CN112157240A - 一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法，包括：使用钢水浇铸中间包，后设定伸入所述中间包内的塞棒的吹氩流量，使得所述吹氩流量保持恒定，所述钢水从所述塞棒和结晶器上部设有的浸入式水口之间的缝隙流入所述结晶器内；浇铸4min～10min，检测所述塞棒氩气初始背压值P₀；浇铸＞10min，调节塞棒棒位调节进入结晶器内的钢水量，并对所述塞棒氩气背压值P_n监测；根据塞棒氩气初始背压值P₀和塞棒氩气背压值P_n进行判断，包括：当P₀值在0.2bar～0.6bar时，若P_n>0.8bar；或者当P₀>0.6bar，若P_n>P₀+0.20，均判断所述结晶器浸入式水口有堵塞，准确度高。

Description

一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法。

背景技术

板坯连铸过程中在塞棒棒头、中间包上水口以及结晶器浸入式水口内壁均会吹入惰性气体—氩气，其目的主要有两个方面：1)防止钢液中的夹杂物在塞棒棒头、中间包上水口和结晶器浸入式水口内壁粘附、聚集，形成堵塞；2)同时细小的氩气泡在钢液上浮过程中会捕捉夹杂物，起到净化钢液的作用。氩气是一种惰性气体，吹入钢液内既不参加化学反应，也不溶解，纯氩内含氢、氮、氧等量很少，可以认为吹入钢液内的氩气泡对于溶解在钢液内的气体来说就像一个小的真空室，在这个小气泡内其他气体的分压力几乎为零。钢水中的气体、夹杂物等不断向氩气泡内扩散、碰撞粘附，随氩气泡逸出而去除。

铸机浇铸超低碳钢种时，容易造成浸入式水口堵塞。水口内粘附的堵塞物会引起偏流、结晶器液位波动，使铸坯产生表面质量缺陷。冲刷剥落下来的堵塞物会被卷入到钢水内或上浮到保护渣中，被凝固铸坯捕获后形成大颗粒夹杂物，影响铸坯质量，制约连浇炉数提高，严重时需被迫更换浸入式水口或导致非计划停浇事故。塞棒吹氩气是目前广为重视的结晶器关键技术之一，操作得当与否都直接影响铸坯质量和生产。塞棒是连铸过程中重要的控流元件之一，控制着钢水从中间包到结晶器的流量大小。塞棒在浇铸过程中的行为直接影响浸入式水口和结晶器内的流场；塞棒吹氩流量的大小对浸入式水口的防堵塞效果和结晶器内液面波动有直接的影响，最理想的氩气流量既要保证良好的防堵塞效果，又保证钢液不卷入保护渣。

由于水口内壁附着夹杂物，水口通钢量变小，在拉速不变的情况下会导致塞棒上涨，塞棒吹氩氩气的背压升高等现象。当发生水口堵塞的时候只能采取换水口的操作，换水口操作为降低拉速，操作工人安装新烘烤后水口，再提升拉速至正常水平。传统采用观察塞棒棒位进行观察，当塞棒棒位上涨到最大值时即进行换水口操作，但浇铸后期未上涨至最大棒位值时，经常处于堵塞一定程度而进行浇铸，结晶器内流场紊乱，影响结晶器内弯月面卷渣，会导致生成的铸坯质量下降，浇铸过程中有时塞棒棒位发生变化不明显且未上升至最大开度，而结晶器弯月面液面翻滚大，可知其内部流场发生变化较大，根据传统方法不对其进行任何操作。因此，传统采用观察塞棒棒位进行观察的方法判断不准确，影响铸坯的质量。

因此，如何开发一种能够准确判断结晶器浸入式水口堵塞的检测方法，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的是提供一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法，能够准确判断结晶器浸入式水口堵塞，操作简便，效果显著，可及时对浇铸水口堵塞进行预判断而采取相应措施，提高铸坯质量。

