旋渦對(duì)鋼液的不利影響及防范措施

李德軍，許孟春，李曉偉，于賦志（鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院，遼寧　鞍山114009）

綜述

旋渦對(duì)鋼液的不利影響及防范措施

李德軍，許孟春，李曉偉，于賦志
（鞍鋼集團(tuán)鋼鐵研究院，遼寧鞍山114009）

闡述了煉鋼生產(chǎn)過程中旋渦產(chǎn)生的原因及危害，介紹了國內(nèi)外針對(duì)旋渦所進(jìn)行的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向，提出了利用電磁力來抵消產(chǎn)生旋渦的驅(qū)動(dòng)力，從而減小或消除旋渦給鋼液帶來的不利影響。

煉鋼；旋渦；潔凈鋼；夾雜物；電磁力

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)鋼材性能的要求日益嚴(yán)格，對(duì)鋼材質(zhì)量的要求不斷提高，進(jìn)一步減少鋼中雜質(zhì)和夾雜物含量，提高鋼的潔凈度，是本世紀(jì)鋼鐵生產(chǎn)的發(fā)展方向之一［1］。目前，國內(nèi)外已建立了潔凈鋼及相關(guān)產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)流程，鋼中有害元素C、S、P、N、H、T.O含量之和可控制在0.01%以下。一些冶金學(xué)家還提出了超潔凈鋼的概念，并將其界定為有害元素C、S、P、N、H、T.O含量之和在0.004%以下［2］。如何最大程度地降低鋼中夾雜物的含量是潔凈鋼生產(chǎn)必須解決的問題。煉鋼生產(chǎn)過程中，鋼液在每個(gè)工序完成相應(yīng)的冶煉任務(wù)后，都會(huì)從一種冶金容器向另一種冶金容器流入，其中包括鋼液從轉(zhuǎn)爐或電爐向鋼包流入、鋼包向中間包流入以及中間包向結(jié)晶器流入。鋼液在流入過程中，由于受地球偏向力（科氏力）的作用，在流入末期都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)重要的物理現(xiàn)象，即當(dāng)容器內(nèi)鋼液達(dá)到一定高度時(shí)，就會(huì)在鋼液上方產(chǎn)生旋渦。旋渦容易造成卷渣，尤其在出鋼末期當(dāng)鋼液高度低于旋渦臨界高度時(shí)，旋渦甚至卷入氣體，對(duì)潔凈鋼的生產(chǎn)十分不利。為抑制旋渦的產(chǎn)生，降低反應(yīng)器的旋渦臨界高度，人們進(jìn)行了大量的研究工作［3-4］。本文對(duì)轉(zhuǎn)爐出鋼、鋼包出鋼和中間包出鋼三個(gè)工藝過程旋渦卷渣的危害及目前的一些防范措施進(jìn)行了介紹，提出利用電磁力抵消產(chǎn)生旋渦的驅(qū)動(dòng)力，以減少旋渦帶來的危害。

1　旋渦卷渣的原因分析

為了分析旋渦卷渣，有必要對(duì)旋渦的形成機(jī)理進(jìn)行分析。眾所周知，地球本身是一個(gè)勻速旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，在地球上流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)實(shí)際上相當(dāng)于質(zhì)點(diǎn)對(duì)于旋轉(zhuǎn)剛體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。為了描述流體質(zhì)點(diǎn)在旋轉(zhuǎn)體系中的運(yùn)動(dòng)，法國科學(xué)家科里奧利首次將一種假想力引入到旋轉(zhuǎn)體系當(dāng)中。由于用此力可以很好地解釋流體的旋流現(xiàn)象，因此，很快在流體運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，后將此力命名為科氏力。從物理學(xué)角度來考慮，科氏力與離心力一樣，都不是真實(shí)存在的，而是慣性作用在非慣性系當(dāng)中的體現(xiàn)，科氏力的矢量計(jì)算公式如下［5］：

式中，F(xiàn)為科氏力；m為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量；υ為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度；ω為旋轉(zhuǎn)體系的角速度。

從上述的分析可知，鋼水在從一個(gè)容器轉(zhuǎn)入到另一個(gè)容器的過程中，包括轉(zhuǎn)爐流向鋼包、鋼包流向中間包以及中間包流向結(jié)晶器時(shí)，存在流體質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)剛體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在這一過程中，科氏力F都會(huì)作用于體系當(dāng)中，從而使鋼液產(chǎn)生匯流旋渦、排流沉坑和渣鋼乳化3種下渣機(jī)制［6］。出鋼過程中形成的旋渦效果如圖1所示。

