[发明专利]一种低镍高锰不锈钢用连铸保护渣及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢辅助材料。特别属于奥氏体不锈钢系列的低镍高锰不锈钢用的连铸保护渣。

背景技术

现有炼钢连铸用的保护渣通常含有CaO、SiO₂、Al₂O3等氧化物的矿物原料组成，加入含有Na、F等元素的助熔剂来调整保护渣的熔点、粘度，再配入一定数量的炭素材料来控制保护渣在结晶器钢水面上的熔化速度。保护渣在钢水面上自下而上形成熔渣层、烧结层、粉渣层，具有下列作用：粉渣层起保温作用；熔渣层能隔绝空气避免钢水氧化；熔渣吸收和溶解钢水中上浮的夹杂物；

熔渣流入结晶器与铸坯之间形成渣膜起润滑作用；通过改变保护渣的成分性能控制渣膜的结晶性，改变渣膜的热阻，控制铸坯向结晶器的传热，从而控制铸坯的初始凝固过程。

由於钢种成分的差别和对铸坯质量要求侧重点的差异，不锈钢用保护渣与碳钢用保护渣在成分性能上有所差别，碳钢连铸坯在高温状态下生成一层较厚的氧化铁皮，氧化铁皮在随后的轧制工序前将被清除，附着在铸坯表面的振痕、夹渣等缺陷也被清除了，因此铸坯只要不发生裂纹缺陷，可以不进行火焰清理。不锈钢表面的氧化皮很簿，如果铸坯表面产生深振痕，夹渣等结陷，即使没有裂纹缺陷，也要用砂轮修磨铸坯表面，修磨深度视缺陷严重程度而定。修磨将消耗人力物力，也影响了不锈钢的成材率。与本发明最接近的专利CN200410064582.6提出了一种高碱度(CaO/SiO₂为1.3～1.4)不锈钢保护渣，这种高碱度保护渣由于能使坯壳在结晶器内得到缓冷，因此对防止铸坯纵裂缺陷是有效的。专利JP 8187559得到了保护渣的凝固温度与拉速之间的关系式以及粘度和拉速、负滑脱率之间的关系式，並在保护渣中加入了ZrO₂、TiO2、及Cr₂O₃，认为当保护渣实际的凝固温度和粘度小于等于由上述两个关系式得到的计算值时可确保铸坯润滑，添加的氧化物使液渣可分散、吸收坯壳向结晶器的幅射热，从而防止连铸过程中产生的细小纵裂，因为在凝固温度附近的不锈钢坯壳的強度是很低的。专利CN200410064582.6采用高碱度保护渣后为了弥补保护渣润滑功能的不足必然要降低保护渣的粘度，从而增加了保护渣的单耗，这对于减轻铸坯振痕不利的。而JP 8187559专利也只是确保铸坯得到良好润滑及避免铸坯的纵裂纹。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低镍高锰不锈钢用连铸保护渣及其制备方法，它能够避免铸坯的表面纵裂和表面夹渣，减轻铸坯的角部振痕，减少铸坯表面的修磨。

为解决上述技术问题，本发明的一种低镍高锰不锈钢用连铸保护渣，其化学成分重量百分配比为：CaO：38.0～42.0％，SiO₂：32.8～38.0％，且CaO/SiO₂：1.0～1.28；MnO：3.6～5.0％；MgO：2.0～4.0％；Al₂O₃：3.0～4.0％；含有Na₂O、F、Li₂O的助熔剂：10％～14％；Fc：1.5～2％。Fc为游离碳，即加入保护渣中炭素材料的含碳百分比。

优选地，助溶剂的化学成分重量百分比分别为：Na₂O：4.0～5.8％；F：4.0～5.5％；Li₂O：1.6～2.6％。

低镍高锰不锈钢含有≥5.5％的Mn，元素Mn在钢、渣界面被氧化后进入熔渣将使熔渣变性。保护渣初始MnO含量影响液渣层中MnO含量及最终渣MnO含量的高低。当初始保护渣中含MnO 3.6～5.0％时，就能确保熔渣中的MnO增量小于1.5％。因此，保护渣中加入MnO，能抑制钢水中Mn的氧化。

MnO：保护渣中加入MnO以及原料中不可避免带入的Fe₂O₃都会降低钢水与熔渣之间的界面张力，界面张力低的熔渣很容易在弯月面处被坯壳捕捉成为皮下夹渣，提高碱度(CaO/SiO₂)可增大界面张力，但碱度(CaO/SiO₂)是一个很敏感的参数，受很多条件的制约。

MgO：保护渣中加入MgO可以提高渣、钢的界面张力，同时对熔渣的结晶性、熔点、粘度等性能影响轻微，本发明加入2.0～4.0％MgO，对减少铸坯皮下夹渣是有益的。