專利名稱：一種二元冷卻型薄板坯連鑄結(jié)晶器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于連續(xù)鑄鋼設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二元冷卻型薄板坯 連鑄結(jié)晶器。
背景技術(shù)：
薄板坯連鑄結(jié)晶器是由兩個(gè)寬面模板和兩個(gè)窄面模板組成。生產(chǎn)薄板坯 時(shí)，液態(tài)鋼水源源不斷地自結(jié)晶器上部的浸入式水口注入結(jié)晶器，經(jīng)結(jié)晶器 冷卻凝固等作用后，在結(jié)晶器下部形成截面呈矩形的坯殼，坯殼內(nèi)部是液態(tài) 鋼水，在結(jié)晶器下方拉坯機(jī)的拖動(dòng)下，坯殼沿著結(jié)晶器自上而下連續(xù)產(chǎn)出。 薄板坯連鑄寬面模板水道的作用是為結(jié)晶器提供冷卻水的通道，背面水道截 面的形狀通常為矩形水道、組合矩形水道、帶圓弧過渡的組合矩形水道幾種。 這種水道冷卻方式在矩形水道或組合矩形水道邊部與底部的直角處會(huì)形成對(duì) 結(jié)晶器熱傳導(dǎo)在水平方向上的不均等，屬一元傳熱冷卻方式，是造成結(jié)晶器 冷卻不均勻的根源；帶圓弧過渡的組合矩形水道，雖考慮了部分二元冷卻性, 但由于水道寬度受制造的限制，在曲面型腔曲率半徑大的位置會(huì)產(chǎn)生寬度方
向上的非等距偏差，形成了冷卻的不均勻性；以上幾種水道形式均要設(shè)置保 證水流截面相等的鑲條，增加了制造和安裝的難度；以上幾種水道形式在螺 栓孔位置無法布置，不能達(dá)到理論上的水道冷卻密度；以上幾種水道形式未 能充分考慮寬面銅板熱面與冷面較大熱膨脹差問題，會(huì)產(chǎn)生寬面銅板在使用 過程中的過大變形。上述情況會(huì)造成鑄坯產(chǎn)生縱向裂紋和銅板局部過熱產(chǎn)生 軟化、蠕變、熱裂、浸蝕等質(zhì)量缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型目的在于用于提供一種冷卻分布 合理，能有效減少鑄坯的質(zhì)量缺陷的二元冷卻型薄板坯連鑄結(jié)晶器。該二元 冷卻型薄板坯連鑄結(jié)晶器能有效減少鑄坯縱向裂紋和銅板局部過熱而軟化、 蠕變、浸蝕、熱裂等質(zhì)量缺陷，可生產(chǎn)包晶鋼等裂紋敏感鋼種，也可提高結(jié) 晶器銅板的使用壽命。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是該二元冷卻型薄板坯連 鑄結(jié)晶器由對(duì)稱設(shè)置的兩塊寬面模板和兩塊窄面模板組成，所述寬面模板的 工作面具有曲面部分和平面部分，其特征在于所述寬面模板在距銅板熱面 相應(yīng)距離設(shè)置圓形組合冷卻深孔，圓形組合冷卻深孔由位于所述曲面部分的 圓形深孔和位于所述平面部分的圓形短孔構(gòu)成，圓形深孔和圓形短孔相連通， 所述圓形深孔與其相應(yīng)縱向截面形成夾角a ,所述圓形短孔與其相應(yīng)縱向截 面平行，圓形組合冷卻深孔的兩端設(shè)置密封堵頭，在寬面模板的銅板背腔設(shè) 置上通水槽和下通水槽，多個(gè)圓形組合冷卻深孔與上、下通水槽相通形成冷 卻水道；在銅板背腔設(shè)置有一定間距的縱向補(bǔ)償槽和橫向補(bǔ)償槽，縱向補(bǔ)償 槽和橫向補(bǔ)償槽彼此相交，其槽底到寬面模板的工作面的距離相等。 所述夾角a根據(jù)橫斷面曲線變化，a的范圍為(T《a《6° 。
所述縱向補(bǔ)償槽由上部斜槽和下部平槽組成，上部斜槽上端設(shè)有與其連通 的縱向?qū)捬a(bǔ)償工藝槽，上部斜槽與其相應(yīng)截面形成夾角0 ;所述橫向補(bǔ)償槽 由曲線槽和兩端對(duì)稱的直線槽組成，直線槽靠近銅板兩端設(shè)有與其相連通的 橫向?qū)捬a(bǔ)償工藝槽，曲線槽的槽底曲線與相應(yīng)截面工作面的曲面交線相同， 曲線槽與對(duì)稱直線槽平滑過渡相交。
所述曲線槽的槽底曲線依工作面的形狀可以是圓弧線、雙曲線、拋物線或 橢圓線。
所述夾角e根據(jù)橫斷面曲線變化，e的范圍為o。《e《6° 。