圖1　出鋼過程中形成的旋渦效果

旋渦產(chǎn)生的原因是轉(zhuǎn)爐、鋼包、中間包等容器出鋼過程中，隨著出鋼的進(jìn)行，鋼液面不斷垂直下降，當(dāng)液面降到一定高度時(shí)，鋼液便開始向出鋼口中線匯集，并在渣層表面形成凹渦，此時(shí)的液面高度一般稱為臨界起旋高度。剛產(chǎn)生的凹渦位置并不是固定的，受到旋渦影響此時(shí)鋼渣界面發(fā)生相互運(yùn)動(dòng)并開始乳化，渣粒進(jìn)入鋼液中，但此時(shí)由于凹渦位置較高而不能使渣粒隨鋼流進(jìn)入到出鋼口。但是隨著鋼液面的進(jìn)一步降低，凹渦會(huì)越來越明顯，旋流速度也越來越大，直至貫通到出鋼口，這時(shí)的液面高度稱為貫通高度，渣子會(huì)進(jìn)入到出鋼口產(chǎn)生卷渣。當(dāng)液面下降到一定高度時(shí)，由于離心力的作用，原本向出鋼口中心線匯流而出的鋼液質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生切向速度、角速度，使其運(yùn)動(dòng)軌跡越來越偏離徑向而演變成繞中心線的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，直到最終發(fā)展為具有強(qiáng)烈抽吸作用的貫通出流口的漏斗狀旋渦，致使渦芯卷氣或卷渣而下［7-8］。

2　煉鋼各環(huán)節(jié)旋渦的危害及防護(hù)措施

2.1轉(zhuǎn)爐出鋼旋渦的危害及防范措施

對(duì)于轉(zhuǎn)爐出鋼來說，鋼液從轉(zhuǎn)爐向鋼包出鋼的末期，產(chǎn)生的旋渦會(huì)將鋼渣卷入到鋼水中，旋渦嚴(yán)重時(shí)還會(huì)吸入空氣，易造成鋼包中渣量大及鋼水的二次氧化。由于轉(zhuǎn)爐末期渣中氧含量和磷含量高，會(huì)產(chǎn)生一系列的問題如鋼水回磷、脫氧劑消耗增大、合金收得率降低、鋼中夾雜物增多、鋼水潔凈度惡化以及鋼包粘渣增加耐火材料的消耗等。另外，轉(zhuǎn)爐下渣還容易導(dǎo)致鋼包頂渣過厚，增加了精煉的難度。抑制轉(zhuǎn)爐出鋼渦流卷渣主要有以下幾種方法。

（1）電磁擋渣法

為了減少轉(zhuǎn)爐下渣量，日本鋼管公司發(fā)明了電磁擋渣法［9］。該方法是在轉(zhuǎn)爐出鋼口外圍安裝電磁泵，出鋼時(shí)啟動(dòng)電磁泵，磁場(chǎng)使鋼流直徑變細(xì)，降低出鋼口上方鋼液面吸入的渦流臨界高度，可以有效防止?fàn)t渣通過出鋼口流出。該公司250 t轉(zhuǎn)爐上安裝了可產(chǎn)生約1 500 G磁場(chǎng)的電磁泵，擋渣效果顯著。

（2）出鋼口吹氣干擾渦流法

經(jīng)多年研究，日本鋼管公司得出了爐內(nèi)出鋼末期鋼液中混入爐渣的原因主要是出鋼口上方引起的旋渦，這種旋渦形成的位置越高，越容易將熔渣卷入鋼液，因此，如果抑制旋渦的形成高度或?qū)ζ溥M(jìn)行干擾，即可降低所產(chǎn)生旋渦的臨界高度，進(jìn)而減少旋渦卷渣。

為此，日本鋼管公司提出了出鋼口吹氣干擾旋渦形成的方法。這種方法的原理是將惰性氣體吹管安裝在轉(zhuǎn)爐出鋼口的周圍，在轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)，通過惰性氣體吹管向爐內(nèi)吹入高壓的惰性氣體，能夠有效阻止?fàn)t渣流出。韓國光陽廠也研制了類似的方法，在出鋼末期即將產(chǎn)生旋渦時(shí)，向出鋼口上方的鋼液面吹入高壓氬氣，將鋼液面上的爐渣吹散，同時(shí)形成一個(gè)類似于氧槍吹氧過程中產(chǎn)生的凹坑，很好地抑制了出鋼口上部形成的旋渦。采用本方法鋼包內(nèi)渣層厚度為20～50 mm，而采用擋渣球法渣層厚度是70～90 mm。另外，加拿大伊利湖鋼鐵公司研究認(rèn)為［10］，當(dāng)230 t轉(zhuǎn)爐出鋼口上方鋼水高度為125 mm時(shí)，開始出現(xiàn)渦流卷渣現(xiàn)象為防止渦流卷渣，在出鋼口附近加裝了多孔透氣磚，通過吹氣來干擾渦流，使鋼包渣層厚度小于75 mm。

