一种抑制水口堵塞的方法技术

本发明专利技术提供了一种抑制含硫钢浇注水口堵塞的方法，包括以下步骤：将含硫钢配料后依次进行熔炼、精炼、真空脱气、连铸、缓冷；所述连铸的过程中，在中间包中设置脉冲电源，所述脉冲电源的正极连接中间包的塞棒顶部，负极连接水口底部结晶器内的铁棒电极。本申请通过在水口施加脉冲电流外场，有效的抑制了水口堵塞，增加了水口寿命。加了水口寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制水口堵塞的方法


[0001]本专利技术涉及连铸生产
，尤其涉及一种抑制水口堵塞的方法。

技术介绍

[0002]在实际生产过程中，含硫钢因独特的生产工艺和化学成分，易出现水口堵塞、多炉连浇不顺畅乃至断浇等问题；此外，堵塞物还会在钢液的持续冲刷下脱落并混入结晶器，进而在铸坯中形成夹杂物，对连铸坯质量产生不利影响。
[0003]水口结瘤是铝脱氧钢连铸过程中都会遇到的问题。所谓某种钢的可浇性不好，就是指浇注过程中大量夹杂物粘附在水口上而造成水口结瘤，严重的情况下甚至几乎堵塞水口，造成浇注困难，因此，造成水口结瘤的原因就是夹杂物引起的。铝能有效地将钢液中的氧降到较低水平，所以它作为强脱氧剂在炼钢过程中被广泛采用；但是采用铝脱氧后在钢水中易形成大量的A12O3夹杂物，这些夹杂物会在流动过程沉积到水口壁面上，这是水口结瘤物的主要来源。
[0004]含硫钢中的硫在钢中主要以硫化锰的形式存在，MnS可以明显改善钢的可切削性能，抑制晶粒长大及促进晶内铁素体析出。含硫钢加Ca线可以对钢中MnS进行变质处理，加入大量的Ca线，会形成CaS，附着在水口内壁面上易造成堵塞，喂入钙线量少，会对A12O3变性不完全生成高熔点铝酸钙也会造成连铸水口堵塞。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题在于提供一种抑制水口堵塞的方法，本申请提供的方法可有效抑制水口堵塞，增加水口寿命。
[0006]有鉴于此，本申请提供了一种抑制含硫钢浇注水口堵塞的方法，包括以下步骤：
[0007]将含硫钢配料后依次进行熔炼、精炼、真空脱气、连铸、缓冷；
[0008]所述连铸的过程中，在中间包中设置脉冲电源，所述脉冲电源的正极连接中间包的塞棒顶部，负极连接水口底部结晶器内的铁棒电极；
[0009]所述连铸过程中，中间包水口在开浇前2h内开始烘烤，所述烘烤的温度≥400℃。
[0010]优选的，所述脉冲电源的电压为24V，频率为30Hz，电流不低于160A，占空比为60％。
[0011]优选的，所述烘烤的时间≥2.5h。
[0012]优选的，所述连铸的过程中，采用整体水口，大包长水口采用石棉密封垫+吹氩器密封保护，长水口氩封流量为25～70NL/min。
[0013]优选的，所述连铸的过程中，水口插入深度为80～120mm，拉速为1.05
±
0.01m/min，结晶器液面波动目标≤
±
3mm。
[0014]优选的，所述烘烤的方式为：小火烘烤大于30min，中火烘烤大于1h，内衬烘烤温度为1000～1200℃。
[0015]优选的，所述精炼的渣系包括：SiO
2 8～9wt％，MgO 6～7wt％，CaO 45～50wt％，
Al2O
3 30～36wt％。
[0016]优选的，所述中间包的覆盖剂包括上层和下层，所述上层为低碳覆盖剂，所述下层为低碳碱性中包覆盖剂。
[0017]本申请提供了一种抑制含硫钢浇注水口堵塞的方法，其包括以下步骤：将含硫钢配料后依次进行熔炼、精炼、真空脱气、连铸和缓冷，在连铸的过程中，本申请通过在中间包中设置脉冲电源，在电自由能驱动下，非金属夹杂物受到垂直于电流方向的驱动力，实现了脉冲电场下非金属夹杂物的定向迁移，从而达到抑制水口堵塞的目的。
附图说明
[0018]图1为本专利技术脉冲电流抑制塞棒
‑
水口堵塞原理计算图；
[0019]图2为本专利技术电源
‑
中间包连接方案结构示意图；
[0020]图3为本专利技术塞棒连接细节结构示意图；
[0021]图4为本专利技术水口连接细节结构示意图；
[0022]图5为本专利技术陶瓷滑轮细节结构示意图；
[0023]图6为本专利技术实施例1中6炉钢塞棒高度示意图；
[0024]图7为本专利技术实施例1中水口上部断面形貌照片；
[0025]图8为本专利技术实施例1中水口中部断面形貌照片；
