CN108465791A - 一种低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

一种低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣

技术领域

本发明涉及金属冶炼辅料技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本发明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。

本发明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：

本发明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

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明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。

下面对本发明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。

本发明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％、5-7wt％以及47-48wt％(优选依次为6wt％、6wt％以及47.4wt％)的比例配合后有利于改善保护渣矿相多种以及易分熔的缺陷，减少渣条的产生因素，改善产品熔化的均匀性以及稳定性。

本申请中，萤石粉和工业纯碱中的钠和氟可降低保护渣的粘度。

所含的氧化钠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融温度和粘度的作用，并且氧化钠还同时具有促进结晶倾向，有利于升高熔点。

氟化钙对保护渣的粘度影响较大，本申请中将其含量控制在<10wt％的范围，尤其是7-10wt％范围之内，可在不影响熔渣的玻璃性的同时，显著降低保护渣的粘度。值得说明的是，氟化钙含量过多容易侵蚀浸入式水口。

在一些可选地实施方式中，低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣中化学成分可以包括35-37重量份的CaO、26-29重量份的SiO₂、5-6重量份的Al₂O₃、1.5-2重量份的Fe₂O₃、4.5-5重量份的MgO、8-8.5重量份的Na₂O、6-8.5重量份的F以及3-4重量份的C。

在一些可选地实施方式中，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CaO、27.19-27.93重量份的SiO₂、5.4-5.8重量份的Al₂O₃、1.6-1.8重量份的Fe₂O₃、4.6-4.8重量份的MgO、8.2-8.4重量份的Na₂O、6.1-7.6重量份的F以及3.56-3.62重量份的C。

可参考地，在一具体的实施方式中，每100重量份的低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣中化学成分可以包括36.32重量份的CaO、27.19重量份的SiO₂、5.4重量份的Al₂O₃、1.6重量份的Fe₂O₃、4.6重量份的MgO、8.2重量份的Na₂O、6.1重量份的F以及3.56重量份的C。

与上述化学成分含量相对应的，按重量份数计，提供上述化学成分的原料例如可以包括6重量份的玻璃粉、15重量份的萤石粉、3.5重量份的工业纯碱、1.8重量份的N220灯黑、0.8重量份的高品位碳粉、1.5重量份的鳞片石墨粉、6重量份的硅灰石粉、12重量份的石灰石粉、6重量份的轻烧镁砂粉以及47.4重量份的预熔料粉。

可参考地，在另一具体的实施方式中，每100重量份的低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣中化学成分可以包括36.68重量份的CaO、27.93重量份的SiO₂、5.8重量份的Al₂O₃、1.8重量份的Fe₂O₃、4.8重量份的MgO、8.4重量份的Na₂O、7.6重量份的F以及3.62重量份的C。

与上述化学成分含量相对应的，按重量份数计，提供上述化学成分的原料例如可以包括7重量份的玻璃粉、14重量份的萤石粉、4.5重量份的工业纯碱、1.8重量份的N220灯黑、0.8重量份的高品位碳粉、1.5重量份的鳞片石墨粉、8重量份的硅灰石粉、10重量份的石灰石粉、5重量份的轻烧镁砂粉以及47.4重量份的预熔料粉。

可参考地，在另一具体的实施方式中，每100重量份的低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣中化学成分可以包括36.5重量份的CaO、27.45重量份的SiO₂、5.6重量份的Al₂O₃、1.7重量份的Fe₂O₃、4.5重量份的MgO、8.3重量份的Na₂O、7.5重量份的F以及3.59重量份的C。

与上述化学成分含量相对应的，按重量份数计，提供上述化学成分的原料例如可以包括5重量份的玻璃粉、16重量份的萤石粉、2.5重量份的工业纯碱、1.8重量份的N220灯黑、0.8重量份的高品位碳粉、1.5重量份的鳞片石墨粉、7重量份的硅灰石粉、11重量份的石灰石粉、7重量份的轻烧镁砂粉以及47.4重量份的预熔料粉。

较佳地，本申请方案中低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的二元碱度例如可以为1.3-1.4。值得说明的是，在本申请方案中，二元碱度指CaO与SiO₂的质量百分比。

