏抗菌不锈钢用连铸结晶器保护渣碱度即CaO/SiO2为1.0～1.1，熔点1130℃～1190℃，1300℃下粘度0.1～0.18Pa.s，熔化速率为30～45s。
所述粘合剂是由糊精、植物淀粉、羧甲基纤维素钠中的一种或几种组成。
本发明的有益效果为：
1）本发明保护渣的碱度即CaO/SiO2为1.0～1.1，该设计是针对抗菌不锈钢的钢种特性及收缩特性，通过影响保护渣的粘温特性、吸收夹杂性能、结晶性能并进而影响传热性能；随着结晶器保护渣碱度的增加，其析晶倾向增大，在碱度大于1.0以后其析晶比例向粗大方向发展，从而能控制连铸坯向结晶器铜板传热，但是过高的碱度对润滑是不利的，故碱度为1.0～1.1，能够获得很好控制传热效果，满足奥氏体抗菌不锈钢收缩特性的需要。
2）考虑到抗菌不锈钢液相线温度较低、熔化条件恶劣，熔点设计为1130℃～1190℃，比常规保护渣稍高，这样增加了结晶器内初生坯壳与结晶器铜板壁之间的固态渣膜厚度，使保护渣热阻增大、结晶器保护渣传热均匀指数增加，同时确保了不易产生裂纹。而Na2O就是主要用来调节结晶器保护渣的熔点，是结晶器保护渣的特征元素，Na2O每增加1%，其熔点可以降低约15℃，此外还要考虑上述氧化物对结晶器保护渣粘度、玻璃态性质等影响，因此选择Na2O的加入量在5%～12%的范围内。
3）本发明保护渣的粘度范围定为1300℃时0.10～0.18 Pa.s，使保护渣液渣更均匀流入到坯壳与结晶器铜板缝隙，起到润滑铸坯的作用，以满足结晶器保护渣消耗量。粘度主要通过Al2O3、MgO和F-来控制。奥氏体抗菌不锈钢中含有大量的氧化物，保护渣吸收这些氧化物很容易变性，造成结晶器保护渣熔点、粘度升高，造成粘结漏钢事故，故保护渣中应具有3%～8%Al2O3，从而控制保护渣粘度在较低的水平，增加保护渣对夹杂物的容纳能力。MgO含量在2%～6%的范围内，可以在减低保护渣的粘度、凝固点和活化能的同时，提高结晶器保护渣的化学稳定性，明显改善结晶器保护渣的流动性能。F-在结晶器保护渣中主要起破网物作用，对结晶器保护渣的粘度影响很大，加入量过多，对浸入式水口的侵蚀破坏作用很大，氟蒸汽影响铸坯表面质量，渣中的氟溶入水系统，破坏生态环境和腐蚀设备，所以F-含量控制在8%以内。
4）3%～6%的碳含量，使结晶器保护渣配碳不致过高，熔速范围控制在30～45s，确保维持足够的液渣层厚度。
5）本发明原料易得，主要原料硅灰石、碳酸钠、水泥熟料、方解石等成本低廉，铝矾土、轻烧镁砂、钠长石、玻璃粉、萤石等用量相对较少，有利于降低成本；现场试验时吨钢渣耗量为0.32～0.42kg/T，成本相对较低。
6）经现场试验，保护渣在结晶器内火焰正常，液渣层厚度适中保持在8～12mm,化渣均匀稳定，生产出的铸坯边部凹陷率降低9.5%～19%左右，确保了钢厂工艺顺行，达到改善铸坯质量的目的。
具体实施方式
    下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例一
针对某厂的奥氏抗菌不锈钢生产的连铸结晶器保护渣，其原材料配方为：玻璃粉2份、硅灰石50份、碳黑2.5份、石墨1份、萤石6份、碳酸钠6.4份、水泥熟料6.5份、方解石6.4份、氟化钠4份、铝矾土3份、轻烧镁砂3.7份、钠长石7份、糊精1.2份。
采用常规工艺制得所述保护渣，其主要理化指标化验结果如下：CaO： 36.3%，SiO2 ： 34%，MgO：4.7％，Al2O3：5.2%，Na2O：6.3％，C：3 %，F-：7.4%，余量：杂质。
所述奥氏抗菌不锈钢用连铸结晶器保护渣碱度即CaO/SiO2为1.07，熔点1161℃，1300℃下粘度0.13Pa.s，熔化速率为38s。
实施例二
针对某厂的奥氏抗菌不锈钢生产的连铸结晶器保护渣，其原材料配方为：玻璃粉2.5份、硅灰石48份、碳黑2.5份、石墨1份、萤石5.5份、碳酸钠7.2份、水泥熟料6.3份、方解石5.4份、氟化钠4.4份、铝矾土4.1份、轻烧镁砂4.7份、钠长石7.2份、植物淀粉1.2份。
