專利名稱：減少連鑄結(jié)晶器散熱的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及減小連鑄結(jié)晶器散熱，尤其是在其液池區(qū)內(nèi)散熱的方法和裝置。
在題為“在包晶型凝固鋼中鑄坯開(kāi)始凝固與鑄坯表面特性之間關(guān)系”(M.M沃爾夫的取得大學(xué)授課資格的論文，蘇黎士，1996，第61頁(yè)-第64頁(yè))的公開(kāi)物中，詳細(xì)探討了連鑄方法中的結(jié)晶發(fā)展趨勢(shì)及意義。在這方面，對(duì)鑄坯殼無(wú)裂紋來(lái)說(shuō)起到特殊的決定作用的是在液池區(qū)流過(guò)結(jié)晶器壁的熱流。
存在許多種可以減小熱流經(jīng)過(guò)結(jié)晶器壁并由此提高其溫度的方案。已經(jīng)知道了各種可以形成所謂“熱頂結(jié)晶器”的方案。人們?cè)噲D通過(guò)各種方式減少熱流，尤其是在開(kāi)始凝固區(qū)內(nèi)及其下方的熱流。并通過(guò)這種散熱量的減少來(lái)降低振敏型鋼種的開(kāi)裂傾向(如包晶型碳鋼，高合金不銹奧氏體鋼)。有人提出并部分采用了這樣的結(jié)晶器，它-完全或部分涂覆有導(dǎo)熱性差的材料(Ni，碳化鉻，Zr2O)；-在結(jié)晶器表面下方具有一個(gè)楔形不銹鋼件或-在所述表面上通過(guò)細(xì)槽有控制地進(jìn)行打毛處理(平行于澆注方向、與澆注方向成45度以及同時(shí)平行于和垂直于澆注方向的縱槽)。
還知道了綜合各種措施的方案。平行于澆注方向的縱槽可以-設(shè)置在鎳涂層上或者-設(shè)置在銅板鎳涂層的下面。
冷卻水速度及其溫度以及冷卻水槽的幾何形狀也影響著熱流。所有這些措施必須事先從結(jié)構(gòu)上確定下來(lái)并且?guī)缀醪荒苁潞蟾淖儭?br> 本發(fā)明的任務(wù)是提供一種減小連鑄結(jié)晶器散熱的裝置，它最好可以其液池區(qū)內(nèi)起作用并能夠不太費(fèi)事地被安裝上或更新。
如此完成上述任務(wù)，即通過(guò)因打毛結(jié)晶器內(nèi)表面而提高熱流動(dòng)阻力的方式而有效地減少了在所形成的鑄坯殼與結(jié)晶器內(nèi)表面之間的熱流，并同時(shí)適度調(diào)和這種熱流。如此減小的液池區(qū)內(nèi)的散熱造成所形成鑄坯殼總是保持很薄并且隨著距離液池越遠(yuǎn)而越高的鐵靜壓力均勻地作用在連鑄結(jié)晶器的銅板上。隨后實(shí)現(xiàn)了δ相到γ相的轉(zhuǎn)變，從而與之有關(guān)的鑄坯收縮很少出現(xiàn)。此外，由于均勻的熱傳遞，在坯殼內(nèi)由溫度差引起的熱應(yīng)力比較小。這樣一來(lái)，抑制了裂紋在坯殼內(nèi)生成。
在一種減小連鑄結(jié)晶器散熱的裝置中，尤其是在其液池區(qū)內(nèi)散熱的裝置中，在所形成的鑄坯殼與結(jié)晶器內(nèi)表面之間更高的熱流動(dòng)阻力是由于在結(jié)晶器內(nèi)表面上適當(dāng)?shù)匦纬珊暧^結(jié)構(gòu)的結(jié)果。一定的深度和結(jié)構(gòu)具有明確的粗糙度。
本發(fā)明的一個(gè)有利設(shè)計(jì)方案在于，結(jié)晶器內(nèi)表面的宏觀結(jié)構(gòu)是通過(guò)本身公知的方法如噴丸加工法(SBT)、放電加工法(EDT)、電子束加工法(EBT)、激光加工法(LT)或通過(guò)穿孔結(jié)構(gòu)(GLT)或其它方法而形成的。這些打毛方法本身是已知的，并且它們已被實(shí)踐證明被用于毛化車體薄板精整工作輥。粗糙的結(jié)晶器內(nèi)表面在用結(jié)晶器潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑結(jié)晶器時(shí)是很有利的，從而結(jié)晶器潤(rùn)滑渣強(qiáng)烈附著在結(jié)晶器內(nèi)壁上。由此避免了整個(gè)渣層大面積開(kāi)裂。這種開(kāi)裂會(huì)造成局部鑄坯殼溫度因高熱應(yīng)力而突變以及坯殼與結(jié)晶器之間的摩擦增大。
由于表面結(jié)構(gòu)只分布在一部分的結(jié)晶器內(nèi)寬度范圍內(nèi)，所以可以在結(jié)晶器卡方向上均衡不同的表面溫度。
由于結(jié)晶器內(nèi)表面的加工深度在澆注方向上逐漸減小，所以實(shí)現(xiàn)了從結(jié)晶器粗糙面到其光滑面的逐步傳熱以及從截?cái)酂崃鞯讲唤財(cái)酂崃鞯膫鳠帷?br> 本發(fā)明解決方案的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，在結(jié)晶器內(nèi)表面上的宏觀結(jié)構(gòu)可以事后填加上去，或在磨損時(shí)作為維修方案實(shí)施。當(dāng)結(jié)晶器內(nèi)表面在其經(jīng)過(guò)宏觀加工后或之前涂覆有一個(gè)耐磨層時(shí)，避免了宏觀組織磨損并由此延長(zhǎng)了連鑄結(jié)晶器的使用壽命。
