基于外加电场的连铸用浸入式水口防结瘤的方法与流程

本发明涉及水口结瘤处理，更具体地说是基于外加电场的连铸用浸入式水口防结瘤的方法。

背景技术：

1、浸入式水口是钢材连铸技术中应用最为广泛的耐火材料，其应用的主要作用是防止钢液在连铸的过程中发生二次氧化，从而减少铸坯表面出现过多的缺陷问题。但是水口结瘤是导致水口堵塞最重要的原因之一。这是由于钢液中出现的杂质以及夹杂物黏附在水口内壁过多导致的。如果水口材料中出现大量的结瘤堵塞问题，会导致连铸技术在操作过程中出现不稳定，最后严重影响铸坯质量，出现连铸中断事故。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供基于外加电场的连铸用浸入式水口防结瘤的方法。

2、本发明技术方案如下：

3、基于外加电场的连铸用浸入式水口防结瘤的方法，包括以下方法：

4、(1)在水口内壁施加反向外加电场时，浇铸后的水口内壁表面挂渣厚度以及结瘤层厚度降低了20％-37％，水口原始层以及未反应层厚度均有所提升，最高提升30％；降低了连铸用铸坯内部的杂质物的数量和尺寸，改善了水口堵塞情况；

5、(2)随着通电后电流强度的逐渐增加，正极的附着厚度降低了90％，这足以说明，基于夹杂物迁移的电泳理论，可以有效促进钢液中夹杂物的定向迁移，阻止夹杂物向水口处聚集和吸附，减少水口结瘤现象的发生；

6、(3)在施加脉冲电流后，随着钢液中的氧化物夹杂物随着脉冲电流的作用发生了迁移，大大降低了水口处的夹杂物数量，达到了抑制水口结瘤的作用。

7、还包括：施加物理场；施加物理场主要是采用水口吹氩以及施压外加电场、电磁场等方式对水口结瘤的形成过程进行干预，从而有效降低水口结瘤的复杂程度，对水口堵塞问题进行改善。水口吹氩主要是指在水口内部施加氩气，当氩气形成了一股气柱流时，可以在水口的内壁形成氩气膜，进一步提高钢液在水口内壁的流动性，防止夹杂物的沉积与附着，从而可以更好地保护水口，减少结瘤的产生。施加外电场、电磁场主要是指，在外电场电流以及电磁场的作用下，钢液中的夹杂物会随着外加电场的作用，进行特定方向的迁徙移动，同样降低了夹杂物停留在水口内壁面的概率，从而防止结瘤的产生。

8、还包括：设计浸入式水口的创新结构：改善浸入式水口的内部结构并伴随剧烈的搅动，可以有效降低水口结瘤的概率。优化水口内部的结构，我们可以采用抛物线式底部水口、阶梯水口等结构，这种水口结构的创新不仅可以使水口内部更加流畅，还能在水口内孔和出口孔使钢液产生旋涡，提高钢液中夹杂物的流动性，更好地促进夹杂物的流动和迁移，对改善水口结瘤有一定的效果，但是在实际应用的过程中，仍存在很多技术问题需要解决。

9、还包括：改善浸入式水口防堵塞材料；改善水口内壁的防堵材料是基于材料的角度，来进一步减少水口结瘤现象的发生几率。一般在实验中，我们主要采用无碳的尖晶石质、刚玉质以及catio3质、al2o3-sio2质等材料，进一步改变水口内壁的光滑度，降低水口内壁与夹杂物的反应程度，从而有效促进钢液中夹杂物的流动性，改善水口结瘤以及堵塞的现象。

10、本发明的技术效果和优点：

11、经过大量的研究数据表明，利用外加电场对水口内壁的夹杂物进行作用，不仅可以控制对钢液中夹杂物的迁移，还能进一步抑制水口材料出现的堵塞情况，对水口结瘤情况进行有效改善，更好地提升连铸技术的生产效率，提高钢材生产的质量水平。

技术特征：

1.基于外加电场的连铸用浸入式水口防结瘤的方法，其特征在于，包括以下方法：

2.根据权利要求1所述的基于外加电场的连铸用浸入式水口防结瘤的方法，其特征在于：还包括：施加物理场；施加物理场主要是采用水口吹氩以及施压外加电场、电磁场等方式对水口结瘤的形成过程进行干预，从而有效降低水口结瘤的复杂程度，对水口堵塞问题进行改善。水口吹氩主要是指在水口内部施加氩气，当氩气形成了一股气柱流时，可以在水口的内壁形成氩气膜，进一步提高钢液在水口内壁的流动性，防止夹杂物的沉积与附着，从而可以更好地保护水口，减少结瘤的产生。施加外电场、电磁场主要是指，在外电场电流以及电磁场的作用下，钢液中的夹杂物会随着外加电场的作用，进行特定方向的迁徙移动，同样降低了夹杂物停留在水口内壁面的概率，从而防止结瘤的产生。

3.根据权利要求1所述的基于外加电场的连铸用浸入式水口防结瘤的方法，其特征在于：还包括：设计浸入式水口的创新结构：改善浸入式水口的内部结构并伴随剧烈的搅动，可以有效降低水口结瘤的概率。优化水口内部的结构，我们可以采用抛物线式底部水口、阶梯水口等结构，这种水口结构的创新不仅可以使水口内部更加流畅，还能在水口内孔和出口孔使钢液产生旋涡，提高钢液中夹杂物的流动性，更好地促进夹杂物的流动和迁移，对改善水口结瘤有一定的效果，但是在实际应用的过程中，仍存在很多技术问题需要解决。

4.根据权利要求1所述的基于外加电场的连铸用浸入式水口防结瘤的方法，其特征在于：还包括：改善浸入式水口防堵塞材料；改善水口内壁的防堵材料是基于材料的角度，来进一步减少水口结瘤现象的发生几率。一般在实验中，我们主要采用无碳的尖晶石质、刚玉质以及catio3质、al2o3-sio2质等材料，进一步改变水口内壁的光滑度，降低水口内壁与夹杂物的反应程度，从而有效促进钢液中夹杂物的流动性，改善水口结瘤以及堵塞的现象。

技术总结本发明公开了基于外加电场的连铸用浸入式水口防结瘤的方法，包括：(1)在水口内壁施加反向外加电场时，浇铸后的水口内壁表面挂渣厚度以及结瘤层厚度降低了20％‑37％，水口原始层以及未反应层厚度均有所提升，最高提升30％；(2)随着通电后电流强度的逐渐增加，正极的附着厚度降低了90％；(3)在施加脉冲电流后，随着钢液中的氧化物夹杂物随着脉冲电流的作用发生了迁移，大大降低了水口处的夹杂物数量，达到了抑制水口结瘤的作用。利用外加电场对水口内壁的夹杂物进行作用，不仅可以控制对钢液中夹杂物的迁移，还能进一步抑制水口材料出现的堵塞情况，对水口结瘤情况进行有效改善，更好地提升连铸技术的生产效率，提高钢材生产的质量水平。技术研发人员：陈文受保护的技术使用者：辽宁省检验检测认证中心技术研发日：技术公布日：2024/6/13