[发明专利]软接触电磁连铸结晶器切缝复合密封方法

说明书

本发明公开了一种软接触电磁连铸结晶器切缝复合密封方法，是采用冷喷涂方法，或热喷涂方法，或焊接方法，首先在切缝中间加入填充材料，使填充材料填满切缝的中间部位，然后分别从结晶器铜管内腔和外壁向切缝内加入密封材料，加入的密封材料分别与结晶器铜管内腔壁和外表面齐平，使填充材料、密封材料和结晶器基体连成一体，实现分瓣体与切缝完全密封。本发明实施简单，密封性能好，透磁性好，且易于加工成型，成本低廉，适合工业生产应用。

技术领域

本发明涉及一种软接触电磁连铸结晶器的加工方法，特别是涉及一种软接触电磁连铸结晶器切缝密封方法，应用于冶金设备技术领域。

背景技术

软接触电磁连铸技术是一项新兴的电磁连铸技术，其原理是利用高频交变磁场在液态金属中产生的电磁力以减少液态金属与结晶器壁的接触，从而有效减轻甚至消除结晶器振动造成的铸坯表面振痕缺陷的目的。

传统连铸结晶器通常由一块整体的铜导体组成，但铜材质对高频电磁场屏蔽作用大，会造成磁场无法穿透结晶器作用在液态金属上，为解决电磁场无法作用在钢液上这一问题，一般采用切缝电磁软接触连铸结晶器，即类似水冷坩锅的分瓣体结构。现有的专利中，中国专利，CN01254020.X和CN159718A等均公开了结晶器的切缝形式，切缝虽可以解决电磁场穿透屏蔽的问题，但由于切缝式结晶器在使用过程中，会发生热胀冷缩效应，切缝有被压缩或胀大的趋势，影响电磁场的渗透效果，同时由于切缝的存在，导致结晶器的整体强度降低，冷却水回路设计复杂等缺点，无法用于实际工业生产中。因此，设计出同时满足高透磁性和冷却水回路安全的结晶器是软接触电磁连铸这一技术能否工业化的关键。

由于切缝式结晶器存在上述缺陷，促进了无缝式软接触结晶器和切缝密封式结晶器的研究。中国专利CN101327560A和CN109207792A等公开了分段式无缝电磁连铸结晶器，其思路是在弯月面上部结晶器壁用高电阻的无磁性不锈钢或铜基复合材料制成，下部采用高导电率的铜质材料，该结晶器可以有效地提高透磁效率，但由于两种材料衔接困难，尚无法在工业中应用。而另一种是采用电绝缘性好的密封材料或密封方法对切缝进行密封以实现冷却水回路安全且不影响结晶器透磁性。中国专利CN2724884Y公开了切缝内采用陶瓷和钎焊材料一起密封的方法，可实现陶瓷片与结晶器铜管本体紧密封接，但由于焊接面窄小，陶瓷片表面金属化预处理后很难把钎料均匀的填入，导致焊接效果不好，达不到密封的目的。因此，上述结晶器目前均处于开发阶段，都尚未应用于实际的工业生产。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于提供一种软接触电磁连铸结晶器切缝复合密封方法。该密封方法有效地解决了全水冷软接触结晶器切缝密封的问题，避免钢水外渗与冷却水接触造成的安全隐患，同时能满足高频电磁场对结晶器铜管的绝缘和导磁性能的要求，具有强度高、刚度大和耐热性能好的优点，适合工业生产中应用。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种软接触电磁连铸结晶器切缝复合密封方法，在结晶器壁上制作镂空切缝或非镂空切缝，然后对切缝进行清洗和预处理，所述镂空切缝贯穿结晶器壁内外表面，所述非镂空切缝为朝向结晶器壁外表面敞开的深缝形凹槽；在切缝中间加入填充材料，所述填充材料为电的不良导体，使填充材料填满切缝的中间部位，并使填充材料表面未及切缝开口方向的结晶器壁表面，形成浅槽；然后向浅槽继续加入密封材料直至填满浅槽，密封材料采用能与结晶器基体材料牢固结合的材料，从而使密封材料表面与切缝开口方向的结晶器铜管表面齐平，使填充材料、密封材料和基体连成一体，实现软接触电磁连铸结晶器的分瓣体与切缝的完全密封，从而防止钢水外渗。

作为本发明优选的技术方案，填充材料为ZrO₂、SiC、TiC或Al₂O₃中的任意一种或任意几种的混合，填充材料形态采用粉末状或片状。

作为本发明优选的技术方案，填充材料的填充厚度d小于结晶器铜管壁厚度。