采用常规工艺制得所述保护渣，其主要理化指标化验结果如下：CaO： 36.3%，SiO2 ： 33%，MgO：5.1％，Al2O3：4.6%，Na2O：7.3，C：3.2%，F-： 6.5%，余量：杂质。
所述奥氏抗菌不锈钢用连铸结晶器保护渣碱度即CaO/SiO2为1.1，熔点1190℃，1300℃下粘度0.18Pa.s，熔化速率为45s。
实施例三
针对某厂的奥氏抗菌不锈钢生产的连铸结晶器保护渣，其原材料配方为：玻璃粉2份、硅灰石45份、碳黑2.5份、石墨1份、萤石8份、碳酸钠9份、水泥熟料5份、方解石5份、氟化钠3.5份、铝矾土2.5份、轻烧镁砂2.5份、钠长石8份、糊精0.6份、植物淀粉0.6份。
采用常规工艺制得所述保护渣，其主要理化指标化验结果如下：CaO：34%，SiO2 ： 33%，MgO：2％，Al2O3：3%，Na2O：12％，C：4.5%，F-：7.9%，余量：杂质。
所述奥氏抗菌不锈钢用连铸结晶器保护渣碱度即CaO/SiO2为1.03，熔点1170℃，1300℃下粘度0.13Pa.s，熔化速率为35s。
实施例四
针对某厂的奥氏抗菌不锈钢生产的连铸结晶器保护渣，其原材料配方为：玻璃粉6 份、硅灰石60份、碳黑2.5份、石墨2份、萤石4份、碳酸钠5份、水泥熟料9份、方解石7份、氟化钠5.5份、铝矾土4.5份、轻烧镁砂5.5份、钠长石6份、植物淀粉1份、羧甲基纤维素钠0.2份。
采用常规工艺制得所述保护渣，其主要理化指标化验结果如下：CaO：34%，SiO2 ：34%，MgO： 6％，Al2O3： 8%，Na2O：3％，C：6%，F-：4%，余量：杂质。
所述奥氏抗菌不锈钢用连铸结晶器保护渣碱度即CaO/SiO2为1.0，熔点1130℃，1300℃下粘度0.1Pa.s，熔化速率为30s。
将上述四个实施例制得的保护渣，在某厂进行试验, 使用过程中，保护渣在结晶器内火焰正常，试验所用连铸机的工艺参数如下表所示：
Figure 2014100683200100002DEST_PATH_IMAGE002
试验210*1550mm2奥氏体抗菌不锈钢的浇铸工艺参数如下表所示：
Figure 2014100683200100002DEST_PATH_IMAGE003
试验测定数据，统计平均如下：
Figure 2014100683200100002DEST_PATH_IMAGE004
由上表可知，液渣层厚度适中，保持在8～12mm,吨钢渣耗量为0.32～0.42kg/T，生产出的铸坯边部凹陷率降低了9.5～19%，达到确保钢厂工艺顺行和改善铸坯质量的目的。

Claims (4)

1.一种奥氏体抗菌不锈钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述保护渣由如下质量份的原材料制得：玻璃粉2～6 份、硅灰石45～60份、碳黑2.5份、石墨1～2份、萤石4～8份、碳酸钠5～9份、水泥熟料5～9份、方解石5～7份、氟化钠3.5～5.5份、铝矾土2.5～4.5份、轻烧镁砂2.5～5.5份、钠长石6～8份、粘合剂1.2份。
2.如权利要求1所述奥氏体抗菌不锈钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述保护渣化学成分及质量百分含量为：CaO：34%～36.3%，SiO2 ：33%～34%，MgO：2%～6％，Al2O3：3%～8%，Na2O：3%～12％，C：3%～6%，F-＜8%，余量：杂质。
3.如权利要求1所述奥氏抗菌不锈钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于：所述保护渣碱度碱度即CaO/SiO2为1.0～1.1，熔点1130℃～1190℃，1300℃下粘度0.1～0.18Pa.s，熔化速率为30～45s。
4.如权利要求1所述奥氏抗菌不锈钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于：所述粘合剂是由糊精、植物淀粉、羧甲基纤维素钠中的一种或几种组成。
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