一种利用电脉冲防止塞棒结瘤的方法与流程

本发明属于连铸与耐火材料领域，具体涉及一种利用电脉冲防止塞棒结瘤的方法。

背景技术：

1、连铸工艺作为钢铁生产中的重要一环，在钢铁工业流程优化和产品结构优化中发挥着核心作用。随着社会的发展，对钢材性能的要求日益严格，为生产出更高品质的钢材，除需要在连铸过程中采取相应的新工艺和新技术外，耐火材料性能的提高与发展也至关重要。

2、以塞棒为例，其为安装于中间包内用来控制与调节钢液从中间包流入到水口与结晶器内的重要功能耐火材料，主要对钢液起到控制流量、流场与安全浇铸等作用；但目前，在连铸过程中塞棒棒头部位极易出现结瘤问题，由此导致塞棒自身开度过大，钢液流量与流场控制不均衡等诸多问题的出现。

3、为了防止塞棒结瘤问题的产生，现有的技术方法多是采用调整冶炼工艺与浇铸参数、优化塞棒自身与棒头结构、根据不同浇铸钢种选择不同种类的含碳耐火材料（如镁碳材料、尖晶石-碳材料、铝碳材料以及锆碳材料）以及采用新型防结瘤涂层等方式进行改善；但遗憾的是，上述措施均只能适度地缓解塞棒自身的结瘤问题；一旦连铸时间延长抑或是更换浇铸钢种则塞棒自身的结瘤问题便会再次得到恶化；因此，寻找一种适应性强且有效的防止塞棒结瘤技术意义重大。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种利用电脉冲防止塞棒结瘤的方法。

2、本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

3、一种利用电脉冲防止塞棒结瘤的方法，其具体步骤如下：

4、（1）紧箍接线：将带有外延导线的金属圆箍分别固定在水口坐砖外部与塞棒顶端的外部；

5、双层涂覆与防氧化处理：将锆溶胶、石墨粉与氧化铝粉按质量比1:3-5:3-5的比例进行混合后均匀地涂覆在圆箍表面与连接缝隙，并利用热风使其快速干燥，以此增加连接部位的导电性；其中，涂覆的厚度不超过5mm；然后将锆溶胶与氧化铝粉按质量比1:8-15的比例进行混合后再次均匀地涂覆在含有石墨的涂覆物表面，以防止高温连铸以及通电过程中圆箍及其接线处出现氧化；其中，锆溶胶与氧化铝粉的涂覆厚度为10-25mm；

6、构建电场：利用外接导线将水口座砖及塞棒与脉冲电源相连接构建电场回路；在连铸过程中，结合相应钢种与连铸参数对所施加的电场强度、脉冲频率以及电场极性进行适时调整；具体而言，当所浇铸的钢液中含有较高含量的金属合金时，其塞棒处所施加的电场则为正电场；当所浇铸的钢液中夹杂物尤其是氧化铝夹杂物含量较多时，其塞棒处所施加的电场则为负电场；在连铸过程中还需根据通钢量大小及塞棒棒头处结瘤物生长速度的快慢来调节所施加的电场强度、脉冲频率。

7、所述的金属圆箍材质为具有良好导电性与耐高温性能的金属导线，如金属铁或金属铜或金属钼或金属铂或金属钨。

8、所述金属圆箍的材质为金属铜或铁。

9、所述的金属圆箍厚度应在3mm以上。

10、所述的脉冲电场施加强度为20-300a，脉冲频率为5000-120000hz。

11、本发明提出的一种利用电脉冲防止塞棒结瘤的方法，与其他技术相比，本发明的有益效果在于：

12、（1）本发明所述技术方式简单、便捷、可操作性强且适用于任何连铸钢种的塞棒结瘤与堵塞问题；并且本发明所述技术不会对原生产工艺与钢种成分带来任何改变，也不会给现场生产带来任何负担与干扰；