[0026]图9为本专利技术实施例1中水口下部断面形貌照片；
[0027]图10为本专利技术实施例2中第二炉塞棒上行曲线图；
[0028]图11为本专利技术实施例2中第四炉塞棒上行曲线图；
[0029]图12为本专利技术实施例2中第六炉塞棒上行曲线图。
具体实施方式
[0030]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。
[0031]鉴于现有技术中钢水洁净度差，易造成浇注过程水口堵塞，甚至停留，特别是含硫钢更易出现水口堵塞，多炉连浇不顺畅乃至断浇等问题，本申请通过在水口施加脉冲电源外场，有效抑制了水口堵塞，增加了水口寿命。具体的，本专利技术实施例公开了一种抑制含硫钢浇注水口堵塞的方法，包括以下步骤：
[0032]将含硫钢配料后依次进行熔炼、精炼、真空脱气、连铸、缓冷；
[0033]所述连铸的过程中，在中间包中设置脉冲电源，所述脉冲电源的正极连接中间包的塞棒顶部，负极连接水口底部结晶器内的铁棒电极；
[0034]所述连铸过程中，中间包水口在开浇前2h内开始烘烤，所述烘烤的温度≥400℃。
[0035]本申请首先就脉冲电流的技术原理进行说明：基于电自由能驱动原理，根据金属熔体与非金属夹杂物之间的电导率差异，使非金属夹杂物受到垂直于电流方向的驱动力，实现脉冲电场下非金属夹杂物的定向迁移，达到抑制水口堵塞的目的。
[0036]夹杂物在熔体中的迁移和分布遵循体系电自由能降低的原则，夹杂物在熔体中迁移的动力来源于电自由能的降低，电驱动力方向垂直于电流方向，指向电自由能低的区域，
夹杂物从电自由能高的区域迁移至电自由能低的区域。根据电自由能表达式可知，电自由能与电流密度的平方成正比，即夹杂物从高电流密度区域迁移至低电流密度区域，即夹杂物在熔体中受到电流密度梯度的驱动。
[0037]通过外接脉冲电源，塞棒连接电源正极，水口电极连接电源负极，通过电流密度梯度驱动非金属夹杂物定向迁移，从而有效抑制水口堵塞。如图1所示，在1位置处，中间包内电流稀疏分布，碗口处电流密集分布，此处电流密度比中间包内电流密度大，随钢液流经此处的夹杂物受到垂直于电流方向的驱动力，使夹杂物不易粘附到碗口耐材表面，有利于抑制碗口堵塞；在2位置处，由于高频脉冲电流的趋肤效应，使水口内壁的电流分布比中心区域更密集，电流密度更大，夹杂物靠近水口内壁时，由于受到电流密度梯度的驱动，远离水口内壁，有利于抑制水口内壁堵塞。
[0038]电源正负极与中间包详细连接方案见图2，将镀镍铜丝一端连接脉冲电源正极，另一端连接在接地夹上，并将接地夹固定在塞棒螺栓顶部，在塞棒与横梁接触面放入两个绝缘云母垫片，保证现场电路安全。将镀镍铜丝一端连接脉冲电源负极，另一端插入纯镍连接器中，将铁棒电极插入纯镍连接器中并用紧固螺栓固定，将镀镍铜丝绕在陶瓷滑轮(如图5所示)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制含硫钢浇注水口堵塞的方法，包括以下步骤：将含硫钢配料后依次进行熔炼、精炼、真空脱气、连铸、缓冷；所述连铸的过程中，在中间包中设置脉冲电源，所述脉冲电源的正极连接中间包的塞棒顶部，负极连接水口底部结晶器内的铁棒电极；所述连铸过程中，中间包水口在开浇前2h内开始烘烤，所述烘烤的温度≥400℃。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脉冲电源的电压为24V，频率为30Hz，电流不低于160A，占空比为60％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烘烤的时间≥2.5h。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述连铸的过程中，采用整体水口，大包长水口采用石棉密封垫+吹氩器密封保护，长水口氩封流量为25～70NL/min。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈良，周艳丽，李庆军，林敏，范斌，叶飞来，李飞，赵立胜，吴兆华，武文健，刘利，吴会翔，
申请(专利权)人：山东钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：