專利名稱：不等厚銅管分瓣式內(nèi)水冷電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及分瓣式內(nèi)水冷電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器。
背景技術(shù)：
軟接觸電磁連鑄技術(shù)是在傳統(tǒng)連鑄結(jié)晶器銅管上均勻或不均勻的切割出若干縫隙，并在縫隙外施加高頻電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)透過縫隙與鋼液中感應(yīng)出的表面電流相互作用產(chǎn)生指向鑄坯內(nèi)部的電磁壓力。該電磁壓力部分抵消了鋼水靜壓力，使熔融鋼液在彎月面處凸起，與結(jié)晶器內(nèi)壁呈非接觸或接觸摩擦力很小的狀態(tài)(又稱軟接觸，一般非接觸氣隙＜1mm)，因此，保護(hù)渣的流入通道變寬，能夠均勻流入，從而減輕了由于結(jié)晶器振動(dòng)造成的動(dòng)壓變化而引起的表面振痕。同時(shí)，由于潤(rùn)滑和傳熱條件的改善，裂紋等質(zhì)量缺陷明顯降低。
結(jié)晶器是軟接觸電磁連鑄技術(shù)的核心，歸結(jié)起來主要有三種類型一是切縫分瓣外水冷型。該類結(jié)晶器與傳統(tǒng)結(jié)晶器非常類似。為了讓電磁場(chǎng)透過結(jié)晶器作用于金屬熔體，結(jié)晶器壁(又稱銅管)上按一定方式切割出若干縫隙，縫隙之間利用特殊方法和材料密封，以防止不銹鋼外水套內(nèi)的水滲入到鋼液中。該類結(jié)晶器設(shè)計(jì)和制造比較簡(jiǎn)單，電磁透磁能力大，對(duì)現(xiàn)有的連鑄機(jī)的改造較少，適合于軟接觸電磁連鑄；但它對(duì)密封材料和密封方法要求特別高，在連鑄生產(chǎn)中存在安全和事故隱患。二是切縫分瓣內(nèi)水冷型。該類結(jié)晶器與懸浮熔煉的水冷銅坩堝類似，一般沒有類似于傳統(tǒng)結(jié)晶器的不銹鋼外水套，其冷卻完全依靠空心的分瓣體內(nèi)部通水冷卻。在同樣冷卻條件下，該類結(jié)晶器尺寸較大，電磁場(chǎng)的透磁壓力小，結(jié)晶器分瓣體的設(shè)計(jì)和制造困難，冷卻水路復(fù)雜，分瓣體強(qiáng)度和尺寸精度較差。但相對(duì)于第一類結(jié)晶器，它不存在高壓冷卻水的泄漏問題，比較安全可靠，透磁壓力小的問題也可以通過提高電源的功率得到改善。軟接觸電磁連鑄第三類結(jié)晶器是不切縫結(jié)晶器，其基本要求是采用特殊高電阻率材料制造類似于傳統(tǒng)結(jié)晶器的銅管，比如專利1415443A就是這類結(jié)晶器，但對(duì)材料要求特別高，現(xiàn)還沒有找到合適的特種材料。對(duì)于前二種結(jié)晶器來說，切縫可以是通體或不通體，均勻或不均勻分瓣，直切縫或斜切縫等。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種不等厚銅管分瓣式內(nèi)水冷電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，它采用了分段不等厚銅管，在銅管相鄰縫之間均勻的加工出一定量的內(nèi)水縫，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)制造容易，安全可靠，對(duì)現(xiàn)有連鑄機(jī)的改造少，并且水路系統(tǒng)也大大簡(jiǎn)化。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種不等厚銅管分瓣式內(nèi)水冷電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，包括分瓣式銅管、電磁線圈、進(jìn)水管、出水管、上、下水箱隔板、結(jié)晶器外殼，其特征是分瓣式銅管為不等厚銅管，銅管分為上、下二段，上段銅管厚度比下段銅管厚，上段銅管開有切縫，切縫沿圓周均布，在相鄰兩個(gè)切縫間開有內(nèi)水縫，內(nèi)水縫的長(zhǎng)度小于或等于上段銅管長(zhǎng)度，內(nèi)水縫與上水箱相通，上水箱沿殼體上開有出水口，下段銅管外側(cè)裝有外水套，外水套上端與上段銅管底部經(jīng)螺栓相連接，外水套上端頂部開有凹槽內(nèi)置密封件，外水套下端接進(jìn)水管，在下段銅管與外水套間形成外水套水縫，外水套水縫與上段銅管內(nèi)水縫相連通。
上述的不等厚銅管分瓣式內(nèi)水冷電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，所述內(nèi)水縫的長(zhǎng)度等于上段銅管長(zhǎng)度，在上段銅管上部沿徑向開有出水分口，出水分口與上水箱相通；所述內(nèi)水縫的長(zhǎng)度小于上段銅管長(zhǎng)度，內(nèi)水縫頂部為出水分口，出水分口與上水箱相通。
上述的不等厚銅管分瓣式內(nèi)水冷電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，所述不等厚銅管的橫截面為圓形或方形。