（3）均流出鋼口擋渣

均流出鋼口擋渣法是奧地利人提出的［11］，它利用均流出鋼口來減弱出鋼時(shí)的渦流效應(yīng)。均流出鋼口是一個(gè)有收縮和帶倒錐度形狀的出鋼口，可以減弱出鋼臨近結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的渦流效應(yīng)，減少鋼水卷渣。并且當(dāng)鋼水流過均流出鋼口時(shí)，流通斷面逐漸減小，鋼水流速緩慢增加，這是個(gè)均勻、漸變的過程。因此，鋼流能形成緊密流股，從而也減少了鋼水的氧化程度，出鋼口壽命也有所提高。比利時(shí)的LD—LBE廠采用了帶倒錐度的出鋼口，減少了渦流效應(yīng)，有效地防止了出鋼末期的旋渦卷渣。

（4）無旋渦水口控制法

該方法與均流出鋼口擋渣類似，也是通過改變水口結(jié)構(gòu)降低旋渦臨界高度［12］，從而抑制渦流卷渣的發(fā)生。用耐火材料制成的擋板將出鋼口分成幾部分，每個(gè)部分都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋渦，各個(gè)旋渦之間相互影響、相互抑制，使鋼水在出鋼末期也不會(huì)產(chǎn)生可見的旋渦，從而避免鋼渣的卷入，達(dá)到少渣甚至無渣出鋼的目的。但是由于該方法在出鋼口設(shè)計(jì)上非常復(fù)雜，且擋板抗沖刷性差、壽命低，所以并沒有在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中得到推廣應(yīng)用。

（5）滑板法

盧森堡、西德、日本都提出過滑板法，其原理是將類似鋼包滑動(dòng)水口技術(shù)移植安裝到轉(zhuǎn)爐出鋼口部位，通過操作系統(tǒng)以機(jī)械或液壓控制的方式開啟或關(guān)閉出鋼口，以達(dá)到擋渣的目的。據(jù)稱該方法擋渣效果較好，但由于其成本較高，受出鋼口位置的限制，安裝與拆卸不方便，同時(shí)還易受吹煉期間噴濺的影響，需要經(jīng)常維護(hù)，影響生產(chǎn)節(jié)奏，所以該方法沒有得到普及。

（6）氣動(dòng)擋渣法

（7）擋渣球法

1970年日本新日鐵公司發(fā)明了擋渣球法，原理是利用擋渣球密度介于鋼、渣之間（一般為4.2～4.5 g/cm3），在出鋼即將結(jié)束時(shí)，將擋渣球投入到爐內(nèi)的出鋼口上方，破壞旋渦的形成，從而起到防止旋渦卷渣的作用。但由于圓形擋渣球完全落到出鋼口上時(shí)，容易引起出鋼口過早的封堵，造成爐內(nèi)剩鋼，降低了鋼水收得率。為此，武鋼1996年開發(fā)設(shè)計(jì)了形狀類似陀螺的帶有導(dǎo)向桿的擋渣錐［14］，該方法能夠準(zhǔn)確定位，抑制旋流卷渣。由于操作簡(jiǎn)單，目前國內(nèi)多數(shù)鋼廠仍采用該法。

2.2鋼包出鋼旋渦的危害及防護(hù)措施

鋼液在由鋼包向中間包流入的過程中，隨著鋼液面的下降形成旋渦，而且愈演愈烈，促進(jìn)渣鋼乳化，并隨著鋼流進(jìn)入到中間包，污染了鋼液。由于幾乎所有鋼種都進(jìn)行了精煉處理，整個(gè)處理過程大部分鋼種都需要進(jìn)行造還原渣處理，鋼包頂渣的氧化性已經(jīng)降到了很低的水平，但渣中及鋼水中的三氧化二鋁、硅酸鈣類高熔點(diǎn)夾雜物相對(duì)比較高。出鋼末期旋渦形成后，由于鋼液的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，會(huì)使部分夾雜物難以上浮到鋼包頂渣中而滯留在鋼液。對(duì)此，日本研究者Tanaka進(jìn)行了相關(guān)研究［15］，得出中間包內(nèi)不同位置的夾雜物變化情況，見圖2所示。

