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编辑：保温砖
时间：2020-12-03
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连铸浸入式水口是连接中间包和结晶器的关键耐材，钢水通过浸入式水口进入结晶器，通过实时调节浸入式水口 上部与塞棒的相对位置，改变两者之间的缝隙，控制着浸入式水口截面过钢量和连铸机生产效率，决定着结晶器液面 状态，从而影响到连铸坯质量。轻质保温砖在传输过程中，钢水与浸入式水口内壁不可避免地接触，钢水含有的夹杂物在水口内 壁粘附、聚集，随着时间延长，在水口内壁形成结瘤物。这些结瘤物一方面易被钢水冲刷进入结晶器，以较大尺寸的 夹杂物留存在连铸坯内;另一方面由于结瘤物形状不规则，造成塞棒控制失稳和结晶器液面大幅波动，严重时引起水口 堵塞，甚至导致连铸停浇的生产事故。
基于结瘤物和堵塞物的来源，针对其形成原因，（详见本站文章：水口结瘤物、堵塞物的结构以及原因分析）。 目前可以减少或降低浸入式水口结瘤和堵塞的控制措施主要包括：山东耐火砖改善水口材质及结构、减少夹杂物或改性夹杂物、 优化局部钢水流动状态和施加外场。
1、改善水口材质及结构
鉴于夹杂物在水口内壁的粘附导致结瘤和堵塞，水口内壁的表面状态影响粘附的效率。水口内壁选用无碳材料， 可以避免烘烤脱碳造成的表面缺陷，提高水口内壁光滑程度，减轻水口结瘤;在水口内壁使用致密Al2O3涂层也可以起 到改善效果。水口基体材质的改变，尤其是钢水温度条件下稳定性良好材料的引用可以抑制水口结瘤，在锆层添加YS Z材料能够减少部分钢种的水口堵塞，钛酸钙材质的水口的防堵效果明显优于铝碳质水口，锆酸钙水口材质水口略好 于铝碳质水口。另一方面，改善水口的形状，减少钢水流动速度或温度场的突然变化，重点是减少钢水在内壁表面的 停滞时间，可以抵制结瘤或堵塞。
2、减少夹杂物或改性夹杂物
夹杂物是水口结瘤和堵塞的物质基础，减少夹杂物或改性夹杂物都会影响到夹杂物在水口的粘附行为。在满足成 分要求的前提下，将高熔点的夹杂物转变化为低熔点的夹杂物。例如钙处理能将熔点较高的Al2O3夹杂转化为低熔点 的铝酸钙物质，T.Botelho[32]和R.E.Lino等人详细介绍了可以减轻水口堵塞的液态夹杂物成分范围。
3、优化局部钢水流动状态
浸入式水口周围区域吹氩，包括塞棒头部、水口座砖、水口上部或水口中部等位置吹氩，可以降低空气流动形成 的负压，减少从水口吸入的氧，降低夹杂物的生成，优化局部钢水的流动状态，促进夹杂物的上浮，阻挡钢水与内壁 的接触，能够针对性地降低某些部位的结瘤或堵塞。在外部电磁场的作用下，水口内部的钢水能够旋转流动，大幅减少偏流的发生，冲刷水口壁粘附的夹杂物，可以在一定程度上抑制水口堵塞。另外在浸入式水口外侧装配保温或加热 装置立面，借鉴钢包电磁出钢水口的方法，在水口座砖内置入感应线圈，通过电磁感应加热，可有利于抑制浸入式水 口上部区域的水口堵塞。在浸入式水口保温方面，文献提出了水口外层使用陶瓷纤维隔热，增加水口内层厚度、应用 绝热材料等浸入式水口保温措施。
4、施加外场
随着制造业和装备水平的提高，越来越多的先进技术应用到钢铁生产。对于某些钢种，施加外场可能具有良好的 应用效果。文献报道了电磁搅拌可以减少钢水在浸入式水口上部的停滞时间，减少夹杂物在水口壁上的粘附。在浸入 式水口下部区域也有电磁搅拌技术的应用，杨莹等人利用电磁装置使钢水在水口内部形成旋流，Al2O3等夹杂物向旋 流中心移动，抑制了水口堵塞。在基于双层电荷模型的理论基础上，将外置电源和连铸部件形成回路，塞棒接正极、 水口接负极(图2c)，可以减轻Al2O3在浸入式水口上的堵塞。张新房等系统总结了脉冲电流调控金属熔体中的非金属 夹杂物技术，对比了直流电、交流电、脉冲电流等外场对夹杂物行为的影响，指出脉冲电流去除夹杂物技术在抑制稀 土钢等钢种的水口堵塞方面具有极佳的应用前景。
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