利用外加电流抑制浸入式水口堵塞的研究进展

doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2021.04.020

耐火材料 ›› 2021, Vol. 55 ›› Issue (4): 364-368.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2021.04.020

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利用外加电流抑制浸入式水口堵塞的研究进展

孙亚东(), 杜传明(), 袁磊, 于景坤

东北大学冶金学院辽宁沈阳 110819

收稿日期:2020-09-14 出版日期:2021-08-15 发布日期:2021-08-22
通讯作者: 杜传明,男,1988年生,博士,副教授。E-mail: duchuanming@smm.neu.edu.cn
作者简介:孙亚东:男,1994年生,硕士研究生。E-mail: 964446094@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51874083)

Research progress of using external current to suppress blockage of submerged entry nozzles

Sun Yadong(), Du Chuanming(), Yuan Lei, Yu Jingkun

School of Metallurgy,Northeastern University,Shenyang 110819,Liaoning,China

Received:2020-09-14 Online:2021-08-15 Published:2021-08-22
Contact: Du Chuanming

摘要/Abstract

摘要：

钢液中夹杂物在浸入式水口内壁的黏附是导致水口结瘤和堵塞的主要原因,控制钢液中夹杂物向水口壁面的迁移和聚集是抑制水口结瘤和堵塞的重要技术措施。介绍了夹杂物在电流作用下进行迁移的电泳理论,总结了外加电流抑制水口结瘤和堵塞的应用研究,并且分析了其作用机制,同时对未来的研究进行了展望。由于外加电流对控制夹杂物迁移和抑制水口堵塞具有显著的效果,有望成为一种新的冶金技术。

关键词: 浸入式水口, 夹杂物, 结瘤, 堵塞, 外加电流

Abstract:

The adhesion of inclusions in molten steel in the inner wall of the submerged entry nozzles is the main cause of the nodules and blockage of nozzles.Controlling the migration and aggregation of inclusions to the nozzle wall is an important technical measure to inhibit the nodules and blockage.The electrophoresis theory of inclusion migration under current was introduced,the application and the mechanism of external current to inhibit the nodules and blockage were summarized,and the future research was prospected.The external current was expected to be a new metallurgical technique for controlling the migration of inclusions and inhibiting blockage.

Key words: submerged entry nozzle, inclusion, nodule, blockage, external current

中图分类号:

TF704.7

孙亚东, 杜传明, 袁磊, 于景坤. 利用外加电流抑制浸入式水口堵塞的研究进展[J]. 耐火材料, 2021, 55(4): 364-368.

Sun Yadong, Du Chuanming, Yuan Lei, Yu Jingkun. Research progress of using external current to suppress blockage of submerged entry nozzles[J]. Refractories, 2021, 55(4): 364-368.