为了实现上述目的，本发明提供了一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法，所述方法包括：

使用钢水浇铸中间包，后设定伸入所述中间包内的塞棒的吹氩流量，使得所述吹氩流量保持恒定，所述钢水从所述塞棒和结晶器上部设有的浸入式水口之间的缝隙流入所述结晶器内；

所述浇铸4min～10min时，检测所述塞棒氩气初始背压值P₀；

所述浇铸＞10min后，通过调节所述塞棒棒位调节进入所述结晶器内的钢水量，并对所述塞棒氩气背压值P_n进行监测；

根据塞棒氩气初始背压值P₀和塞棒氩气背压值P_n对结晶器浸入式水口堵塞进行判断，包括：

当P₀值在0.2bar～0.6bar时，若P_n>0.8bar，判断所述结晶器浸入式水口有堵塞；

当P₀>0.6bar，若P_n>P₀+0.20，判断所述结晶器浸入式水口有堵塞。

进一步地，所述塞棒的下部伸入所述中间包内，所述中间包底部设有所述浸入式水口，所述中间包下方设有所述结晶器，所述浸入式水口的上部设置在所述中间包内，所述浸入式水口的下部伸入所述结晶器内，所述塞棒和所述浸入式水口同轴设置。

进一步地，所述设定伸入所述中间包内的塞棒的吹氩流量根据钢种进行设定。

进一步地，所述吹氩流量的范围为4Nl/min～6Nl/min。

进一步地，所述塞棒氩气初始背压值P₀和所述塞棒氩气背压值P_n均是指由所述塞棒管路排出的氩气气体在出口处受到的与流动方向相反的压力。

进一步地，所述对所述塞棒氩气背压值P_n进行监测，包括：每间隔5s～30s检测所述塞棒氩气背压值P_n。

进一步地，所述判断所述结晶器浸入式水口有堵塞，后更换所述结晶器上的所述浸入式水口。

进一步地，所述根据塞棒氩气初始背压值P₀和塞棒氩气背压值P_n对结晶器浸入式水口堵塞进行判断，还包括：

当P₀值在0.2bar～0.6bar时，若P_n≤0.8bar，判断所述结晶器浸入式水口无堵塞；

当P₀>0.6bar时，若P_n≤P₀+0.20，判断所述结晶器浸入式水口无堵塞。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明提供的一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法，与传统的采用观察塞棒棒位进行观察，当塞棒棒位上涨到最大值时即进行换水口操作，但有时塞棒未达到最大值时，结晶器浸入式水口已经发生一定程度的堵塞，相比，本发明通过跟踪观察浸入式水口塞棒背压的变化情况，可更及时有效的对浸入式水口内部管道通畅情况进行判定，保证结晶器内流场稳定，保证铸坯质量，该方法简单易操作，可提前对水口堵塞进行判断。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种板坯连铸吹氩的装置的结构示意图；

1、塞棒；11、中心空腔；2、中间包；3、浸入式水口；4、结晶器。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法，如图1所示，包括：

S1、使用钢水浇铸中间包，后设定伸入所述中间包内的塞棒的吹氩流量，使得所述吹氩流量保持恒定，所述钢水从所述塞棒和结晶器上部设有的浸入式水口之间的缝隙流入所述结晶器内；

S2、所述浇铸4min～10min时，检测所述塞棒氩气初始背压值P₀；

S3、所述浇铸＞10min后，通过调节所述塞棒棒位调节进入所述结晶器内的钢水量，并对所述塞棒氩气背压值P_n进行监测；

S4、根据塞棒氩气初始背压值P₀和塞棒氩气背压值P_n对结晶器浸入式水口堵塞进行判断，包括：

当P₀值在0.2bar～0.6bar时，若P_n>0.80bar，判断所述结晶器浸入式水口有堵塞；

当P₀>0.6bar，若P_n>P₀+0.20，判断所述结晶器浸入式水口有堵塞。

本发明提供的一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法，与传统的采用观察塞棒棒位进行观察，当塞棒棒位上涨到最大值时即进行换水口操作，但有时塞棒未达到最大值时，结晶器浸入式水口已经发生一定程度的堵塞，相比，本发明通过跟踪观察浸入式水口塞棒背压的变化情况，可更及时有效的对浸入式水口内部管道通畅情况进行判定，保证结晶器内流场稳定，保证铸坯质量，该方法简单易操作，可提前对水口堵塞进行判断。

且本发明人经长期实践发现：比较浇铸炉次塞棒背压与初始背压P₀变化情况，

当P₀值在值在0.2bar～0.6bar之间时，P_n应小于等于0.8bar，若P_n大于0.80bar，判断所述结晶器浸入式水口有堵塞，立即提示操作工人进行换水口操作；

当P₀>0.6bar，P_n应小于定等于P₀+0.20，若P_n>P₀+0.20，判断所述结晶器浸入式水口有堵塞，立即提示操作工人进行换水口操作。

表1某炉次塞棒初始背压与塞棒瞬时最大背压关系

之所以在所述浇铸4min～10min时，检测所述塞棒氩气背压值作为初始背压值P₀是因为：浇铸4min～10min时，由于拉速和钢水流速趋于稳定，塞棒氩气背压较为稳定；优选在所述浇铸5min时检测所述塞棒氩气背压值作为初始背压值P₀；