本實(shí)用新型采用非通體切縫，即結(jié)晶器只在電磁場(chǎng)作用范圍內(nèi)進(jìn)行切縫處理；結(jié)晶器為分段不等厚銅管，上段厚銅管長(zhǎng)度只占結(jié)晶器總長(zhǎng)度的一小部分，因此可很容易的在銅管外壁內(nèi)加工出內(nèi)水縫，并且加工精度很高，解決了其它分瓣內(nèi)水冷結(jié)晶器不能解決的問題。銅管內(nèi)水縫在各個(gè)分瓣體內(nèi)部，互不連通，并且整個(gè)結(jié)晶器銅管上沒有任何焊接處理，保證了結(jié)晶器高溫澆鑄強(qiáng)度，消除了水泄漏的隱患。另外，由于分段不等厚銅管為整體結(jié)構(gòu)，因而直接在上面加工內(nèi)水縫不受切縫分瓣數(shù)量的限制，可以大幅度增加切縫數(shù)量提高電磁場(chǎng)的透磁能力，解決目前內(nèi)水冷電磁軟接觸結(jié)晶器普遍透磁壓力小的缺點(diǎn)。與現(xiàn)有的其它軟接觸電磁連鑄結(jié)晶器相比較，本實(shí)用新型采用不等厚銅管解決了外水冷結(jié)晶器的密封不可靠問題，實(shí)現(xiàn)了單獨(dú)切縫分瓣體的獨(dú)立內(nèi)水冷系統(tǒng)，消除了水泄漏隱患；同時(shí)，本實(shí)用新型加工簡(jiǎn)單易行，并可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)透磁多分瓣結(jié)構(gòu)。另外，本實(shí)用新型在結(jié)晶器未切縫段保留了不銹鋼外水套和窄水縫結(jié)構(gòu)，窄水縫與不等厚銅管在不等徑段連接方便，改變了目前許多內(nèi)水冷結(jié)晶器的冷卻不均的問題。


以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
圖1為本實(shí)用新型不等厚銅管分瓣式內(nèi)水冷電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器示意圖；圖2為內(nèi)水縫長(zhǎng)度小于上段銅管長(zhǎng)度的結(jié)晶器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中A-A剖面為圓坯結(jié)晶器的剖視圖；圖4為圖1中A-A剖面為方坯結(jié)晶器的剖視圖；圖5為內(nèi)水縫長(zhǎng)度與上段銅管相等的銅管示意圖；圖6為圖5中B-B剖視圖；圖7為內(nèi)水縫長(zhǎng)度小于上段銅管長(zhǎng)度的銅管示意圖；圖8為圖7中C-C剖視圖。
圖中1不等厚銅管，2切縫，3銅管切縫段內(nèi)水縫，4外水套窄水縫，5銅管未切縫段外水套，6電磁線圈，7電磁線圈固定套，8進(jìn)水管，9出水分管(出水分口)，10出水管(出水口)，11上壓板，12下壓板，13上水箱隔板(上水箱)，14外殼，15密封件，16EMS電磁攪拌器，17下水箱隔板(下水箱)。
具體實(shí)施方式
參見圖1、圖2，一種不等厚銅管分瓣式內(nèi)水冷電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，包括分瓣式銅管1、電磁線圈6、進(jìn)水管8、出水管10、上、下水箱隔板13、17、結(jié)晶器外殼14、EMS電磁攪拌器16。分瓣式銅管1為不等厚銅管，銅管1分為上、下二段。上段銅管1厚度比下段銅管厚，上段銅管開有切縫2，切縫2沿圓周均布，在相鄰兩個(gè)切縫2間開有內(nèi)水縫3，內(nèi)水縫3的長(zhǎng)度小于或等于上段銅管1長(zhǎng)度，內(nèi)水縫3與上水箱13相通，上水箱13沿殼體14上開有出水口10。下段銅管外側(cè)裝有外水套5，外水套5上端與上段銅管1底部經(jīng)螺栓相連接，外水套5上端頂部開有凹槽內(nèi)置密封件15，外水套5下端接進(jìn)水管7，在下段銅管1與外水套5間形成外水套水縫4，外水套水縫4與上段銅管1內(nèi)水縫3相連通。冷卻水從進(jìn)水管8進(jìn)入結(jié)晶器，經(jīng)過下段銅管外的外水套5包圍的窄水縫4后，分成若干獨(dú)立的水路分別進(jìn)入上段銅管內(nèi)水縫3。
上段銅管1的壁厚等于下段銅管1壁厚加內(nèi)水縫3徑向尺寸加上段銅管1內(nèi)水縫3外壁厚。結(jié)晶器只在上段銅管1作切縫處理，切縫長(zhǎng)度根據(jù)電磁線圈6的磁場(chǎng)作用長(zhǎng)度確定。由于結(jié)晶器的上段銅管1長(zhǎng)度只占結(jié)晶器總長(zhǎng)度的一小部分，可以很容易的在上段銅管1外壁內(nèi)加工出內(nèi)水縫3，并且加工精度可達(dá)到很高。由于銅管內(nèi)水縫3是在各個(gè)分瓣體內(nèi)部，互不連通，并且整個(gè)結(jié)晶器銅管1上沒有任何焊接處理，可以保證結(jié)晶器高溫澆鑄強(qiáng)度，消除了水泄漏的隱患。另外，由于本實(shí)用新型采用分段不等厚銅管為整體結(jié)構(gòu)，因而直接在上面加工內(nèi)水縫3不受切縫2分瓣數(shù)量的限制，可以大幅度增加切縫2數(shù)量提高電磁場(chǎng)的透磁能力。