图/表 5

图1 电流强度对电极附着层厚度的影响

图2 通电流和未通电流时的水口厚度变化

图3 正常处理和经过电流处理时的水口堵塞状况

图4 正常处理和通电处理时水口的宏观变化

图5 水口内壁附着夹杂物的形态

参考文献 36

[1]	刘成宝, 何毅, 王毅, 等. 连铸浸入式水口结瘤和堵塞的原因分析及控制措施[J]. 山东冶金, 2020, 42(3):12-15.
[2]	时朋召. 厚板坯连铸用结晶器浸入式水口结构优化与应用研究[D]. 赣州:江西理工大学, 2017.
[3]	赵瑞, 王新福, 刘国齐, 等. 连铸用浸入式水口(SEN)的发展[J]. 河南冶金, 2006(4):3-5+8.
[4]	张跃良, 金卫强, 俞国红, 等. 不锈钢连铸水口堵塞问题理论研究及现场实践[J]. 云南冶金, 2018, 47(4):110-113.
[5]	于文洋. 低硅铝镇静钢浇注过程水口堵塞原因及预防[J]. 本钢技术, 2017 (Z1):116-118.
[6]	杨明磊, 程常桂, 李阳, 等. 连铸中间包水口堵塞机理及控制技术的发展[J]. 钢铁研究学报, 2017, 29(10):773-780.
[7]	张艳利. 添加ZrSi₂对浸入式水口渣线ZrO₂-C材料性能的影响[J]. 耐火材料, 2020, 54(3):195.
[8]	杨时标, 邱文冬, 阮国智, 等. 连铸功能耐火材料用原料的发展趋势[J]. 耐火材料, 2015, 49(6):465-469.
[9]	KATSUHIRO S. Direct measurement of agglomeration force exerted between alumina particles in molten steel[J]. ISIJ International, 2014, 54(12):2780-2789. DOI URL
[10]	KATSUHIRO S, YOSHIMASA M. Mechanism of alumina adhesion to continuous caster nozzle with reoxidation of molten steel[J]. ISIJ International, 2001, 41(11):1331-1339. DOI URL
[11]	SINGH S N. Mechanism of alumina buildup in tundish nozzles during continuous casting of aluminum-killed steels[J]. Metallurgical Transactions, 1974, 5(10):2165-2178.
[12]	苏笃星, 马建超, 赵伟杰, 等. 改善低碳铝镇静钢可浇性的研究[J]. 上海金属, 2014, 36(3):42-46.
[13]	秦建宇, 宋亚楠. TS06钢连铸水口堵塞的机理分析及改善措施[J]. 天津冶金, 2013 (1):1-4.
[14]	王毅, 彭胜堂. 连铸浸入式水口结瘤堵塞的机制[J]. 钢铁研究, 1992 (2):8-12.
[15]	RYOJI T, ARATA T, AKIRA I, et al. Mechanism of deposition of inclusion and metal in ZrO₂-CaO-C immersion nozzle of continuous casting[J]. ISIJ International, 1994, 34(11):853-858. DOI URL
[16]	王占国, 杨杰, 马永红, 等. 吹氩上水口在连铸生产中的应用[J]. 河北冶金, 2011(2):22-25.
[17]	成旭东, 徐学良, 唐志军, 等. ML08Al水口堵塞的研究与解决[J]. 连铸, 2012(1):13-16.
[18]	耿佃桥, 雷洪, 赫冀成. RH装置内夹杂物聚合与去除的三维数值模拟[J]. 钢铁研究学报, 2009, 21(12):10-13.
[19]	钟云波, 任忠鸣, 张邦文, 等. 电熔剂去除金属熔体中夹杂物的机理及效率分析[J]. 中国有色金属学报, 2004(8):1329-1334.
[20]	PAIK Y H, YOON W J, SHIN H C. Static electrification of solid oxide in liquid metal and electrical double layer at the interface[J]. Journal of Colloid and Interface Science, 2004, 269(2):354-357. DOI URL
[21]	杜慧玲, 王建中, 齐锦刚, 等. 脉冲电场对海水中悬浮颗粒物沉降效率的影响[J]. 天津大学学报, 2007(11):1305-1308.
[22]	KIM J. Separation of oxide inclusions from liquid metal in an applied electrostatic field[J]. Metals and Materials International, 2003, 9(6):593-597. DOI URL
[23]	张令. 脉冲电流对钢液中夹杂物分布影响的研究[D]. 沈阳:东北大学, 2015.
[24]	周秀丽. 脉冲电流防水口堵塞的应用研究[J]. 连铸, 2017, 42(2):27-31.
[25]	DAI W B, YU J K, DU C M, et al. Refinement of inclusions in molten steel by electric current pulse[J]. Materials Science and Technology, 2015, 31(13):1555-1559. DOI URL
[26]	孙勇, 马北越, 于景坤. 施加电场对连铸水口防堵塞性能的影响[J]. 连铸, 2008(6):11-13.
[27]	MASAYUKI K. Recent development of steelmaking process in sumitomo metals[J]. Journal of Iron and Steel Research International, 2011, 18(S2):28-35.
[28]	冯士超, 王艳红, 梁慧智, 等. 住友金属洁净钢生产工艺技术现状[J]. 世界钢铁, 2012, 12(4):17-21+25.
[29]	PAIK Y H, SHIN H C, LEE J M. Electrical charge of metal oxides in liquid metals[J]. Metals & Materials, 1998, 4(5):995-1000.
[30]	YU J K, YANG X, LIU Z Y. Anti-clogging of submerged entry nozzle through control of electrical characteristics[J]. Ceramics International, 2017, 43(15):13025-13029. DOI URL
[31]	YANG X, LIU Z Y, YU J K. Anti-fouling of submerged entry nozzle with electric current pulse[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2017, 259:341-345. DOI URL
[32]	刘朝阳, 于景坤, 袁磊, 等. 外加电流对钢中夹杂物影响的研究进展[J]. 中国冶金, 2018, 28(4):7-12.
[33]	TIAN C, YU J K, JIN E D, et al. Effect of interfacial reaction behavior on the submerged entry nozzle by the electric current pulse[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2019, 809:151825. DOI URL
[34]	DAI W B, ZHOU X L, YANG X. Formation of dense inclusion buildup on submerged entry nozzle by electric current pulse[J]. Acta Metallurgica Sinica(English Letters), 2016, 29(5):500-504.
[35]	杨鑫, 周秀丽, 于景坤. 控制浸入式水口带电行为改善水口堵塞的研究[C]// 第十一届中国钢铁年会论文集,北京, 2017:251-255.
[36]	TIAN C, YU J K, JIN E D, et al. Effect of interfacial reaction behavior on the clogging of SEN in the continuous casting of bearing steel containing rare earth elements[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2019, 792:1-7. DOI URL