圖2　中間包內(nèi)不同位置的夾雜物變化情況

從圖2中可以看出，在每罐鋼澆注末期，長(zhǎng)水口處鋼液中的氧化鋁夾雜物都會(huì)增多，其主要原因是鋼包出鋼末期旋渦卷渣所致。

對(duì)于鋁鎮(zhèn)靜鋼來說，由于旋渦卷入的渣子和空氣不僅增加了鋼液二次氧化，降低了鋼液的潔凈度，同時(shí)還會(huì)惡化鋼水的可澆注性，堵塞水口，澆注不能正常進(jìn)行。另外，鋼包出鋼末期旋渦卷渣會(huì)對(duì)中間包及長(zhǎng)水口產(chǎn)生嚴(yán)重侵蝕，降低了耐材的使用壽命。

為防止鋼包下渣，通常在鋼包底部水口附近安裝下渣檢測(cè)裝置。根據(jù)信號(hào)檢測(cè)結(jié)果來關(guān)閉滑板，此方法可以減少下渣量，但是鋼包殘留鋼水過多，降低了金屬收得率，使成本提高。例如，300 t鋼包殘鋼量約為9 t，占鋼水量的3%左右［16］，大大提高噸鋼成本。因此，如何在提高金屬收得率的同時(shí)有效防止下渣是潔凈鋼生產(chǎn)必須要解決的問題。由于實(shí)際生產(chǎn)條件所限，而且人們對(duì)該工序的重視不夠，對(duì)于鋼包在向中間包出鋼過程中防渦流卷渣的研究還比較少。目前，防止鋼包旋流下渣的技術(shù)措施主要有上躲、下藏和抑制三種方法。

（1）上躲法

一塊塊獎(jiǎng)牌記錄了華南公司由小到大，從嶄露頭角到引領(lǐng)風(fēng)騷的創(chuàng)業(yè)歷程，一份份榮譽(yù)折射出社會(huì)各界的充分認(rèn)可和全體員工的崇高追求。

此法是在鋼包關(guān)滑板之前，留下深度大于臨界高度的鋼液量情況下停止?jié)沧?，從上部躲避旋渦的產(chǎn)生，但此法降低了鋼水收得率。通常采用的方法有兩種：一是人工經(jīng)驗(yàn)法，在鋼包臨近出完鋼時(shí)，憑經(jīng)驗(yàn)，通常用手來感知與長(zhǎng)水口相連的機(jī)械手尾部振動(dòng)情況，據(jù)此判斷是否已經(jīng)下渣，從而做出關(guān)閉水口的決定，該法由于是通過人的感知進(jìn)行判斷的，在操作上不可避免的會(huì)產(chǎn)生滯后而引起下渣；二是依靠各種自動(dòng)檢測(cè)法［17～19］，如稱重法、振動(dòng)檢測(cè)法、激光法等。由于這些方法只是單一的檢測(cè)，并沒有從根本上消除渦流卷渣現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼包在出鋼終了時(shí)會(huì)有大量留鋼，結(jié)果降低了鋼水收得率。

（2）下藏法

下藏法是將鋼包底部的平面設(shè)計(jì)成傾斜面［20］，且使出鋼口所在的位置位于傾斜面的最低位置，如圖3所示。

圖3　下藏法的鋼包示意圖

該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是一方面出鋼口位置最低，鋼包出鋼末期當(dāng)液面達(dá)到在出鋼口上方產(chǎn)生旋渦的臨界高度時(shí)，鋼包內(nèi)的鋼液要較普通的平底鋼包少得多，減輕了渣鋼的乳化發(fā)生，降低了鋼渣混出時(shí)的帶渣量；另一方面傾斜的包底能夠?qū)Τ鲣摽谏喜夸撘哼_(dá)到臨界高度時(shí)產(chǎn)生的旋渦進(jìn)行干擾，防止旋渦卷渣的發(fā)生。此外，傾斜的包底能夠使包內(nèi)的鋼水都匯集在出鋼口上部，減少鋼包內(nèi)鋼水殘余量，金屬收得率得到了最大限度地提高。