在上述二元碱度范围是结合断面形状及大小、拉速高低等共同设置的，一方面能够为保护渣提供一定的润滑度，改善由于低镍高氮奥氏体不锈钢中合金量大，种类多，造成所形成的初生坯壳热塑性差和硬度大的问题；另一方面能够为保护渣提供较强的吸附夹杂能力，有效改善低镍高氮奥氏体不锈钢夹杂物多的问题；第三，上述二元碱度范围还能够将低镍高氮奥氏体不锈钢的裂纹凹陷的敏感性控制在一定范围，避免由于低镍高氮奥氏体不锈钢中碳含量在包晶区，氮含量又较高造成裂纹凹陷产生加剧。

较佳地，本申请方案中低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的熔点为1170-1190℃。

由于本申请低镍高氮奥氏体不锈钢的成分范围处于包晶钢范围内，且包含了包晶钢收缩比最大的碳当量范围，加之受低镍高氮的影响，角部横裂和宽面凹陷裂纹加强，收缩率增加。根据拉速情况及断面大小等因素，将熔点适当控制在1170-1190℃的较高范围下，有利于配合二元碱度范围降低不锈钢的热导率，并使其具有较强的缓冷能力，从而缓解或避免宽面裂纹凹陷。

较佳地，本申请方案中低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣在1300℃条件下的粘度为0.1-0.15Pa·S。

粘度值的大小是保证保护渣熔渣能够顺利填充结晶器与铸坯间通道、保证渣膜厚度以及保证合理传热速度和润滑铸坯的关键。将粘度控制0.1-0.15Pa·S的较低范围内，一方面能够实现熔渣的快速流入，减少气隙的进入，在一定程度上确保了均匀的缓冷效果；另一方面能够将作为高合金钢的不锈钢中较多的夹杂物快速带出去；第三，还能够有效解决由于本申请低镍高氮奥氏体不锈钢形成元素比较多，且低镍高氮，碳和氮奥氏体形成的能力强，导致铸坯收缩率比较大的问题。

较佳地，本申请方案中低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的析晶率为40-70％。

析晶率是指固态渣膜中结晶相所占的比例，其可以用来描述保护渣的润滑性能和传热能力。对于本申请方案中低镍高氮奥氏体不锈钢而言，其一属于包晶钢，其二由于低镍高氮奥氏体元素的影响，属于特别裂纹敏感类钢种，本方案中通过适当增加保护渣的析晶率控制介于结晶器与坯壳之间的传热效果，可有效降低发生裂纹的可能性。值得说明的是，在上述析晶率范围内，还能同时使保护渣具有一定的润滑能力。

值得说明的是，本申请中，低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的熔点、粘度以及析晶率等均与保护渣的原料成分以及保护渣中化学成分配比有一定关联性。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例中的低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的原料含有6wt％的玻璃粉、15wt％的萤石粉、3.5wt％的工业纯碱、1.8wt％的N220灯黑、0.8wt％的高品位碳粉、1.5wt％的鳞片石墨粉、6wt％的硅灰石粉、12wt％的石灰石粉、6wt％的轻烧镁砂粉以及47.4wt％的预熔料粉。

该低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的化学成分含有36.32wt％的CaO、27.19wt％的SiO₂、5.4wt％的Al₂O₃、1.6wt％的Fe₂O₃、4.6wt％的MgO、8.2wt％的Na₂O、6.1wt％的F以及3.56wt％的C。

上述低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的二元碱度为1.32，熔点为1182℃，1300℃下的粘度为0.135Pa·S，析晶率为43％。

实施例2

本实施例中的低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的原料含有7wt％的玻璃粉、14wt％的萤石粉、4.5wt％的工业纯碱、1.8wt％的N220灯黑、0.8wt％的高品位碳粉、1.5wt％的鳞片石墨粉、8wt％的硅灰石粉、10wt％的石灰石粉、5wt％的轻烧镁砂粉以及47.4wt％的预熔料粉。

该低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的化学成分含有36.68wt％的CaO、27.93wt％的SiO₂、5.8wt％的Al₂O₃、1.8wt％的Fe₂O₃、4.8wt％的MgO、8.5wt％的Na₂O、7.6wt％的F以及3.62wt％的C。

上述低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的二元碱度为1.35，熔点为1185℃，1300℃下的粘度为0.146Pa·S，析晶率为48％。

实施例3

本实施例中的低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的原料含有5wt％的玻璃粉、16wt％的萤石粉、2.5wt％的工业纯碱、1.8wt％的N220灯黑、0.8wt％的高品位碳粉、1.5wt％的鳞片石墨粉、7wt％的硅灰石粉、11wt％的石灰石粉、7wt％的轻烧镁砂粉以及47.4wt％的预熔料粉。

