[发明专利]一种局部调控连铸结晶器渣道内保护渣相态分布的电脉冲装置及方法

说明书

本发明公开了一种局部调控连铸结晶器渣道内保护渣相态分布的电脉冲装置，包括脉冲电源、示波器以及一对片状电极，所述一对片状电极相对设置在结晶器的内外两侧，所述脉冲电源以及示波器与所述片状电极电性连接。本发明还公开了一种采用上述电脉冲装置局部调控连铸结晶器渣道内保护渣相态分布的方法。本发明能够有效提高保护渣局部的结晶率，改善保护渣控制传热的能力，同时可以调控局部保护渣的流变性，有利于渣膜均匀分布，从而改善铸坯质量。

技术领域

本发明属于钢铁连铸技术领域，尤其涉及一种局部调控连铸结晶器渣道内保护渣相态分布的电脉冲装置及方法。

背景技术

连铸结晶器保护渣是连铸过程中重要的功能材料，在连铸结晶器内发挥绝热保温、防止液面结壳、隔绝空气、防止钢水二次氧化、改善铸坯润滑条件、控制传热以及吸收非金属夹杂等重要作用，因此冶炼过程中,连铸保护渣性能对连铸过程的顺利进行以及钢材质量都有极大的影响。

在连铸过程中，保护渣首先经人工或加样机加入结晶器，在吸收了钢水(约1500℃)的热量后，与钢液接触的保护渣发生熔化，并在钢水表面形成一层液渣层。液态保护渣在结晶器泵吸作用的带动下会流入坯壳与结晶器壁的间隙，从而形成一层保护渣膜结构。流入间隙的这部分液态保护渣，遇到水冷结晶器壁因急冷而发生凝固，一部分会形成固态保护渣。一般来说，结晶器壁与坯壳之间的保护渣膜依次分为玻璃层、结晶层和液态层。渣膜内的结晶层主要作用是控制传热，传热太快或传热不均匀，都会产生热应力，容易导致铸坯裂纹；反之，传热太慢或传热不充分，由于凝固坯壳太薄，易产生鼓肚，甚至发生拉漏事故。因此，对保护渣的结晶以及相变过程进行调控对改善铸坯质量具有非常重要的理论和现实意义。而目前对保护渣结晶性能进行调控主要是通过改变保护渣成分来实现的，改变成分就导致全部保护渣的结晶性能都发生改变，同时也会导致保护渣其他物理化学性能的变化。所以采用其他手段对局部保护渣相态分布进行调控就具有重要的理论和现实意义。

从文献检索的情况来看，虽然目前有少量利用电脉冲对连铸结晶器保护渣相态调控的专利，但全部是对保护渣整体性能的改变与调控，没有针对渣膜局部缺陷的调控方法。比如说公开号为CN 108746533A的专利《一种脉冲电流控制连铸结晶器保护渣结晶度的方法》，公开的是一种利用脉冲电流实时控制保护渣结晶度的方法，虽然能调控连铸结晶器保护渣的结晶行为，但无法只改变局部渣膜的性质同时不影响其他位置保护渣结晶情况，不能解决铸坯局部缺陷的问题；公开号为CN 107622726A的专利《一种电脉冲作用下连铸结晶器内保护渣结晶与传热行为的模拟装置及方法》公开了一种施加电脉冲调控连铸结晶器内保护渣结晶与传热行为的模拟装置及方法，但同样是通过改变结晶器内所有保护渣的性质进行调控。

发明内容

本发明首次开发出了局部调控连铸结晶器渣道内保护渣相态分布的脉冲装置以及完善了该装置的使用方法。

本发明的目的之一在于提供一种局部调控连铸结晶器渣道内保护渣相态分布的电脉冲装置及方法。该方法能够有效的控制结晶器壁与坯壳间局部保护渣的凝固、结晶行为，改善渣膜传热条件，很好地防止了渣膜分布不均、传热不均匀等造成的铸坯表面质量问题。

本发明一种局部调控连铸结晶器渣道内保护渣相态分布的电脉冲装置，其包括脉冲电源、电极支架、示波器以及一对片状电极，连接杆A、连接杆B；所述一对片状电极由片状电极C、片状电极D构成；所述连接杆A上设有绝缘保护套；所述连接杆A的一端与片状电极C相连，另一端用导线与脉冲电源相连，或另一端用导线通过示波器与脉冲电源相连；所述连接杆的材质为刚性材质、优选为金属材质，所述绝缘保护套的材质为陶瓷材质；

所述片状电极D通过连接杆B及导线连接到脉冲电源上，或所述片状电极D通过连接杆B及导线连接到示波器上，所述示波器与脉冲电源相连；

所述一对片状电极相对设置在结晶器的内外两侧，且片状电极C位于结晶器的内侧，所述片状电极D位于结晶器的外侧；所述片状电极C不溶于钢液中；