（3）抑制法

抑制法就是利用一種防止旋渦形成的裝置或是對(duì)出鋼口的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，最大限度地干擾旋渦的生成，從根本上降低旋渦生成的臨界高度，推遲旋渦的產(chǎn)生或阻止貫通式漏斗狀旋渦的形成，從而減少以至消除匯流旋渦卷渣并提高鋼水收得率。在抑制法中，比較典型的防止旋渦形成的裝置有浮游閥、旋轉(zhuǎn)管閥、避渣罩及功能塞棒等［21］。另外，也可以通過改變出鋼口的結(jié)構(gòu)來減輕鋼包出鋼旋渦的卷渣量。

圖4為不同結(jié)構(gòu)的鋼包底部示意圖。國內(nèi)研究者［22］在下渣量相同的條件下進(jìn)行了上述4種鋼包結(jié)構(gòu)對(duì)殘鋼量影響的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。

圖4　不同結(jié)構(gòu)的鋼包底部示意圖

表1　不同包底結(jié)構(gòu)鋼包的殘鋼量情況

從表1的數(shù)據(jù)來看，在下渣量相同的條件下，普通型鋼包A剩鋼最多，而將包底設(shè)計(jì)成傾斜面且出鋼口頂部進(jìn)行擴(kuò)孔后的鋼包D剩鋼最少，B 與C型鋼包介于二者之間。C型鋼包比B型鋼包剩鋼量少，說明包底為傾斜面的結(jié)構(gòu)對(duì)旋渦卷渣的效果要優(yōu)于出鋼口頂部擴(kuò)孔的效果。A與D比較結(jié)果表明，鋼包在底部設(shè)計(jì)成傾斜面和出鋼口頂部擴(kuò)孔后，對(duì)出鋼末期具有很好的抑制旋渦卷渣效果。

以上介紹的3類方法中，上躲法大多要同下渣檢測(cè)技術(shù)配套使用，目前己經(jīng)開發(fā)出的下渣檢測(cè)技術(shù)不僅可靠性較差，而且價(jià)格昂貴、難維護(hù)和更換；下藏法則要對(duì)原有設(shè)備做較大改動(dòng)，比較而言，抑制法比較理想。

2.3中間包出鋼產(chǎn)生旋渦的危害及防護(hù)措施

連鑄中間包不僅是儲(chǔ)存、分配鋼水和實(shí)現(xiàn)多爐連鑄的中間容器，而且還起著排除夾雜物、凈化鋼液的重要冶金作用。在一個(gè)澆次末期，當(dāng)中間包內(nèi)鋼水液面低于臨界高度時(shí)便會(huì)產(chǎn)生旋渦，引起卷吸，使鑄坯質(zhì)量下降，更嚴(yán)重的是如果卷渣量大還有可能造成卷渣漏鋼的生產(chǎn)事故［23］。對(duì)于中間包來說，雖然出鋼旋渦卷渣現(xiàn)象只發(fā)生在澆次的最后一罐鋼的中間包接近結(jié)束階段，但其危害性更大。這主要是因?yàn)橹虚g包流出的鋼液通過浸入式水口直接進(jìn)入到結(jié)晶器當(dāng)中，如果卷入的夾雜物在結(jié)晶器內(nèi)沒有上浮排出，就會(huì)永久的滯留在連鑄坯當(dāng)中，嚴(yán)重影響鑄坯的質(zhì)量，甚至?xí)?dǎo)致鑄坯報(bào)廢。

目前，國內(nèi)鋼廠為了抑制澆鋼末期中間包發(fā)生旋渦卷渣，中間包內(nèi)必須留有一定的鋼水，使終澆液面高度大于臨界高度，防止頂渣卷入到結(jié)晶器當(dāng)中影響鑄坯質(zhì)量。然而，這會(huì)直接降低鋼水的收得率，使噸鋼成本升高，不利于企業(yè)的降本增效。為了防止中間包澆注末期旋渦卷渣，日本通過開發(fā)的浮游閥來抑制旋渦以降低旋渦臨界高度從而減輕旋渦卷渣的影響。浮游閥類似于轉(zhuǎn)爐出鋼用的擋渣塞，特點(diǎn)是閥體的密度介于鋼水和熔渣之間，配合滑動(dòng)水口的使用，在澆注末期未出現(xiàn)旋渦前，將浮游閥投入出鋼口正上方，使之隨液位下降而下降，直至閥體塞頭接觸出鋼口，借此來防止中間包澆注末期旋渦的產(chǎn)生，減少了卷入中間包的渣量，從而減少了鋼中夾雜物，提高了澆次尾坯的潔凈度。但該方法最大不足之處就是在澆注時(shí)投入過程不容易操作，另外浮游閥本身是耐材制成的，鋼水對(duì)其沖刷也會(huì)帶來一定量的外來夾雜物。為了減少中間包的剩鋼量，提高金屬收得率，不少廠家借鑒了鋼包底部結(jié)構(gòu)改造的方法也取得了很好的效果。

