CN108160960A - 一种400不锈钢用连铸结晶器保护渣 - Google Patents

Abstract

本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种400不锈钢用连铸结晶器保护渣。一种超低碳钢400不锈钢用连铸结晶器保护渣，其化学成分及其重量百分含量为：CaO 35％～40％、SiO₂ 40%～48％、Al₂O₃ 2.0%～4.0%、Na₂O 8%～10％、F^‑5%～8%和C_固1%～2％。本发明各化学成分配合使用，在既保证保温作用的同时，又保持合适的熔化速度，所得铸坯表面光滑、振痕规律，无凹陷等质量问题。

Description

一种400不锈钢用连铸结晶器保护渣

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种400不锈钢用连铸结晶器保护渣。

背景技术

400系不锈钢是一种无镍 、低镍型不锈钢 ,而且其成型性、耐蚀性、抗氧化性良好,被称为 “经济型”不锈钢 ,引起了各国重视, 应用范围也越来越广泛。与奥氏体不锈钢比, 400系铁素体不锈钢的强度高 ,冷加工硬化倾向低等优点。行业已证明，在许多原先认为只能采用奥式体不锈钢的应用领域，铁素体不锈钢是一种极为优异的替代材料。随着连铸工艺技术的进步，其相关技术也得到了进一步的发展。400系不锈钢在室温、低温韧性差,缺口敏感性高 , 对晶间腐蚀比较敏感等缺点也在进一步改善，使这类钢得到广泛应用。目前，该类钢种在连铸过程中容易出现由结晶器液面波动引起铸坯表面形成多种缺陷的质量问题。

连铸结晶器保护渣作为一种连铸辅助材料在连铸过程中的重要性愈渐明显，对连铸工艺的顺行以及连铸坯的表面质量有直接的影响和明显的作用。由于400钢种的特殊性，铸坯表面更容易出现凹陷，严重影响铸坯表面质量，通过修磨，降低了材料的收得率。连铸过程使用物化性能适宜的保护渣可以改善铸坯表面质量，稳定连铸生产操作，提高企业的经济效益。

公开号为CN107297475A的专利文献公开一种高铝钢连铸结晶器用无氟保护渣；所述保护渣由以下质量百分比含量的氧化物组分组成：CaO30％～45％，SiO₂10％～25％，Al₂O₃20％～35％，MgO2％～10％，B₂O34％～10％，(Na₂O+Li₂O)8％～15％，1.1≤CaO/(SiO₂+Al₂O₃)≤1.3，3.5≤CaO/B₂O₃≤7，1≤SiO₂/B₂O₃≤1.7。该类保护渣渣钢反应程度较低，结晶性能良好，结晶矿相主要为硼硅酸钙。形成的硼硅酸钙能固定保护渣熔体中的SiO₂，因此从反应动力学上减弱其与钢中Al元素的反应，极大提高了保护渣稳定性；且硼硅酸钙晶体可有效地控制保护渣的传热效果。

其中的成分比较复杂，而且针对高铝钢，无法解决现有技术中400系不锈钢存在的技术问题。

公开号为CN107282903A的专利文献公开一种超低碳钢用连铸结晶器保护渣，其化学成分及其重量百分含量为：CaO35％～43％、SiO₂40%～51％、MgO1%～3％、Al₂O₃4.0%～6.0%、Na₂O3%～5％、F^-2%～4%和C_固1%～2％。但是其中的保温作用不好，所得铸坯表面振痕较大，仍然存在加渣、皮下气泡等质量问题。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明提供一种400不锈钢用连铸结晶器保护渣。

一种超低碳钢400不锈钢用连铸结晶器保护渣，其化学成分及其重量百分含量为：CaO 35％～40％、SiO₂ 40%～5048％、Al₂O₃ 2.0%～4.0%、Na₂O 8%～10％、F^-5%～8%和C_固1%～2％。

优选地，所述保护渣的二元碱度为0.7～1.0。

优选地，所述保护渣的熔点900℃~980℃，1300℃下粘度为0.55~0.75Pa•s。

优选地，所述保护渣由以下重量百分比的原料制成：预熔料55%～60%、硅灰石6%～10%、冰晶石5%～10%、萤石13%～16%、铝矾土4%～6%、玻璃粉1%～3%、镁砂2%～4%、碳黑2%～4%和粘合剂2%～4%。

优选地，所述预熔料包括以下重量百分比的原料：SiO₂ 35.0～45.0%、CaO 40.0～45.0%、Al₂O₃ 3.0～6.0%、Na₂O 2.0～5.0%、F^-5%～8%。

优选地，所述粘合剂为羧甲基纤维素钠和/或木质素磺酸钠。

优选地，所述粘合剂为羧甲基纤维素钠和木质素磺酸钠，两者重量比为0.8:1～3。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1. 保护渣的碱度是由CaO及SiO₂的比值确定的，碱度太高，吸收夹杂的能力更强，但析晶温度变高，不利于润滑和传热，本发明保护渣的碱度为0.7～1.0之间，既能达到吸附夹杂的工艺要求，又能实现坯壳润滑和传热，降低甚至杜绝凹陷等质量缺陷的产生。

