[发明专利]一种低镍高氮奥氏体不锈钢连铸结晶器保护渣

说明书

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。

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。