一种利用电位消除法抑制连铸水口侵蚀的方法与流程

本发明涉及钢坯连铸生产技术领域，具体涉及一种利用电位消除法抑制连铸水口侵蚀的方法。

背景技术：

近年来随着连铸技术的发展，对连铸用功能性耐火材料的使用寿命和冶金效果提出了更高的要求。浇注过程中，连铸水口遭受的侵蚀分为物理侵蚀和化学侵蚀两类，包括渣线部位的侵蚀(熔渣及渣金界面所造成的侵蚀)和内壁的侵蚀(钢液及夹杂物黏附沉积所造成的侵蚀)。受侵蚀剥落的水口耐火材料和水口结瘤物进入钢液中成为大颗粒夹杂物，严重影响了钢坯的质量。因此，明确钢液和熔渣对浸入式水口的侵蚀机制，减少其熔损，对提高水口使用寿命、减少对钢液的污染有重要意义。

渣线部位的侵蚀主要取决于熔渣与连铸水口渣线部位材料间的润湿行为，连铸水口内壁侵蚀主要由钢液或钢液中的夹杂物所引起，脱碳反应是含碳材料在钢液工作面蚀损的主要根源，这也与水口内壁材料与钢液间的润湿性相关联。由此可见，多相界面间的润湿行为是影响连铸水口侵蚀的关键性因素。新近研究表明，浇注过程中高速流动的钢液会与水口壁面产生瞬态摩擦荷电现象，形成稳定的界面电场。此外，电磁技术在中间包冶金中的应用，使得钢液与耐火材料时刻处于电场环境下。界面电场所产生的电润湿效应是影响多相间润湿行为的重要因素，由此促进了水口表面的脱碳行为，且界面存在的电场亦促使熔渣中的离子或离子团的移动，进而加剧连铸水口渣线和内壁的侵蚀。基于目前防止或抑制连铸水口侵蚀的技术的不足，本发明通过现场工业试验，结合静电消除技术，利用电位消除法将浇注过程中连铸水口与钢液或熔渣间存在的电势差进行消除，以此达到防止或抑制连铸水口侵蚀的目的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种通过消除高速流动的钢液与水口壁面之间的界面电场，从而抑制连铸水口因界面电场侵蚀的方法。

本发明采用了如下的技术方案：

一种利用电位消除法抑制连铸水口侵蚀的方法，其中包括：

在钢水浇铸过程开始前，将一根金属导线的一端连接在塞棒上，另一端连接在连铸水口上。

所述的金属导线的熔点大于1200℃，可选择铁、钴、镍以及铬等金属导线。

将连铸水口外壁开槽后埋入金属导线，并涂覆高温耐火水泥和玻璃水将其密封，最后利用耐火棉将其包覆好。

本发明的有益效果是：

1.操作简单方便，处理费用低。本发明适用于浇注各种成分的钢种，且只需在浇注过程开始前，将连铸水口与塞棒通过一根金属导线连接起来，即可消除因高速流动的钢液与水口壁面之间产生的界面电场，从而达到抑制水口侵蚀的目的。此操作简单方便、易于实现，且处理费用极低。

2.抑制效果显著。经过生产实际验证，采用本方法可以显著抑制浇注过程中连铸水口的侵蚀问题，由此提高了水口的使用寿命，使浇注过程稳定，钢坯质量得以改善。

附图说明

图1为本发明的电位消除法的现场设备连线示意图。

图2为有无采用电位消除法处理后连铸水口宏观形貌图；(a)不处理，(b)电位消除法处理。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所述的方法进行详细的说明。

如图1所示，是本发明利用电位消除法抑制连铸水口侵蚀的方法的现场设备连线示意图。为用于在浇注超低碳铝镇静钢时，利用电位消除法抑制铝碳质(al2o3-c)连铸水口侵蚀的技术方法的一个实施例。

将生产备用的铝碳质连铸水口3的外壁开一个槽(开槽位置在渣线以上距渣线200-300mm)，深度为5mm左右，将金属铬导线5的一端埋入槽口，并涂覆一层玻璃水，再用高温水泥密封，静置5min后进入常规烘烤程序。

将处置好的连铸水口3装入连铸机的中间包1上，并插入结晶器4内，将连铸水口3的开槽处用高温耐火棉包覆好，将金属铬导线5的另一端接入塞棒2接线处，使得连铸水口3、钢液以及塞棒2形成闭合导电回路，如图1所示。以此消除或中和连铸水口壁面因与钢液摩擦而产生的电荷，即消除水口与钢液界面间的电场。

选取一机两流的浇注平台进行试验，将处置好的水口装入其中一流作为试验流，另一流作为对比流。将试验流水口开槽处用高温耐火棉包覆好，将金属铬导线的另一端接入塞棒接线处，使得连铸水口、钢液以及塞棒形成闭合导电回路，如图1所示，以此消除或中和连铸水口壁面因与钢液摩擦而产生的电荷，即消除水口与钢液界面间的电场。

待浇注结束后，将试验流和对比流取下考察连铸水口的宏观侵蚀形貌，利用金相显微镜、扫描电镜等手段观察和分析连铸水口的微观结构，对比分析试验流和对比流水口的形貌特征。

如图2所示，与采用静电消除法处理的连铸水口相比，没有进行处理的水口渣线部位、内腔处侵蚀严重，脱碳层较厚，且吐钢口处黏附大量的白色絮状的氧化铝夹杂，而采用静电消除法处理的连铸水口整体部位基本没有严重侵蚀。

技术特征：

1.一种利用电位消除法抑制连铸水口侵蚀的方法，其特征在于，在钢水浇铸过程开始前，将一根金属导线的一端连接到塞棒上，另一端连接在连铸水口上。

2.根据权利要求1所述的一种利用电位消除法抑制连铸水口侵蚀的方法，其特征在于，所述的金属导线的熔点大于1200℃，可选择铁、钴、镍以及铬等金属导线。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将连铸水口外壁开槽后埋入金属导线，并涂覆高温耐火水泥和玻璃水将其密封好，最后利用耐火棉将其包覆好。

技术总结
本发明公开了一种利用电位消除法抑制连铸水口侵蚀的方法，涉及炼钢连铸生产技术领域。具体包括在钢水浇铸过程开始前，将连铸水口外壁开槽后埋入一根金属导线，并涂覆一层玻璃水，再用高温水泥和耐火棉密封好。浇注开始时，将金属导线的另一端接入塞棒接线处，使得连铸水口、钢液以及塞棒形成闭合导电回路，以此消除水口与钢液界面间的电场，达到抑制连铸水口侵蚀的目的。本发明具有处理费用低、操作方法简便以及抑制水口侵蚀效果明显等优点。

技术研发人员：杨鑫;张媛媛;何志军;张军红;湛文龙;庞清海;杨凯;王健;江俊儒
受保护的技术使用者：辽宁科技大学
技术研发日：2020.03.17
技术公布日：2020.06.05