3　發(fā)展趨勢(shì)與展望

針對(duì)旋渦產(chǎn)生的機(jī)理而言，目前普遍采用的方法是依靠改變?nèi)萜鞒鲣摽诓课坏慕Y(jié)構(gòu)、加入耐火材料所制的防旋渦裝置或者借助吹入高壓氣體等方法來防止旋渦卷渣。但以上這些方法并沒有從根本上解決問題，只是對(duì)產(chǎn)生的旋渦進(jìn)行了破壞，從而防止旋渦卷渣。如何從旋渦產(chǎn)生的機(jī)理上找出消除旋渦的方法非常重要。眾所周知，出鋼過程中產(chǎn)生的旋渦與鋼液旋轉(zhuǎn)慣性力即科氏力密不可分，是產(chǎn)生旋渦的主要原因。通過外力的作用來抵消出鋼口內(nèi)鋼液的慣性力，從而達(dá)到消除旋渦的效果，是一個(gè)非常好的方法。目前易于實(shí)現(xiàn)的外力主要是電磁力，電磁力是體積力以非接觸的方式作用在鋼水體積元上，通過施加電磁力對(duì)其產(chǎn)生旋渦的慣性力進(jìn)行干擾和抵消，可以從本質(zhì)上消除旋渦的產(chǎn)生或減輕旋渦的產(chǎn)生。以此為機(jī)理，開發(fā)出了一種新的方法［24］，該方法利用一種抑制鋼包下渣裝置，將該裝置產(chǎn)生的電磁力作用到出鋼口內(nèi)的鋼液上，能夠降低出鋼口上方鋼液面產(chǎn)生的旋渦高度，抑制鋼水急速流出，使鋼渣浮在鋼液面上，進(jìn)而提高鋼液的潔凈度。

隨著潔凈鋼和超潔凈鋼的規(guī)模化生產(chǎn)，進(jìn)一步防止旋渦對(duì)鋼液的不利影響將會(huì)更加引起人們的關(guān)注。借助電磁力來防止旋渦卷渣是非常好的方法，因?yàn)殡姶帕σ苑墙佑|的方式施加到鋼水上，不會(huì)對(duì)鋼液產(chǎn)生污染，有利于提高鋼液的潔凈度。因此從潔凈鋼開發(fā)的角度上來看，利用電磁力防止出鋼過程旋渦卷渣會(huì)成為研究的熱點(diǎn)。

4　結(jié)語

隨著科技的不斷進(jìn)步，對(duì)鋼材潔凈度的要求越來越高，而旋渦卷渣對(duì)鋼的潔凈度有很大影響，人們通過各種技術(shù)措施降低鋼液的臨界高度，減少卷渣，提高鋼液的質(zhì)量。文中所提的方法均存在不足，根據(jù)旋渦產(chǎn)生機(jī)理開發(fā)出的新方法，即通過電磁力抑制旋渦的效果明顯。目前該方法的相關(guān)研究報(bào)道很少，有望在防渦流卷渣技術(shù)上實(shí)現(xiàn)新的突破，為將來潔凈鋼的生產(chǎn)提供借鑒。

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（編輯許營）

Unfavorable Effect of Vortexes on Molten Steel and Countermeasures against Them

Li Dejun，Xu Mengchun，Li Xiaowei，Yu Fuzhi
（Iron&Steel Research Institutes of Ansteel Group Corporation，Anshan 114009，Liaoning，China）

The causes leading to the vortexes in molten steel during steelmaking process and the unfavorable harm were explained.The study status and development direction on reducing vortexes in steel-making at home and abroad were introduced.Then it is proposed that the electromagnetic force can be used for counteracting the driving force caused by the vortexes so that the unfavorable effect of the vortexes on molten steel can be reduced or eliminated.

steelmaking；vortexes；clean steel；inclusions；electromagnetic force

TF769

A

1006-4613（2016）04-0010-06

李德軍，博士，工程師，2013年畢業(yè)于東北大學(xué)鋼鐵冶金專業(yè)。E-mail:344305353@qq.com

2016-06-01