專利名稱：分瓣式水套電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及分瓣式電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，特別涉及分瓣式電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器的冷卻結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在鋼的連續(xù)鑄過程中，結(jié)晶器的機械振動是保證保護渣的流入，穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)不可缺少的設(shè)備，同時它又是產(chǎn)生鑄坯表面振痕的根本原因。近年來，在結(jié)晶器外施加交流磁場，使鑄坯表面振痕減輕，質(zhì)量得到明顯改善的電磁軟接觸連鑄技術(shù)已得到開發(fā)。所謂軟接觸是對分瓣形連鑄結(jié)晶器施加交變磁場，在初始凝固區(qū)產(chǎn)生一個指向鑄坯內(nèi)部的電磁壓力，此電磁壓力部分抵消了鋼液的靜壓力，使熔融金屬彎月面凸起，彎月面處的熔融金屬與結(jié)晶器之間呈非接觸狀態(tài)，保護渣流入通道變寬，保護渣均勻暢流，從而減輕了由于結(jié)晶器振動，保護渣流入、流出所造成的動壓變化而引起的鑄坯表面振痕。國內(nèi)外冶金學(xué)者經(jīng)過大量的基礎(chǔ)理論研究和模擬實驗，已經(jīng)證實了在交變磁場的作用下，連鑄坯表面振痕減輕，表面質(zhì)量改善。
然而，由于交流電源隨著頻率的提高，其產(chǎn)生的交變磁場一般是難以穿透連鑄結(jié)晶器厚度的銅壁，結(jié)晶器銅壁對磁場的屏蔽，造成交變磁場不能進入結(jié)晶器內(nèi)的鋼水區(qū)域或透磁困難，在鋼液初始凝固區(qū)不能產(chǎn)生足夠的電磁壓力，達到軟接觸電磁連鑄的目的，所以必須對銅壁進行切縫，制成分瓣式結(jié)晶器，讓交變磁場通過縫隙作用在鋼液上。大量的數(shù)值模擬分析和實驗研究表明，一般在結(jié)晶器壁上切0.1-5mm縫隙，即可以讓交變磁場有效透到結(jié)晶器內(nèi)，推開鋼液與結(jié)晶器的接觸，使保護渣暢流，實現(xiàn)軟接觸電磁連鑄。
切縫式結(jié)晶器的出現(xiàn)，從而解決了結(jié)晶器對磁場的屏蔽問題，但是，如何對切縫式軟接觸結(jié)晶器的水冷系統(tǒng)的設(shè)置，確保外結(jié)構(gòu)與常規(guī)用結(jié)晶器相匹配和EMS電磁攪拌的位置，并保證其安全可靠是實現(xiàn)軟接觸電磁連鑄工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵?？紤]到這些因素，以前類似實驗室用水冷軟接觸結(jié)晶器結(jié)構(gòu)，一般都不適宜工業(yè)應(yīng)用。另一方面，軟接觸電磁連鑄是一項新技術(shù)，日本、韓國等也都處于工業(yè)試驗階段，可靠、安全工業(yè)用軟接觸結(jié)晶器還未見相關(guān)報道?；谶@一點，發(fā)明了外水冷式電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器結(jié)構(gòu)，設(shè)計了一種新型的水冷系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)安全、可靠。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于設(shè)計一種分瓣式水套電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，可避免連鑄過程中冷卻水的滲入，其結(jié)構(gòu)安全可靠，它是實現(xiàn)軟接觸電磁連鑄工業(yè)應(yīng)用的一大關(guān)鍵技術(shù)。
本實用新型的技術(shù)方案是，分瓣式水套電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，包括結(jié)晶器內(nèi)管、上、下法蘭、線圈、電磁攪拌器、冷卻水套、冷卻水環(huán)及連接法蘭；其中，所述的結(jié)晶器內(nèi)管管體切分為分瓣體結(jié)構(gòu)；上、下法蘭分別連接于分瓣式結(jié)晶器內(nèi)管上下兩端；線圈設(shè)置于結(jié)晶器內(nèi)管上部；電磁攪拌器設(shè)置于結(jié)晶器內(nèi)管下部；冷卻水套套設(shè)于所述的結(jié)晶器內(nèi)管上部，其為分瓣式結(jié)構(gòu)，各分瓣體設(shè)一冷卻管路及出水口，分別對應(yīng)所述的結(jié)晶器內(nèi)管分瓣體；冷卻水環(huán)套設(shè)于所述的結(jié)晶器內(nèi)管下部；連接法蘭，分別連接所述的冷卻水套和冷卻水環(huán)，所述的冷卻水環(huán)通過連接法蘭與所述的冷卻水套相連通。