13、（2）通过双层涂覆与防氧化处理可以有效地提升金属圆箍与水口座砖及塞棒间的连接效果与导电性能；并且在高温连铸过程中，所涂覆的锆溶胶、石墨粉与氧化铝粉混合物还会促进与强化金属圆箍与水口座砖及塞棒间的接触效果；同时，外部涂覆的锆溶胶与氧化铝粉又可以保护内部的金属圆箍、水口座砖及塞棒等金属导体及含碳物质不被氧化；而这些增益效果也将会对有效地壁面与防止在施加电场时出现局部过热、接触不良、电阻过高等问题，并有效地保障电场的施加效果与稳定性。

14、（3）在连铸时，塞棒的结瘤问题不仅源自于流经塞棒表面钢中夹杂物在其棒头表面的粘附；同时，作为含碳耐火材料，塞棒自身脱碳导致其表层耐火材料裸露在钢液中，由此进一步促进流经钢液与夹杂物在塞棒表面的粘附与长大；此外，塞棒的结瘤问题也与钢中合金与塞棒部位耐材反应等因素直接相关；因此，本发明采用电脉冲使塞棒-钢液-水口坐砖间可以形成一个高能度大电流密度的脉冲电场；一方面，在电脉冲的影响下，流经塞棒表面的各类夹杂物都会发生迁移，有效避免夹杂物在塞棒表面的聚集、粘附与长大；即使仍有少量夹杂物仍会粘附到塞棒表面，在电脉冲的影响下，这些粘附物中不稳定的物质也将再次从塞棒表面脱落，仅会残留极少量粘附物滞留在塞棒表面，而这些稳定的结瘤物厚度极薄，也不会对塞棒表面结瘤物的生长以及连铸稳定性带来任何影响；另一方面，本发明所述技术还可以针对不同浇铸钢种的合金成分适时调节与切换被施加电场的极性；并且利用不同极性电场下所产生的不同电化学反应差异来有效地调控塞棒自身的脱碳以及塞棒表面耐火材料与钢中合金等成分间原有的化学反应，以此来再次限制和防止塞棒结瘤及生长问题的产生；最终，在以上技术效果的共同加持下，塞棒自身的结瘤问题也将彻底得到解决。

技术特征：

1.一种利用电脉冲防止塞棒结瘤的方法，其特征在于：其具体步骤如下：

2.如权利要求1所述的一种利用电脉冲防止塞棒结瘤的方法，其特征在于：所述的金属圆箍材质为具有良好导电性与耐高温性能的金属导线，如金属铁或金属铜或金属钼或金属铂或金属钨。

3.如权利要求2所述的一种利用电脉冲防止塞棒结瘤的方法，其特征在于：所述金属圆箍的材质为金属铜或铁。

4.如权利要求1所述的一种利用电脉冲防止塞棒结瘤的方法，其特征在于：所述的金属圆箍厚度应在3mm以上。

5.如权利要求1所述的一种利用电脉冲防止塞棒结瘤的方法，其特征在于：所述的脉冲电场施加强度为20-300a，脉冲频率为5000-120000hz。

技术总结
本发明属于连铸与耐火材料领域，涉及的一种利用电脉冲防止塞棒结瘤的方法：其具体步骤为：将带有外延导线的金属圆箍分别固定在水口坐砖外部与塞棒顶端的外部；双层涂覆与防氧化处理：将锆溶胶、石墨粉与氧化铝粉按质量比1:3‑5:3‑5的比例进行混合后均匀地涂覆在圆箍表面与连接缝隙，并利用热风使其快速干燥，以此增加连接部位的导电性；然后将锆溶胶与氧化铝粉按质量比1:8‑15的比例进行混合后再次均匀地涂覆在含有石墨的涂覆物表面；构建电场：利用外接导线将水口座砖及塞棒与脉冲电源相连接构建电场回路；本发明有效避免夹杂物在塞棒表面的聚集、粘附与长大；解决了塞棒自身的结瘤问题。

技术研发人员：职建军,范正洁,甘菲芳,张志强,姜立新,张林权,李红霞,刘国齐,袁磊,顾强
受保护的技术使用者：宝山钢铁股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15