具体地，如图2所示，所述塞棒1内设有中心空腔11，所述塞棒1的下部伸入所述中间包2内，所述中间包2底部设有所述浸入式水口3，所述中间包2下方设有所述结晶器4，所述浸入式水口3的上部设置在所述中间包2内，所述浸入式水口4的下部伸入所述结晶器4内，所述塞棒1和所述浸入式水口3同轴设置。

具体地，所述设定伸入所述中间包内的塞棒的吹氩流量根据钢种进行设定。

通常情况下，所述吹氩流量的范围为4Nl/min～6Nl/min。

具体地，所述塞棒氩气初始背压值P₀和所述塞棒氩气背压值P_n均是指由所述塞棒管路排出的氩气气体在出口处受到的与流动方向相反的压力。

作为可选的实施方式，所述对所述塞棒氩气背压值P_n进行监测，包括：每间隔5s～30s检测所述塞棒氩气背压值P_n。

之所以每间隔5s～30s检测是因为：塞棒氩气背压值非高频数据，5s～30s检测间隔能够体现数据的变化，并且能够满足判定要求。

通过上述内容可以看出，本发明提供的一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法，通过跟踪观察浸入式水口塞棒背压的变化情况，可更及时有效的对浸入式水口内部管道通畅情况进行判定，保证结晶器内流场稳定，保证铸坯质量，该方法简单易操作，可提前对水口堵塞进行判断。

下面将结合实施例、对比例及实验数据对本申请的一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法进行详细说明。

实施例1

S1、使用钢水浇铸中间包，后根据钢种设定塞棒的吹氩流量，使得所述吹氩流量保持恒定，所述浇铸超低碳钢断面230mm×1400mm，钢种为DC06，所述塞棒的吹氩流量为4.5Nl/min。

S2、拉速1.6m/min，采用超低碳钢保护渣，过热度控制在27℃，连浇7炉，在浇铸第6炉时，钢包开启滑板浇铸5min后记录初始塞棒背压为0.41bar；

S3、每间隔10s记录塞棒瞬时背压值P₁，P₂…P_n，第7炉浇铸25min时刻，记录塞棒瞬时背压值达到0.82bar；

S4、由于P₀值在0.2bar～0.6bar之间，若P_n>0.8bar，判断所述结晶器浸入式水口有堵塞，立即进行换水口操作。

同时经观察发现结晶器内水口左侧液面出现抖动剧烈，右侧液面过于平稳，分析可能发生偏流现象，对换下水口进行拍照观察，发现水口发生明显右侧堵塞严重现象；表明所述结晶器浸入式水口堵塞的检测方法准确度高，操作简便，效果显著，可及时对浇铸水口堵塞进行预判断而采取相应措施，提高铸坯质量。采用实施例的方法经过多个浇次实验，精密度为99％以上。

实施例2

S1、使用钢水浇铸中间包，后根据钢种设定塞棒的吹氩流量，使得所述吹氩流量保持恒定，所述浇铸超低碳钢断面230mm×1750mm，钢种为DC04，所述塞棒的吹氩流量为4.5Nl/min。

S2、拉速1.3m/min，采用超低碳钢保护渣，过热度控制在31℃，连浇7炉，在浇铸第7炉时，钢包开启滑板浇铸5min后记录初始塞棒背压为0.41bar；

S3、每间隔10s记录塞棒瞬时背压值P₁，P₂…P_n，浇铸25min时刻，记录塞棒瞬时背压值达到0.83bar；

S4、由于P₀值在0.2bar～0.6bar之间，若P_n>0.8bar，判断所述结晶器浸入式水口有堵塞，立即进行换水口操作。

同时经观察发现结晶器内水口右侧液面出现抖动剧烈，左侧液面过于平稳，分析可能发生偏流现象，对换下水口进行拍照观察，发现水口发生明显左侧堵塞严重现象；表明所述结晶器浸入式水口堵塞的检测方法准确度高，操作简便，效果显著，可及时对浇铸水口堵塞进行预判断而采取相应措施，提高铸坯质量。

实施例3

S1、使用钢水浇铸中间包，后根据钢种设定塞棒的吹氩流量，使得所述吹氩流量保持恒定，所述浇铸超低碳钢断面230mm×1900mm，钢种为DC06，所述塞棒的吹氩流量为5.0Nl/min。

