一种解决稀土钢连铸浸入式水口堵塞的方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金连铸技术领域，尤其涉及一种解决稀土钢连铸浸入式水口堵塞的方法。

背景技术

稀土钢连铸浸入式水口堵塞是影响生产和铸坯质量的重要因素，堵塞水口的主要是钢液中的非金属夹杂物以及在夹杂物间形成的钢液凝固产物。通过提高钢液洁净度、钢液钙处理、改进水口型式和材质设计等措施，可以减少连铸水口堵塞程度，但是对于稀土钢，水口絮流物中存在的大量的冷凝钢是造成水口堵塞的重要原因，是影响稀土钢推广应用的难点问题。因此避免稀土钢连铸时浸入式水口堵塞是钢铁冶金连铸领域的技术难题。

文献《基于电脉冲技术抑制连铸水口结瘤堵塞的研究》(钢铁，第56卷第4期，2021年4月)介绍了一种在浸入式水口和钢液间施加外加电场，可将浸入式水口表面存在的自生电场消除，从而减弱甚至消除了浸入式水口壁对钢水或钢水中的Al2O3颗粒的电润湿、电化学反应以及电沉积等界面作用，改善了水口结瘤问题的方法。但是外加电脉冲处理，不能避免稀土钢连铸过程中浸入式水口内壁表面附着铁及铁氧化物的问题。

文献《浇注铝镇静钢用防堵塞水口的设计与开发》(耐火材料学术交流论文译文，2008年)介绍了一种浸入式水口内壁材料采用新型无碳防堵塞合成混合物，这种材料的特性是它在还原条件下,接受热处理时,会形成一个具有精细气孔尺寸分布的致密结构。精细致密结构有利于阻止氧化铝沉积并保持连铸过程中水口内孔清洁。同时采用水口预热技术并用陶瓷绝热材料包裹水口，以阻止由于金属冷却带来的水口堵塞，但水口预热主要解决的是开始浇铸时钢液的凝固，不能解决稀土钢浇铸过程中钢液凝固导致的水口堵塞。

文献《稀土钢冶炼工艺控制及水口堵塞机理的研究》(包钢科技，第45卷第6期.2019年12月)介绍了当钢中氧、硫含量极低时，稀土仍有一定的脱氧、脱硫作用，钢中夹杂物以3～5μm的细小稀土氧硫化物为主。浇注过程中水口堵塞严重，堵塞物以冷钢为主，通过对水口堵塞机理的分析提出了提高钢水和稀土合金洁净度、提高钢水浇注温度、开发新型水口等措施来解决稀土钢浇注水口堵塞的问题。但是提高钢水浇注温度不利于铸坯内部质量的控制，同时也会影响连铸生产的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决稀土钢连铸浸入式水口堵塞的方法，减少和避免浸入式水口内壁附近絮流物中冷凝钢液的产生，避免水口的堵塞。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种解决稀土钢连铸浸入式水口堵塞的方法，在连铸浸入式水口外侧设置非接触式电磁感应线圈，该线圈由两组电流方向相反的线圈组合而成，所述感应线圈装置能够沿水口轴向上下往复移动，利用感应电流产生的热量以提高结晶器钢液面以上部分的浸入式水口的内壁与钢液界面处的温度从而减少水口中大量冷凝钢的出现，避免水口堵塞。

进一步的，所述感应线圈内径尺寸为浸入式水口外径+10～15mm，线圈外径尺寸为线圈内径+20mm，壁厚10mm，纵向长度为20mm或40mm；主要参数：输出频率为2.5～10KHz，电流为100～1000A，电压为380V。

进一步的，两组所述线圈组同步调整输出频率、电流以抵消感应磁场对水口内部钢液流动的影响。

进一步的，所述感应线圈固定在线圈托架上以便于所述感应线圈可沿水口轴向往复移动。

进一步的，所述线圈托架的移动速度为0.1～1.0m/min以对结晶器钢液面以上的水口内部冷凝钢进行感应加热和熔化。

进一步的，根据塞棒开度变化情况调整供电系统输出频率、电流以及线圈移动速度直到塞棒开口度达到平稳。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

通过本发明的工艺方法，在水口外部设置感应线圈，利用感应加热可以避免稀土钢浇铸过程中浸入式水口内壁附近钢液冷凝现象的发生，大幅减轻堵塞发生时水口堵塞物的数量，保证水口中的钢液通量，避免由于水口严重堵塞对浇铸顺行的影响。

利用本发明的工艺方法，在生产稀土钢时，可以消除絮流物中的冷凝钢，减轻或避免连铸浸入式水口的频繁堵塞。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明方法的工作原理示意图。

图2为稀土钢连铸浸入式水口堵塞情况图片。

图3为稀土钢连铸浸入式水口中的堵塞物图片；

附图标记说明：1、塞棒；2、钢液；3、中包；4、线圈托架；5、结晶器；6、浸入式水口；7、电磁感应线圈；8.供电系统；9、塞棒控制机构。

具体实施方式

本发明的解决稀土钢连铸浸入式水口堵塞的方法采用在连铸浸入式水口外侧设置非接触式电磁感应线圈，该线圈由两组电流方向相反的线圈组合而成，感应线圈装置可以沿水口轴向上下往复移动的方法，利用感应电流产生的热量，提高结晶器钢液面以上部分的浸入式水口的内壁与钢液界面处的温度，从而避免水口中冷凝钢的出现，从而避免水口堵塞。本发明采用的双线圈组可以抵消电磁场对浸入式水口内钢水流动的影响，通过调整供电系统的输出频率、电流以及感应线圈的移动速度可以有效控制冷凝钢的形成，电磁感应线圈可重复使用。

实施例1

1.本发明采用的感应线圈内径尺寸为浸入式水口外径+10～15mm，线圈外径尺寸为线圈内径+20mm，壁厚10mm，纵向长度为20mm或40mm。主要参数：输出频率为2.5～10KHz，电流为100～1000A，电压为380V。

2.本发明采用的感应线圈由电流方向相反的两组线圈组成线圈组，同步调整输出频率、电流等控制参数，抵消感应线圈产生的电磁场对水口内部钢液流动的影响。

3.本发明采用的感应线圈固定在线圈托架上，线圈可沿水口轴向往复移动，移动速度为0.1～1.0m/min。

4.在连铸开浇后，开始给感应线圈通电，浇铸过程中根据塞棒开度判断水口堵塞程度，并调整供电系统输出频率、电流以及线圈移动速度。塞棒开口度变大时，增大输出频率和电流、减小线圈移动速度，直到塞棒开口度达到平稳。

通过本发明的工艺方法，在水口外部设置感应线圈，利用感应加热可以避免稀土钢浇铸过程中浸入式水口内壁附近钢液冷凝现象的发生，大幅减轻堵塞发生时水口堵塞物的数量，保证水口中的钢液通量，避免由于水口严重堵塞对浇铸顺行的影响。

利用本发明的工艺方法，在生产稀土钢时，可以消除絮流物中的冷凝钢，减轻或避免连铸浸入式水口的频繁堵塞。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。