后續(xù)說(shuō)明書(shū)和附圖給出了本發(fā)明的其它特征，在所述圖中示意地畫(huà)出了本發(fā)明的通過(guò)如

圖1-3所示地修改表面結(jié)構(gòu)(T)的布局，除了改變其加工深度外，還可以使本發(fā)明的解決方案的效果最佳化。如圖1所示，表面結(jié)構(gòu)在整個(gè)結(jié)晶器寬度上局限在澆注液面的相鄰區(qū)域內(nèi)，或者圖2所示，表面結(jié)構(gòu)從上面開(kāi)始一直延伸到結(jié)晶器(K)的下端，其中加工深度在燒注方向(G)上是可以調(diào)節(jié)的。為了能夠抵消出現(xiàn)在結(jié)晶器寬度方向上的不同的表面溫度，如圖3所示，在結(jié)晶器寬度方向上把表面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成不同形狀。
通過(guò)按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的連鑄結(jié)晶器(K)的內(nèi)表面并由于截?cái)嗔艘撼貐^(qū)域內(nèi)的熱流。鑄坯質(zhì)量得到了提高，并避免了鑄坯形成裂紋。
權(quán)利要求
1.一種減小連鑄結(jié)晶器散熱，尤其是在其液池區(qū)內(nèi)散熱的方法，其特征在于，通過(guò)在鑄坯殼與結(jié)晶器之間更高的熱流動(dòng)阻力而截?cái)嗔嗽谒纬傻蔫T坯殼與結(jié)晶器內(nèi)表面之間的熱流。
2.一種減小連鑄結(jié)晶器散熱，尤其是在其液池區(qū)內(nèi)散熱的且用于實(shí)現(xiàn)上述 所述方法的裝置，其特征在于，在所形成的鑄坯殼與結(jié)晶器內(nèi)表面之間更高的熱流動(dòng)阻力是由于在結(jié)晶器內(nèi)表面上適當(dāng)?shù)匦纬珊暧^結(jié)構(gòu)的結(jié)果。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，結(jié)晶器內(nèi)表面的宏觀結(jié)構(gòu)是通過(guò)本身公知的方法如噴丸加工法(SBT)、放電加工法(EDT)、電子束加工法(EBT)、激光加工法(LT)或通過(guò)穿孔結(jié)構(gòu)(GLT)或其它方法而形成的。
4.如權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于，表面結(jié)構(gòu)只分布在一部分的結(jié)晶器內(nèi)寬度范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求2-4之一或其中多項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，結(jié)晶器內(nèi)表面的加工深度在澆注方向上逐漸減小。
6.如權(quán)利要求3-5之一或其中多項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，結(jié)晶器內(nèi)表面在其經(jīng)過(guò)宏觀加工后或之前涂覆有一個(gè)耐磨層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種減小連鑄結(jié)晶器尤其是在其液池區(qū)內(nèi)散熱的方法及其裝置。為了避免鑄坯殼的開(kāi)裂危險(xiǎn),通過(guò)在鑄坯殼與結(jié)晶器之間更高的熱流動(dòng)阻力而截?cái)嗔嗽谒纬傻蔫T坯殼與結(jié)晶器內(nèi)表面之間的熱流,其中在所形成的鑄坯殼與結(jié)晶器內(nèi)表面之間更高的熱流動(dòng)阻力是由于在結(jié)晶器內(nèi)表面上適當(dāng)?shù)匦纬珊暧^結(jié)構(gòu)的結(jié)果。
文檔編號(hào)B22D11/059GK1350895SQ0013489
公開(kāi)日2002年5月29日 申請(qǐng)日期2000年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月10日
發(fā)明者H·貝耶－施泰因豪澤, A·吉爾根松, M·賴弗沙伊德, H·格羅思, R·卡波托斯蒂, A·克里斯塔里尼 申請(qǐng)人:Sms迪馬格股份公司, 阿西埃特殊產(chǎn)品坦尼有限公司