本實用新型有效解決了切縫式軟接觸結(jié)晶器的水冷方式，避免了軟接觸結(jié)晶器切縫處的滲水，確保交變磁場的有效透入；該結(jié)晶器的水冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，便于更換，拆卸方便，密封效果好，可以保證切縫式結(jié)晶器冷卻水的冷卻效果和使用安全。隨著軟接觸電磁連鑄工業(yè)應(yīng)用的開發(fā)成功，這種外水冷式結(jié)晶器的應(yīng)用前景非常廣闊。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖2為圖1的A-A結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖3a、b為本實用新型的結(jié)晶器內(nèi)管結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖4a、b為本實用新型的上下連接法蘭結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5a～e為本實用新型的冷卻水套結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1、2所示，本實用新型的分瓣式水套電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，包括結(jié)晶器內(nèi)管5、上法蘭13、下法蘭1、線圈16、EMS電磁攪拌器4、冷卻水套10、冷卻水環(huán)18及上、下連接法蘭6、8；其中，所述的結(jié)晶器內(nèi)管5管體切分為分瓣體結(jié)構(gòu)51、52；上、下法蘭13、1分別連接于分瓣式結(jié)晶器內(nèi)管5上下兩端；線圈16設(shè)置于結(jié)晶器內(nèi)管5上部；電磁攪拌器4設(shè)置于結(jié)晶器內(nèi)管5下部；冷卻水套10套設(shè)于所述的結(jié)晶器內(nèi)管5上部，其為分瓣體結(jié)構(gòu)101，各分瓣體101設(shè)一冷卻管路1011及出水口1012，分別對應(yīng)所述的結(jié)晶器內(nèi)管5分瓣體51、52；冷卻水環(huán)18套設(shè)于所述的結(jié)晶器內(nèi)管5下部，連接進水管2、冷卻水箱3；上、下連接法蘭6、8分別連接所述的冷卻水套10和冷卻水環(huán)18，上連接法蘭6連接分瓣式冷卻水套10，下連接法蘭8連接分瓣式冷卻水環(huán)18；上、下連接法蘭6、8相連接，冷卻水環(huán)18通過上、下連接法蘭6、8與冷卻水套10相連通。
結(jié)晶器內(nèi)管5下部為整體形水冷系統(tǒng)，上部通過中間連接法蘭形成各分瓣體單一水冷結(jié)構(gòu)，且單一出水口，這樣可以有效控制出水流量。整體結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便。
如圖3a、3b所示，其所示為結(jié)晶器內(nèi)管5結(jié)構(gòu)，其切分為分瓣體結(jié)構(gòu)51、52，豎水密封槽55、分體切縫54和水密封環(huán)形槽53。分體切縫54內(nèi)用耐熱不導(dǎo)電、具有一定韌性和硬度，并且熱脹系數(shù)與結(jié)晶器銅材接近的密封材質(zhì)來沖填，水密封槽內(nèi)用于放置豎密封條9和O形密封圈12。
參見圖4a、4b，其所示為上下連接法蘭6和8結(jié)構(gòu)，包括由分瓣式水套下連接法蘭6、配對法蘭密封圈7、分瓣式水套上連接法蘭8和法蘭墊19組成，其中上連接法蘭8開有放置異形密封圈17的凹槽81和放置O形密封圈12的環(huán)形槽82。該結(jié)構(gòu)將下部整體形水冷系統(tǒng)，即冷卻水環(huán)18與上部每一個分瓣式水套10緊密連接。上下連接法蘭6和8通過螺栓聯(lián)接，中間設(shè)有配對法蘭O形密封圈7。上下連接法蘭6和8由半法蘭通過螺栓連接而成，半法蘭連接處有彈性法蘭墊19。
參見圖5a～e，其所示為冷卻水套10結(jié)構(gòu)分瓣體結(jié)構(gòu)101，開有與出水管14連接的冷卻管路1011及出水口1012。分瓣式冷卻水套10下端嵌套在上連接法蘭8內(nèi)側(cè)，連接處開有放置異形密封圈17的凹槽1013；分瓣式水套10緊貼結(jié)晶器內(nèi)管5側(cè)開有放置豎密封條9的凹槽1014和O形密封圈12的環(huán)形槽1015。
