[发明专利]一种判断板坯结晶器吹气卷渣的方法

说明书

本发明公开了一种判断板坯结晶器吹气卷渣的方法，包括以下步骤：首先根据水口最低渣线高度确定结晶器浸入式水口的插入深度H；根据连铸机检测到的结晶器液面波动数值，计算获得K值；确定保护渣物性参数的临界卷渣速度V值；获得该特定工艺参数条件下的结晶器内有效降低保护渣吹气卷渣行为的最大临界吹气量Q，即当结晶器内各区域吹入氩气总量不超过Q时，保护渣不会因为吹气而产生保护渣卷渣现象。本发明可有效控制连铸结晶器因氩气泡冲击或乳化保护渣而导致的保护渣卷渣现象，从而降低连铸坯表面夹渣率。

技术领域

本发明属于板坯结晶器吹气卷渣判断技术领域，具体地说，涉及一种判断板坯结晶器吹气卷渣的方法。

背景技术

连铸结晶器吹氩技术是用来减缓水口堵塞最常用的手段，并且氩气泡在结晶器内上升过程中可以使夹杂物吸附于气泡表面，有利于钢液中夹杂物的去除。然而大量的氩气吹入结晶器内不但对流场会有所影响，同时亦会对钢渣界面行为产生影响。

对于结晶器内的钢渣界面，由于吹气量的增大对流股的削弱作用，钢液流股对钢渣界面的剪切作用亦逐渐削弱，从而使得钢渣界面剪切卷渣及涡旋卷渣行为亦难以产生。然而随着吹气量的增加，集中在水口附近上浮的氩气泡有可能会携带附近的钢液流股冲击钢渣界面并导致大气泡冲击卷渣行为产生。此外，小气泡在穿越钢渣界面时会携带部分的钢液逃逸到保护渣中，这些钢液以液滴的形式在迅速坠入钢渣界面时其表面亦会吸附着少量保护渣并聚集在钢液界面附近。当提高吹气量时，单位时间穿过钢渣界面的气泡增加了，乳化渣层的形成效率和厚度亦会增大，从而使得结晶器更容易形成卷渣。

因此，采用吹氩工艺的连铸结晶器内，钢渣界面的卷渣行为从无吹气条件以剪切卷渣形式为主转变到吹气条件下水口附近抽吸卷渣为主。吹气条件下水口附近抽吸卷渣行为与小气泡导致的保护渣的乳化现象、保护渣对抗剪切或抽吸变形的能力、结晶器流场密切相关，同时亦与两相物性、吹氩量等因素有关。可见，由于结晶器吹氩技术而因此的结晶器卷渣行为较为复杂，目前连铸结晶器连铸生产过程中仍然难以通过较为合理定量的方式去评估评价吹入氩气量对吹气引起的卷渣行为的影响。

因此，有必要提供一种评估结晶器内因吹入氩气而引起的卷渣的临界吹氩量的方法，为连铸结晶器生产过程的吹氩技术参数设计提供依据。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述的问题，提供了一种判断板坯结晶器吹气卷渣的方法，在给定的保护渣或者结晶器水口特征参数下，通过合理调整连铸结晶器内其他控制参数，有效抑制结晶器内因剪切流股冲击而形成的保护渣吸卷行为。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种判断板坯结晶器吹气卷渣的方法，包括以下步骤：

步骤1、首先根据水口最低渣线高度确定结晶器浸入式水口的插入深度H；

步骤2、根据连铸机检测到的结晶器液面波动数值，计算获得K值，K值等于液面波动系数的1/3；

步骤3、确定保护渣物性参数的临界卷渣速度V值；

步骤4、获得该特定工艺参数条件下的结晶器内有效降低保护渣吹气卷渣行为的最大临界吹气量Q(NL/min)，Q＝468*H*V/K，即当结晶器内各区域吹入氩气总量不超过Q时，保护渣不会因为吹气而产生保护渣卷渣现象。

可选地，所述步骤1中的水口的插入深度等于最低渣线高度。

可选地，所述步骤2中的K值等于液面波动系数的1/3。

可选地，所述步骤3中的采用高粘度或弱反应性保护渣时临界卷渣速度V值的取值为0.4m/s，采用低粘度、强反应性渣时临界卷渣速度V值取值0.26m/s。

可选地，所述步骤4中的获得该特定工艺参数条件下的结晶器内有效降低保护渣吹气卷渣行为的最大临界吹气量Q(NL/min)，Q＝468*H*V/K，即当结晶器内各区域吹入氩气总量不超过Q时，保护渣不会因为吹气而产生保护渣卷渣现象，具体为：