[發(fā)明專利]一種局部調(diào)控連鑄結晶器渣道內(nèi)保護渣相態(tài)分布的電脈沖裝置及方法

有效

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• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110076309B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 周樂君;王萬林;潘子航;陳俊宇;吳厚發(fā)
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B22D11/18
• 分類號: B22D11/18;B22D11/111
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 蔣太煒

本發(fā)明公開了一種局部調(diào)控連鑄結晶器渣道內(nèi)保護渣相態(tài)分布的電脈沖裝置，包括脈沖電源、示波器以及一對片狀電極，所述一對片狀電極相對設置在結晶器的內(nèi)外兩側(cè)，所述脈沖電源以及示波器與所述片狀電極電性連接。本發(fā)明還公開了一種采用上述電脈沖裝置局部調(diào)控連鑄結晶器渣道內(nèi)保護渣相態(tài)分布的方法。本發(fā)明能夠有效提高保護渣局部的結晶率，改善保護渣控制傳熱的能力，同時可以調(diào)控局部保護渣的流變性，有利于渣膜均勻分布，從而改善鑄坯質(zhì)量。

技術領域

本發(fā)明屬于鋼鐵連鑄技術領域，尤其涉及一種局部調(diào)控連鑄結晶器渣道內(nèi)保護渣相態(tài)分布的電脈沖裝置及方法。

背景技術

連鑄結晶器保護渣是連鑄過程中重要的功能材料，在連鑄結晶器內(nèi)發(fā)揮絕熱保溫、防止液面結殼、隔絕空氣、防止鋼水二次氧化、改善鑄坯潤滑條件、控制傳熱以及吸收非金屬夾雜等重要作用，因此冶煉過程中,連鑄保護渣性能對連鑄過程的順利進行以及鋼材質(zhì)量都有極大的影響。

在連鑄過程中，保護渣首先經(jīng)人工或加樣機加入結晶器，在吸收了鋼水(約1500℃)的熱量后，與鋼液接觸的保護渣發(fā)生熔化，并在鋼水表面形成一層液渣層。液態(tài)保護渣在結晶器泵吸作用的帶動下會流入坯殼與結晶器壁的間隙，從而形成一層保護渣膜結構。流入間隙的這部分液態(tài)保護渣，遇到水冷結晶器壁因急冷而發(fā)生凝固，一部分會形成固態(tài)保護渣。一般來說，結晶器壁與坯殼之間的保護渣膜依次分為玻璃層、結晶層和液態(tài)層。渣膜內(nèi)的結晶層主要作用是控制傳熱，傳熱太快或傳熱不均勻，都會產(chǎn)生熱應力，容易導致鑄坯裂紋；反之，傳熱太慢或傳熱不充分，由于凝固坯殼太薄，易產(chǎn)生鼓肚，甚至發(fā)生拉漏事故。因此，對保護渣的結晶以及相變過程進行調(diào)控對改善鑄坯質(zhì)量具有非常重要的理論和現(xiàn)實意義。而目前對保護渣結晶性能進行調(diào)控主要是通過改變保護渣成分來實現(xiàn)的，改變成分就導致全部保護渣的結晶性能都發(fā)生改變，同時也會導致保護渣其他物理化學性能的變化。所以采用其他手段對局部保護渣相態(tài)分布進行調(diào)控就具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

從文獻檢索的情況來看，雖然目前有少量利用電脈沖對連鑄結晶器保護渣相態(tài)調(diào)控的專利，但全部是對保護渣整體性能的改變與調(diào)控，沒有針對渣膜局部缺陷的調(diào)控方法。比如說公開號為CN 108746533A的專利《一種脈沖電流控制連鑄結晶器保護渣結晶度的方法》，公開的是一種利用脈沖電流實時控制保護渣結晶度的方法，雖然能調(diào)控連鑄結晶器保護渣的結晶行為，但無法只改變局部渣膜的性質(zhì)同時不影響其他位置保護渣結晶情況，不能解決鑄坯局部缺陷的問題；公開號為CN 107622726A的專利《一種電脈沖作用下連鑄結晶器內(nèi)保護渣結晶與傳熱行為的模擬裝置及方法》公開了一種施加電脈沖調(diào)控連鑄結晶器內(nèi)保護渣結晶與傳熱行為的模擬裝置及方法，但同樣是通過改變結晶器內(nèi)所有保護渣的性質(zhì)進行調(diào)控。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明首次開發(fā)出了局部調(diào)控連鑄結晶器渣道內(nèi)保護渣相態(tài)分布的脈沖裝置以及完善了該裝置的使用方法。

本發(fā)明的目的之一在于提供一種局部調(diào)控連鑄結晶器渣道內(nèi)保護渣相態(tài)分布的電脈沖裝置及方法。該方法能夠有效的控制結晶器壁與坯殼間局部保護渣的凝固、結晶行為，改善渣膜傳熱條件，很好地防止了渣膜分布不均、傳熱不均勻等造成的鑄坯表面質(zhì)量問題。

本發(fā)明一種局部調(diào)控連鑄結晶器渣道內(nèi)保護渣相態(tài)分布的電脈沖裝置，其包括脈沖電源、電極支架、示波器以及一對片狀電極，連接桿A、連接桿B；所述一對片狀電極由片狀電極C、片狀電極D構成；所述連接桿A上設有絕緣保護套；所述連接桿A的一端與片狀電極C相連，另一端用導線與脈沖電源相連，或另一端用導線通過示波器與脈沖電源相連；所述連接桿的材質(zhì)為剛性材質(zhì)、優(yōu)選為金屬材質(zhì)，所述絕緣保護套的材質(zhì)為陶瓷材質(zhì)；

所述片狀電極D通過連接桿B及導線連接到脈沖電源上，或所述片狀電極D通過連接桿B及導線連接到示波器上，所述示波器與脈沖電源相連；

所述一對片狀電極相對設置在結晶器的內(nèi)外兩側(cè)，且片狀電極C位于結晶器的內(nèi)側(cè)，所述片狀電極D位于結晶器的外側(cè)；所述片狀電極C不溶于鋼液中；