S2、拉速1.1m/min，采用超低碳钢保护渣，过热度控制在30℃，连浇7炉，在浇铸第7炉时，钢包开启滑板浇铸5min后记录初始塞棒背压为0.71bar。

S3、每间隔10s记录塞棒瞬时背压值P₁，P₂…P_n，浇铸17min时刻，记录塞棒瞬时背压值达到0.92bar。

S4、由于P₀>0.6bar，若P_n>P₀+0.20值，判断所述结晶器浸入式水口有堵塞，立即进行换水口操作。

对结晶器液面观察出现时而突然翻滚，时而平静，可能发生水口双侧堵塞，进行换水口操作，对换下水口观察发现水口两侧出现明显堵塞。

对比例1

该对比例采用传统方法，即传统的采用观察塞棒棒位进行观察，当塞棒棒位上涨到最大值时即进行换水口操作，具体地：

S1、使用钢水浇铸中间包，后根据钢种设定塞棒的吹氩流量，使得所述吹氩流量保持恒定，所述浇铸超低碳钢断面230mm×1650mm，钢种为DC04，所述塞棒的吹氩流量为4.5Nl/min。

S2、拉速1.3m/min，采用超低碳钢保护渣，过热度控制在26℃，连浇7炉。

S3、开浇棒位高度50mm，停浇棒位高度73mm，低于塞棒棒位最大高度85mm。

浇注过程观察发现，结晶器内水口一侧液面波动较强，另一侧液面比较平稳。对换下水口进行观察，发现水口单侧堵塞严重。表明塞棒未达到最大值，结晶器浸入式水口已经发生堵塞。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

使用钢水浇铸中间包，后设定伸入所述中间包内的塞棒的吹氩流量，使得所述吹氩流量保持恒定，所述钢水从所述塞棒和结晶器上部设有的浸入式水口之间的缝隙流入所述结晶器内；

所述浇铸4min～10min时，检测所述塞棒氩气初始背压值P₀；

所述浇铸＞10min后，通过调节所述塞棒棒位调节进入所述结晶器内的钢水量，并对所述塞棒氩气背压值P_n进行监测；根据塞棒氩气初始背压值P₀和塞棒氩气背压值P_n对结晶器浸入式水口堵塞进行判断，包括：

当P₀值在0.2bar～0.6bar时，若P_n>0.8bar，判断所述结晶器浸入式水口有堵塞；

当P₀>0.6bar，若P_n>P₀+0.20，判断所述结晶器浸入式水口有堵塞。

2.如权利要求1所述的一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法，其特征在于，所述塞棒的下部伸入所述中间包内，所述中间包底部设有所述浸入式水口，所述中间包下方设有所述结晶器，所述浸入式水口的上部设置在所述中间包内，所述浸入式水口的下部伸入所述结晶器内，所述塞棒和所述浸入式水口同轴设置。

3.如权利要求1所述的一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法，其特征在于，所述设定伸入所述中间包内的塞棒的吹氩流量根据钢种进行设定。

4.如权利要求3所述的一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法，其特征在于，所述吹氩流量的范围为4Nl/min～6Nl/min。

5.如权利要求1所述的一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法，其特征在于，所述塞棒氩气初始背压值P₀和所述塞棒氩气背压值P_n均是指由所述塞棒管路排出的氩气气体在出口处受到的与流动方向相反的压力。

6.如权利要求1所述的一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法，其特征在于，所述浇铸5min时，检测所述塞棒氩气初始背压值P₀。

7.如权利要求1所述的一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法，其特征在于，所述对所述塞棒氩气背压值P_n进行监测，包括：每间隔5s～30s检测所述塞棒氩气背压值P_n。

8.如权利要求1所述的一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法，其特征在于，所述判断所述结晶器浸入式水口有堵塞，后更换所述结晶器上的所述浸入式水口。

9.如权利要求1所述的一种结晶器浸入式水口堵塞的检测方法，其特征在于，所述根据塞棒氩气初始背压值P₀和塞棒氩气背压值P_n对结晶器浸入式水口堵塞进行判断，还包括：

当P₀值在0.2bar～0.6bar时，若P_n≤0.8bar，判断所述结晶器浸入式水口无堵塞；

当P₀>0.6bar时，若P_n≤P₀+0.20，判断所述结晶器浸入式水口无堵塞。

Images