该低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的化学成分含有36.5wt％的CaO、27.45wt％的SiO₂、5.6wt％的Al₂O₃、1.7wt％的Fe₂O₃、4.5wt％的MgO、8.3wt％的Na₂O、7.5wt％的F以及3.59wt％的C。

上述低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的二元碱度为1.34，熔点为1183℃，1300℃下的粘度为0.131Pa·S，析晶率为60％。

实施例4

本实施例中的低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的原料含有6.5wt％的玻璃粉、15.5wt％的萤石粉、3wt％的工业纯碱、1.6wt％的N220灯黑、0.6wt％的高品位碳粉、1.7wt％的鳞片石墨粉、6.5wt％的硅灰石粉、10.5wt％的石灰石粉、5.5wt％的轻烧镁砂粉以及47wt％的预熔料粉。

该低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的化学成分含有33.5wt％的CaO、29.6wt％的SiO₂、3wt％的Al₂O₃、0.5wt％的Fe₂O₃、2wt％的MgO、9.5wt％的Na₂O、4.5wt％的F以及3wt％的C。

上述低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的二元碱度为1.3，熔点为1170℃，1300℃下的粘度为0.15Pa·S，析晶率为40％。

实施例5

本实施例中的低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的原料含有5.5wt％的玻璃粉、14.5wt％的萤石粉、3wt％的工业纯碱、2wt％的N220灯黑、1wt％的高品位碳粉、1.3wt％的鳞片石墨粉、7.5wt％的硅灰石粉、11.5wt％的石灰石粉、6.5wt％的轻烧镁砂粉以及47wt％的预熔料粉。

该低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的化学成分含有38.25wt％的CaO、25.4wt％的SiO₂、6wt％的Al₂O₃、4wt％的Fe₂O₃、5wt％的MgO、8wt％的Na₂O、6wt％的F以及7wt％的C。

上述低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的二元碱度为1.4，熔点为1190℃，1300℃下的粘度为0.1Pa·S，析晶率为69％。

实施例6

本实施例中的低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的原料含有7wt％的玻璃粉、14wt％的萤石粉、4wt％的工业纯碱、1.7wt％的N220灯黑、0.7wt％的高品位碳粉、1.4wt％的鳞片石墨粉、7wt％的硅灰石粉、10wt％的石灰石粉、6wt％的轻烧镁砂粉以及48wt％的预熔料粉。

该低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的化学成分含有35wt％的CaO、26wt％的SiO₂、3wt％的Al₂O₃、1.5wt％的Fe₂O₃、2wt％的MgO、9wt％的Na₂O、8.5wt％的F以及3wt％的C。

上述低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的二元碱度为1.34，熔点为1177℃，1300℃下的粘度为0.12Pa·S，析晶率为55％。

实施例7

本实施例中的低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的原料含有6.5wt％的玻璃粉、16wt％的萤石粉、4wt％的工业纯碱、1.9wt％的N220灯黑、0.9wt％的高品位碳粉、1.6wt％的鳞片石墨粉、6wt％的硅灰石粉、10wt％的石灰石粉、6wt％的轻烧镁砂粉以及47wt％的预熔料粉。

该低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的化学成分含有37wt％的CaO、29wt％的SiO₂、5wt％的Al₂O₃、2wt％的Fe₂O₃、5wt％的MgO、8.5wt％的Na₂O、8.5wt％的F以及5wt％的C。

上述低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的二元碱度为1.33，熔点为1182℃，1300℃下的粘度为0.126Pa·S，析晶率为50％。

上述实施例1至实施例7所得的低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣，在断面为200mm×(1030-1530)mm的结晶器内，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。

对比例1

该对比例与实施例1的区别在于：低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的二元碱度为1，熔点为1160℃，1300℃条件下的粘度为0.18Pa·S，析晶率为30％。

采用相同的试验方式，其结果显示：对比例1的保护渣较实施例1的保护渣的性能明显更差，具体体现在：碱度比较低，铸坯质量裂纹凹陷更严重，熔点稍低，粘度太低，析晶率太低，保护渣耗量过大，粘渣严重，铸坯基本需要全部修磨。说明保护渣的二元碱度、熔点、1300℃条件下的粘度以及析晶率对保护渣的性能有较大影响。

对比例2

该对比例与实施例1的区别在于：低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣的二元碱度为2，熔点为1250℃，1300℃条件下的粘度为0.6Pa·S，析晶率为80％。