采用上述技術(shù)方案有益效果是該二元冷卻型薄板坯連鑄結(jié)晶器具有寬面
模板，寬面模板在距銅板熱面相應(yīng)距離設(shè)置圓形組合冷卻深孔，并按結(jié)晶器 內(nèi)腔溫度高低不同以相應(yīng)間距分布于整個(gè)寬面銅板，在寬面模板的銅板背腔 設(shè)置上通水槽和下通水槽，多個(gè)圓形組合冷卻深孔與上、下通水槽相通形成 冷卻水道，冷卻水在圓形水冷通道邊緣進(jìn)行二元方向上的傳熱，帶走熱量，
起到結(jié)晶器內(nèi)腔在水平方向的均勻冷卻傳熱作用；由于結(jié)晶器銅板厚度方向 呈斜楔形且相對(duì)常規(guī)板坯比較大，其熱面與冷面的距離相差較大，在銅板背 腔設(shè)置有一定間距的縱向補(bǔ)償槽和橫向補(bǔ)償槽，縱向補(bǔ)償槽和橫向補(bǔ)償槽彼 此相交，縱橫相交的熱膨脹補(bǔ)償槽以防止因銅板在熱傳導(dǎo)過程中產(chǎn)生過大的 變形而引起銅板連接螺栓過載失效。該設(shè)計(jì)克服了矩形冷卻水道和組合矩形 冷卻水道在銅板邊部與底部形成的熱傳導(dǎo)在水平方面上的突變；克服了矩形 水道、組合矩形水道、帶圓弧過渡的組合矩形水道對(duì)寬度的限制，在曲面型 腔曲率半徑大的位置會(huì)產(chǎn)生寬度方向上的非等距偏差，造成的冷卻不均勻性; 解決了螺栓孔位置處的水道布置問題；可以針對(duì)結(jié)晶器內(nèi)腔理論上高溫區(qū)適 當(dāng)增加冷卻水道的布置密度，安裝使用方便。在生產(chǎn)中可有效減少鑄坯縱向 裂紋和銅板因局部過熱而軟化、蠕變、浸蝕、熱裂等質(zhì)量缺陷，可生產(chǎn)包晶 鋼等裂紋敏感鋼種，也可提高結(jié)晶器銅板的使用壽命。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖l是本實(shí)用新型的外形圖2是本實(shí)用新型結(jié)晶器寬面橫向補(bǔ)償槽剖面圖； 圖3是本實(shí)用新型結(jié)晶器寬面背面結(jié)構(gòu)圖； 圖4是圖3的A-A剖面圖； 圖5是圖3的B-B剖面圖。
圖中附圖標(biāo)記l寬面模板；2窄面模板；3浸入式水口； 4結(jié)晶器內(nèi)腔； 5圓形深孔；6圓形短孔；7上通水孔；8下通水孔；9堵頭；10工作面曲面 部分；11工作面平面部分；12縱向補(bǔ)償槽；13上部斜槽；14下部平槽；15 縱向?qū)捬a(bǔ)償工藝槽；16橫向補(bǔ)償槽；17曲線槽；18直線槽；19橫向?qū)捬a(bǔ)償 工藝槽。
具體實(shí)施方式
如圖l所示的二元冷卻型薄板坯連鑄結(jié)晶器，它由對(duì)稱設(shè)置的兩塊寬面模 板1和兩塊窄面模板2組成，寬面模板和窄面模板圍成結(jié)晶器內(nèi)腔4，寬面模 板1的工作面由平面部分11與曲面部分10組成，浸入式水口 3設(shè)置在結(jié)晶器 上部。
參看圖2、圖4,寬面模板1在距銅板熱面相應(yīng)距離設(shè)置圓形組合冷卻深 孔，圓形組合冷卻深孔由位于所述曲面部分的圓形深孔5和位于所述平面部 分的圓形短孔6構(gòu)成，圓形深孔5和圓形短孔6相連通，圓形深孔5與其相 應(yīng)縱向截面形成夾角ci，夾角OL根據(jù)橫斷面曲線變化，a的范圍為0?！禼i《 6° 。圓形短深孔6與其相應(yīng)縱向截面交線平行，同一縱向截面上圓形深孔5 和圓形短孔6相交形成圓形組合冷卻深孔，兩端設(shè)置密封堵頭9，在寬面模板 的銅板背腔設(shè)置上通水槽7和下通水槽8， 2~6個(gè)圓形組合冷卻深孔與上、下
通水槽7、 8相通形成冷卻水道。
參看圖2、圖3、圖5，在寬面模板銅板背腔設(shè)置有一定間距的縱向補(bǔ)償槽 12和橫向補(bǔ)償槽16，且縱向補(bǔ)償槽12和橫向補(bǔ)償槽16彼此相交，其槽底到 工作面為等距離，縱向補(bǔ)償槽12分為上部斜槽13和下部平槽14兩部分，上 部斜槽13上端設(shè)有適合較深槽加工的縱向?qū)捬a(bǔ)償工藝槽15，上部斜槽13與 縱向?qū)捬a(bǔ)償工藝槽15兩者槽深相同，在同一斜線平面上且相交，上部斜槽13
與其相應(yīng)截面形成夾角e,根據(jù)橫斷面曲線變化，夾角e范圍在o。 —°之間。