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[1]	田晨, 职建军, 甘菲芳, 范正洁, 高华, 袁磊, 刘国齐, 于景坤, 李红霞. ZrO₂-C质浸入式水口渣线耐火材料的侵蚀机制分析[J]. 耐火材料, 2023, 57(2): 113-116.
[2]	李延, 袁磊, 田晨, 刘国齐, 于景坤, 李红霞. 脉冲电场对浸入式水口渣线耐火材料侵蚀的影响[J]. 耐火材料, 2022, 56(5): 374-379.
[3]	杨全海, 王重君, 白晓卫, 杨晓乐, 丁宁, 罗诚. 长寿命板坯中间包的生产实践[J]. 耐火材料, 2021, 55(6): 522-524.
[4]	刘国齐, 李红霞, 袁磊, 杨文刚, 钱凡, 马渭奎, 于建宾, 顾强, 于景坤. 连铸用浸入式水口防结瘤研究进展[J]. 耐火材料, 2021, 55(6): 533-538.
[5]	魏昌晟1,2), 雷贤卿1), 曹喜营2）, 闫广周2). TRIZ创新方法在浸入式水口成型工艺改进中的应用[J]. , 2020, 54(2): 152-155.
[6]	郁书中1),彭学峰1),崔任渠1),刘正龙2),邓承继2). 含不烧镁橄榄石的镁质中间包涂料对汽车板钢洁净度的影响[J]. , 2019, 53(2): 101-105.
[7]	闫广周,钱凡,杨文刚,刘国齐. 不同添加剂对镁碳质水口材料性能的影响[J]. , 2018, 52(2): 135-139.
[8]	孟红涛,王允,郝明选. 机压弥散型中间包镁质气幕挡墙的研制及应用[J]. , 2016, 50(1): 67-68.
[9]	杨时标，邱文冬，阮国智，金从进. 连铸功能耐火材料用原料的发展趋势[J]. , 2015, 49(6): 465-469.
[10]	卢一国刘志云刘俊宇王海龙. 用后焦炉蓄热室格子砖的研究[J]. , 2015, 49(5): 326-331.
[11]	杨文刚李红霞刘国齐马天飞钱凡于建宾. 高效连铸用薄板坯浸入式水口结构设计[J]. , 2015, 49(5): 332-334.
[12]	柴近，段辉，顾华志. A12O3-C质浸入式水口抗氧化涂料的研制[J]. , 2015, 49(2): 144-145.
[13]	田锋,于建宾,刘国齐,杨文刚,魏昌晟. 高可靠性梯度功能耐火材料[J]. , 2014, 48(6): 455-457.
[14]	姚金甫1）,沈钟铭2）,金从进1）. 钙处理钢对浸入式水口的侵蚀分析[J]. , 2014, 48(5): 377-378.
[15]	何成1),魏耀武2),杜鹏1),郑怡1),王堂玺1),高山娇1). 镁质中间包涂料中六偏磷酸钠加入量对IF钢夹杂的影响[J]. , 2013, 47(3): 187-189.