分瓣式冷卻水套10與結(jié)晶器內(nèi)管5之間用豎水密封條9和水密封O形密封圈12進行密封；上連接法蘭8與結(jié)晶器內(nèi)管5連接處放置分瓣式水套O形密封圈12；出水管14通過出水口連接法蘭11和密封圈15與分瓣式水套10連接。
軟接觸電磁連鑄結(jié)晶器的冷卻水是從底部進水管進入水箱，經(jīng)結(jié)晶器下半部冷卻水環(huán)系統(tǒng)，通過上下連接法蘭6、8分流進入各分瓣式冷卻水套10，冷卻上部分結(jié)晶器，然后從結(jié)晶器頂部的出水管14分別流出。
本實用新型通過法蘭O形密封圈7、異形密封圈17、豎密封條9、O形密封圈12、及密封圈15將冷卻水限制在從進水管2、經(jīng)冷卻水箱3、冷卻水環(huán)18、上下連接法蘭6、8、分瓣式冷卻水套10及出水管14的通道內(nèi)。在冷卻水不與縫隙接觸下，同樣起到冷卻結(jié)晶器內(nèi)管5的效果，保證切縫式結(jié)晶器的安全使用和拔熱的作用。
權(quán)利要求1.分瓣式水套電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，包括，結(jié)晶器內(nèi)管，管體切分為分瓣體結(jié)構(gòu)；上、下法蘭，分別連接于分瓣式結(jié)晶器內(nèi)管上下兩端；線圈，設(shè)置于結(jié)晶器內(nèi)管上部；電磁攪拌器，設(shè)置于結(jié)晶器內(nèi)管下部；其特征是，還包括，冷卻水套，套設(shè)于所述的結(jié)晶器內(nèi)管上部，其為分瓣式結(jié)構(gòu)，各分瓣體設(shè)一冷卻管路及出水口，分別對應(yīng)所述的結(jié)晶器內(nèi)管分瓣體；冷卻水環(huán)，套設(shè)于所述的結(jié)晶器內(nèi)管下部；上、下連接法蘭，分別連接所述的冷卻水套和冷卻水環(huán)，所述的冷卻水環(huán)通過該連接法蘭與所述的冷卻水套相連通。
2.如權(quán)利要求1所述的分瓣式水套電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，其特征是，所述的上連接法蘭開有放置異形密封圈的凹槽和放置密封圈的環(huán)形槽。
3.如權(quán)利要求1所述的分瓣式水套電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，其特征是，所述的上下法蘭通過螺栓聯(lián)接，中間設(shè)有配對法蘭密封圈。
4.如權(quán)利要求1所述的分瓣式水套電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，其特征是，上、下連接法蘭由半法蘭通過螺栓連接而成，半法蘭連接處有彈性法蘭墊。
5.如權(quán)利要求1所述的分瓣式水套電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，其特征是，所述的冷卻水套與上連接法蘭連接處開有放置異形密封圈的凹槽；冷卻水套緊貼結(jié)晶器內(nèi)管側(cè)開有放置豎密封條的凹槽和密封圈的環(huán)形槽。
專利摘要分瓣式水套電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，包括結(jié)晶器內(nèi)管、上、下法蘭、線圈、電磁攪拌器、冷卻水套、冷卻水環(huán)及連接法蘭；結(jié)晶器內(nèi)管為分瓣體結(jié)構(gòu)；線圈設(shè)置于結(jié)晶器內(nèi)管上部；電磁攪拌器設(shè)置于結(jié)晶器內(nèi)管下部；冷卻水套套設(shè)于結(jié)晶器內(nèi)管上部，其為分瓣式結(jié)構(gòu)，各分瓣體設(shè)冷卻管路及出水口，分別對應(yīng)結(jié)晶器內(nèi)管分瓣體；冷卻水環(huán)套設(shè)于結(jié)晶器內(nèi)管下部；連接法蘭分別連接冷卻水套和冷卻水環(huán)，冷卻水環(huán)通過連接法蘭與冷卻水套相連通。本實用新型有效解決了切縫式軟接觸結(jié)晶器的水冷問題，避免了軟接觸結(jié)晶器切縫處的滲水，確保交變磁場的有效透入；水冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，便于更換，拆卸方便，密封效果好，可以保證切縫式結(jié)晶器冷卻水的冷卻效果和使用安全。
文檔編號B22D11/049GK2709056SQ20042008127
公開日2005年7月13日 申請日期2004年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月29日
發(fā)明者周月明, 馬新建, 張永杰 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司