橫向補(bǔ)償槽16由曲線槽17和兩端對(duì)稱的直線槽18構(gòu)成，其中直線槽18靠 近銅板兩端設(shè)有適合較深槽加工的橫向?qū)捬a(bǔ)償工藝槽19,直線槽18與橫向?qū)?補(bǔ)償工藝槽19兩者槽深相同，在同一直線平面上且相交，曲線槽17的槽底 曲線與相應(yīng)截面工作面的曲面交線相同，根據(jù)工作面形狀其曲線可以是圓弧 線、雙曲線、拋物線或橢圓線，曲線槽17與其兩端對(duì)稱的直線槽18平滑過 渡相交。
權(quán)利要求1、一種二元冷卻型薄板坯連鑄結(jié)晶器，具有對(duì)稱設(shè)置的兩塊寬面模板和兩塊窄面模板組成，所述寬面模板的工作面具有曲面部分和平面部分，其特征在于所述寬面模板在距銅板熱面相應(yīng)距離設(shè)置圓形組合冷卻深孔，圓形組合冷卻深孔由位于所述曲面部分的圓形深孔和位于所述平面部分的圓形短孔構(gòu)成，圓形深孔和圓形短孔相連通，所述圓形深孔與其相應(yīng)縱向截面形成夾角α，所述圓形短孔與其相應(yīng)縱向截面平行，圓形組合冷卻深孔的兩端設(shè)置密封堵頭，在寬面模板的銅板背腔設(shè)置上通水槽和下通水槽，多個(gè)圓形組合冷卻深孔與上、下通水槽相通形成冷卻水道；在銅板背腔設(shè)置有一定間距的縱向補(bǔ)償槽和橫向補(bǔ)償槽，縱向補(bǔ)償槽和橫向補(bǔ)償槽兩彼此相交，其槽底到寬面模板的工作面的距離相等。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二元冷卻型薄板坯連鑄結(jié)晶器，其特征 在于所述夾角a根據(jù)橫斷面曲線變化，a的范圍為0。《(i《6° 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二元冷卻型薄板坯連鑄結(jié)晶器，其特征 在于所述縱向補(bǔ)償槽由上部斜槽和下部平槽組成，上部斜槽上端設(shè)有與 其連通的縱向?qū)捬a(bǔ)償工藝槽，上部斜槽與其相應(yīng)截面形成夾角P ;所述橫 向補(bǔ)償槽由曲線槽和兩端對(duì)稱的直線槽組成，直線槽靠近銅板兩端設(shè)有與 其相連通的橫向?qū)捬a(bǔ)償工藝槽，曲線槽的槽底曲線與相應(yīng)截面工作面的曲 面交線相同，曲線槽與對(duì)稱直線槽平滑過渡相交。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種二元冷卻型薄板坯連鑄結(jié)晶器，其特征 在于所述曲線槽的槽底曲線依工作面曲面形狀可以是圓弧線、雙曲線、 拋物線或橢圓線。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種二元冷卻型薄板坯連鑄結(jié)晶器，其特征在于所述夾角e根據(jù)橫斷面曲線變化，e的范圍為o?！秂《6° 。
專利摘要本實(shí)用新型公開了連續(xù)鑄鋼設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域的一種二元冷卻型薄板坯連鑄結(jié)晶器，由對(duì)稱設(shè)置的兩塊寬面模板和兩塊窄面模板組成，其中寬面模板在距銅板熱面相應(yīng)距離設(shè)置圓形組合冷卻深孔，圓形組合冷卻深孔由位于所述曲面部分的圓形深孔和位于所述平面部分的圓形短孔構(gòu)成，圓形深孔和圓形短孔相連通，圓形深孔與其相應(yīng)縱向截面形成夾角α，圓形短孔與其相應(yīng)縱向截面平行，在寬面模板的銅板背腔設(shè)置上通水槽和下通水槽，多個(gè)圓形組合冷卻深孔與上、下通水槽相通形成冷卻水道；在銅板背腔設(shè)置有一定間距的縱向補(bǔ)償槽和橫向補(bǔ)償槽。具有冷卻分布合理，能有效減少鑄坯的質(zhì)量缺陷，可生產(chǎn)包晶鋼等裂紋敏感鋼種，同時(shí)提高了結(jié)晶器銅板的使用壽命。
文檔編號(hào)B22D11/112GK201211556SQ20082014775
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月1日
發(fā)明者呂艷伍, 曹國(guó)超, 朱書成, 王希彬 申請(qǐng)人:西峽龍成特種材料有限公司