2.Al₂O₃属于两性氧化物，可吸附钢水中的夹杂物。Al₂O₃对保护渣的粘度、结晶倾向影响比较大，含量过高，容易增加熔渣的粘度，不利于润滑。本发明Al₂O₃重量百分含量为2%～4%。

3. Na₂O：主要来源于保护渣中冰晶石材料，Na₂O熔点为920℃，属于网络外体氧化物，能破坏硅酸盐网络结构，在保护渣中起降低熔点和粘度的作用。本发明Na₂O重量百分含量8～10%。

F^-：主要来源于保护渣中萤石材料，熔渣中适量的F^-离子可使硅氧聚合体解体。将其控制在5～8%可显著降低渣的粘度，且不会影响熔渣的玻璃性。

4. C_固添加的原则是保温效果要好、可有效控制熔速保证液渣供给。保温效果好不仅会避免保护渣在结晶器内结壳、避免发粘，还由于温度较高，钢液弯月面温度不会过低，弯月面不会过早凝固、有利于钢水内气体的析出，从而避免皮下气泡的产生。本发明C_固重量百分含量为在1%～2%，使保护渣在具有较好的保温作用的同时，有使保护渣在结晶器内有清晰的粉渣层、烧结层、液渣层结构，来保证液渣的供应。

5. 保护渣的熔化温度对渣吸收夹杂物能力及润滑作用都有较大影响，保护渣的熔点在900~980℃范围内时，能保证在钢液面上有足够厚度的保护渣以及结晶器与初始坯壳之间渣膜分布均匀，能够显著提高保护渣在融化过程中的热稳定性和化学稳定性，从而实现在400不锈钢铸坯连铸过程中具备良好的吸附夹杂性能及其均匀传热性能。

6. 保护渣的粘度过低，渣耗量过大，铸坯振痕深，导致渣膜增厚且不均匀，铸坯容易产生裂纹；粘度过高会使渣耗量降低，导致渣膜变薄，甚至部分坯壳得不到充分的润滑，容易引起振痕浅紊乱和扭曲诱发铸坯皮下微裂纹甚至导致粘结漏钢事故。故在设计该类保护渣时要保证结晶器与铸坯之间流入均匀而且充足的渣量，改善初始坯壳和结晶器之间的传热，生成厚度均匀的初始坯壳。粘度值为0.55~0.75Pa•s，能够满足渣耗要求的同时，减少甚至避免400不锈钢铸坯质量问题的产生。

7. 本发明各化学成分配合使用，在既保证保温作用的同时，又保持合适的熔化速度，所得铸坯表面光滑、振痕规律，无凹陷等质量问题。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步清楚阐述本发明的内容，但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。

发明实施例400不锈钢用连铸结晶器保护渣的化学成分及其重量百分含量见表1。

本发明实施例400不锈钢用连铸结晶器保护渣的原料及其重量百分含量见表2。

本发明实施例400不锈钢用连铸结晶器保护渣的性能指标见表3。

表1 实施例1-8保护渣的化学成分的重量百分含量（wt%）

表2 实施例1-8保护渣的各种原料重量百分比（wt%）

表3 本发明实施例1-8保护渣性能参数

本发明实施例400不锈钢用连铸结晶器保护渣二元碱度为0.7～1.0，熔点900℃~980℃，1300℃下粘度为0.55~0.75Pa•s。二元碱度合适，吸附夹杂，具有良好的润滑效果，而且提高了保护渣析晶率，增加渣膜热阻，达到铸坯缓冷效果，减少裂纹产生；本发明保护渣熔点合适，熔化速度适度，改善结晶器内的热流效果；本发明保护渣粘度合适，满足渣耗要求的同时，减少甚至避免不锈钢碳铸坯质量问题的产生。

本发明实施例1~8保护渣在钢水连铸过程中，保护渣能均匀覆盖于结晶器中，火苗活跃、正常，液渣层厚度10-15mm，每吨钢渣耗量为0.5-0.6kg，熔化速度25～35s，能满足连铸生产的需要。取连铸过程中渣条进行化验，粘度由0.55-0.75上升至0.8-0.9，说明保护渣具有良好的吸附夹杂能力，保证了钢水的纯净度。所得铸坯表面光滑、振痕规律，无凹陷等质量问题，铸坯质量良好。

Claims (4)

1.一种400不锈钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于，化学成分及重量百分含量为：CaO35％～40％、SiO₂ 40%～48％、Al₂O₃ 2.0%～4.0%、Na₂O 8%～10％、F^-5%～8%和C_固1%～2％。

2.如权利要求1所述的一种400不锈钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于，二元碱度为0.7～1.0。

3.如权利要求1所述的一种400不锈钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述保护渣的熔点900℃~980℃，1300℃下粘度为0.55~0.75Pa•s。

4.如权利要求1所述的一种400不锈钢用连铸结晶器保护渣，其特征在于，所述保护渣由以下重量百分比的原料制成：预熔料55%～60%、硅灰石6%～10%、冰晶石5%～10%、萤石13%～16%、铝矾土4%～6%、玻璃粉1%～3%、镁砂2%～4%、碳黑2%～4%、粘合剂2%～4%。