采用相同的试验方式，其结果显示：对比例2的保护渣较实施例1的保护渣的性能明显更差，具体体现在：使用该保护渣的传热太慢，填充性也不好，熔速太慢，熔化不好，渣耗太低，出现粘结漏钢的及率比较高，基本不能使用。说明保护渣的二元碱度、熔点、1300℃条件下的粘度以及析晶率对保护渣的性能有较大影响。

对比例3

本对比例与实施例1的区别在于：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1.2wt％、0.8wt％以及0.3wt％。

采用相同的试验方式，其结果显示：对比例3的保护渣较实施例1的保护渣的性能明显更差，具体体现在：熔速过快，液渣层过厚，可能达到40毫米左右，常规液渣层在10-14毫米，而且比例变化，铸坯凹陷裂纹增多，说明碳质材料中N220灯黑粉、鳞片石墨粉和高品位碳粉在原料中的占比对保护渣的性能有较大影响。

对比例4

本对比例与实施例1的区别在于：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2.4wt％、2wt％以及1.5wt％。

采用相同的试验方式，其结果显示：对比例4的保护渣较实施例1的保护渣的性能明显更差，具体体现在：总碳含量增加，而且两种碳质材料配比变化，导致熔速过慢，液渣层薄，在消耗量没有变化的情况下，容易发生粘结漏钢，铸坯由于渣膜薄而传热不均匀，而出现裂纹凹陷，同时碳质材料配比变化，引起液渣层的三层结构变化，也不利于熔化的均匀，说明碳质材料中N220灯黑粉、鳞片石墨粉和高品位碳粉在原料中的占比对保护渣的性能有较大影响。

对比例5

本对比例与实施例1的区别在于：硅灰石、玻璃粉以及预熔料粉分别在原料中占3wt％、3wt％以及40wt％。

采用相同的试验方式，其结果显示：对比例5的保护渣较实施例1的保护渣的性能明显更差，具体体现在：降低了比例大的基料，同时降低了烧失量比较低的硅灰石，玻璃粉的用量，使保护渣的熔化均匀性降低，导致渣条过大，产气材料增加，容易导致铸坯气孔的产生，说明硅灰石、玻璃粉以及预熔料粉在原料中的占比对保护渣的性能有较大影响。

对比例6

本对比例与实施例1的区别在于：硅灰石、玻璃粉以及预熔料粉分别在原料中占10wt％、10wt％以及52wt％。

采用相同的试验方式，其结果显示：对比例6的保护渣较实施例1的保护渣的性能明显更差，具体体现在：主要基料增加，同时次要基料量也增加，使体现保护渣的主要性能物质量降低，使保护渣的化学含量发生改变，直接影响物理性能，使保护渣的碱度降低，熔点降低，影响析晶温度，生产使用铸坯凹陷裂纹增加，修磨率增加，说明硅灰石、玻璃粉以及预熔料粉在原料中的占比对保护渣的性能有较大影响。

对比例7

本对比例与实施例1的区别在于：保护渣中氟化钠的含量为15wt％。

采用相同的试验方式，其结果显示：对比例7的保护渣较实施例1的保护渣的性能明显更差，具体体现在：氟化钠含量的增加，会导致保护渣的熔点，粘度降低，导致该保护渣使用出现铸坯裂纹凹陷增加，熔速过快，消耗量过大，横凹增加，液渣层过薄，容易发生安全事故，说明原料中氟化钠的含量对保护渣的性能有较大影响。

综上，本发明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，在断面200mm×(1030-1530)mm的结晶器内，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。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

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保护渣中提供所述化学成分的原料包括玻璃粉、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。

5.根据权利要求4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，所述碳质材料包括N220灯黑粉、鳞片石墨粉以及高品位碳粉。

6.根据权利要求5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，按重量份数计，所述原料包括5-7重量份的所述玻璃粉、14-16重量份的所述萤石粉、2.5-4.5重量份的所述工业纯碱、1.6-2重量份的所述N220灯黑、0.6-1重量份的所述高品位碳粉、1.3-1.7重量份的所述鳞片石墨粉、6-7重量份的所述硅灰石粉、10-12重量份的所述石灰石粉、5-7重量份的所述轻烧镁砂粉以及47-48重量份的所述预熔料粉。

7.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的二元碱度为1.3-1.4。

8.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的熔点为1170-1190℃。

9.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在1300℃条件下的粘度为0.1-0.15Pa·S。

10.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的析晶率为40-70％。