參見圖5、圖6，不等厚銅管分瓣式內(nèi)水冷電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器的上段銅管1內(nèi)水縫3的長(zhǎng)度等于上段銅管1長(zhǎng)度，在上段銅管1上部沿徑向開有出水分口9，出水分口9與上水箱13相通。
參見圖7、圖8，不等厚銅管分瓣式內(nèi)水冷電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器的上段銅管1內(nèi)水縫3的長(zhǎng)度小于上段銅管1長(zhǎng)度，內(nèi)水縫3頂部為出水分口9，出水分口9與上水箱13相通。
參見圖3、圖4，不等厚銅管分瓣式內(nèi)水冷電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器的不等厚銅管1的橫截面可為圓形或方形。
同其它軟接觸電磁連鑄結(jié)晶器比較，本實(shí)用新型采用不等厚銅管解決了外水冷結(jié)晶器的密封不可靠問題，實(shí)現(xiàn)了單獨(dú)切縫分瓣體的獨(dú)立內(nèi)水冷系統(tǒng)，消除了水泄漏隱患；同時(shí)，本實(shí)用新型加工簡(jiǎn)單易行，并可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)透磁多分瓣結(jié)構(gòu)。另外，本實(shí)用新型在結(jié)晶器未切縫段保留了不銹鋼外水套和窄水縫結(jié)構(gòu)，窄水縫與不等厚銅管在不等徑段連接方便，解決了現(xiàn)有的內(nèi)水冷結(jié)晶器的冷卻不均的問題。
權(quán)利要求1.一種不等厚銅管分瓣式內(nèi)水冷電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，包括分瓣式銅管、電磁線圈、進(jìn)水管、出水管、上、下水箱隔板、結(jié)晶器外殼，其特征是分瓣式銅管為不等厚銅管，銅管分為上、下二段，上段銅管厚度比下段銅管厚，上段銅管開有切縫，切縫沿圓周均布，在相鄰兩個(gè)切縫間開有內(nèi)水縫，內(nèi)水縫的長(zhǎng)度小于或等于上段銅管長(zhǎng)度，內(nèi)水縫與上水箱相通，上水箱沿殼體上開有出水口，下段銅管外側(cè)裝有外水套，外水套上端與上段銅管底部經(jīng)螺栓相連接，外水套上端頂部開有凹槽內(nèi)置密封件，外水套下端接進(jìn)水管，在下段銅管與外水套間形成外水套水縫，外水套水縫與上段銅管內(nèi)水縫相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不等厚銅管分瓣式內(nèi)水冷電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，其特征是內(nèi)水縫的長(zhǎng)度等于上段銅管長(zhǎng)度，在上段銅管上部沿徑向開有出水分口，出水分口與上水箱相通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不等厚銅管分瓣式內(nèi)水冷電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，其特征是內(nèi)水縫的長(zhǎng)度小于上段銅管長(zhǎng)度，內(nèi)水縫頂部為出水分口，出水分口與上水箱相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不等厚銅管分瓣式內(nèi)水冷電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，其特征是不等厚銅管的橫截面為圓形或方形。
專利摘要本實(shí)用新型涉及分瓣式內(nèi)水冷電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器。一種不等厚銅管分瓣式內(nèi)水冷電磁軟接觸連鑄結(jié)晶器，其特征是分瓣式銅管為不等厚銅管，銅管分為上、下二段，上段銅管厚度比下段銅管厚，上段銅管開有切縫，切縫沿圓周均布，在相鄰兩個(gè)切縫間開有內(nèi)水縫，內(nèi)水縫的長(zhǎng)度小于或等于上段銅管長(zhǎng)度，內(nèi)水縫與開有出水口的上水箱相通，下段銅管外側(cè)裝有外水套，外水套上端與上段銅管底部經(jīng)螺栓相連接，外水套上端頂部開有凹槽內(nèi)置密封件，外水套下端接進(jìn)水管，在下段銅管與外水套間形成外水套水縫，外水套水縫與上段銅管內(nèi)水縫相連通。本實(shí)用新型解決了結(jié)晶器密封不可靠問題，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)制造容易，安全可靠，并且水路系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化。
文檔編號(hào)B22D11/04GK2764527SQ20042011050
公開日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2004年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者張永杰, 侯曉光 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司