專利名稱：一種用于薄板坯連鑄的倒角結(jié)晶器窄面銅板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及金屬連續(xù)鑄造領(lǐng)域，特別涉及一種用于薄板坯連鑄的倒角結(jié)晶器窄面銅板。
背景技術(shù)：
為了提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，我國(guó)許多鋼鐵企業(yè)的薄板坯連鑄生產(chǎn)線上正在不斷開(kāi)發(fā)高附加值的品種鋼，尤其是生產(chǎn)含有鈮、釩、鈦等元素的微合金化鋼種。盡管薄板坯連鑄生產(chǎn)過(guò)程中，拉速很高，薄板坯表面溫度相對(duì)板坯而言更高，而且鑄坯均是直接熱送至加熱爐， 然后進(jìn)行熱連軋，但是在生產(chǎn)微合金鋼時(shí)，熱軋板卷的邊裂缺陷問(wèn)題同樣也經(jīng)常發(fā)生，而這基本上都是由薄板坯的角橫裂所引起。目前國(guó)內(nèi)的薄板坯連鑄結(jié)晶器窄邊銅板均采用平面結(jié)構(gòu)，鑄坯角部通常呈直角形狀。連鑄過(guò)程中，鑄坯角部由于受到二維冷卻，其溫度相對(duì)更低，在二冷段的彎曲段或矯直段，鑄坯在角部或角部附近的表面溫度容易進(jìn)入微合金化鋼的脆性區(qū)范圍，從而引起角橫裂紋的發(fā)生，限制了微合金化鋼的規(guī)?；a(chǎn)。為了解決微合金鋼的邊角部橫裂紋問(wèn)題，目前冶金工作者采用的主要措施包括提高鋼水質(zhì)量、優(yōu)化和穩(wěn)定保護(hù)渣性能、優(yōu)化二冷段的冷卻工藝等。在板坯或方坯鑄機(jī)上，少數(shù)鋼鐵企業(yè)采用了倒角結(jié)晶器技術(shù)，該技術(shù)的目標(biāo)是使得鑄坯原有的直角改為兩個(gè)鈍角， 用以消除鑄坯角部的應(yīng)力集中，同時(shí)達(dá)到提高角部溫度的目的。中國(guó)實(shí)用新型專利ZL 02214026. 3 (公告號(hào)CN 2M7438Y，名稱“板坯連鑄結(jié)晶器窄邊銅板”)提出了一種帶側(cè)面倒角的結(jié)晶器窄面銅板，其倒角尺寸為6 10mm，角度為45度。中國(guó)實(shí)用新型專利ZL 2007200890 . 7 (公開(kāi)號(hào)CN 201132207Y，名稱“一種板坯結(jié)晶器”)提出了一種帶有過(guò)渡曲面的窄面銅板，曲面為圓弧面，圓弧倒角的半徑為2 10mm，因此其倒角量不足10mm，角部冷卻靠銅板自身導(dǎo)熱來(lái)實(shí)現(xiàn)，該專利的缺點(diǎn)是倒角量小，鑄坯角部溫度的提升幅度有限。中國(guó)文獻(xiàn)《連鑄結(jié)晶器內(nèi)大方坯的熱力耦合分析》(文獻(xiàn)來(lái)源陳永，羅歆，沈厚發(fā).鋼鐵.2008，43 03)，p33 37)對(duì)結(jié)晶器帶側(cè)面倒角的窄面銅板在大方坯連鑄生產(chǎn)中的傳熱過(guò)程和坯殼的應(yīng)力分布進(jìn)行了分析，結(jié)果表明在倒角保持為45度的情況下，結(jié)晶器倒角量由25mm降至12mm時(shí)，鑄坯角部的傳熱條件可得到改善，有利于減輕和防止鑄坯角部裂紋。在薄板坯連鑄方面，關(guān)于鑄坯角橫裂控制方面的文獻(xiàn)和專利較少。中國(guó)文獻(xiàn)《薄板坯角橫裂成因分析》(文獻(xiàn)來(lái)源王宇平，王一成，謝剛.冶金叢刊.2007，(6)，pl3 17) 分析和總結(jié)了薄板坯角橫裂的產(chǎn)生機(jī)理及其影響因素，提出提高薄板坯表面溫度至900°C 以上和降低鋼中氮含量至30ppm以下是防止角橫裂的發(fā)生的兩種有效措施。目前，針對(duì)薄板坯連鑄微合金鋼的角橫裂問(wèn)題，在工藝上已經(jīng)進(jìn)行了很多優(yōu)化改進(jìn)工作，包括鋼中氮和鋁的控制、鑄坯表面溫度的提高等等。但在設(shè)備的優(yōu)化改進(jìn)方面進(jìn)行的工作極少。[0009]基于倒角結(jié)晶器技術(shù)在板坯和大方坯鑄機(jī)生產(chǎn)上取得的成效，本實(shí)用新型提出了一種用于薄板坯連鑄的倒角結(jié)晶器窄面銅板，
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種用于薄板坯連鑄的倒角結(jié)晶器窄面銅板，可控制鑄坯角橫裂，延長(zhǎng)窄面銅板的使用壽命。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案一種用于薄板坯連鑄的倒角結(jié)晶器窄面銅板，其工作表面包括平面區(qū)域和曲面區(qū)域，平面區(qū)域位于工作表面的中部，所述銅板的總寬度為50 110mm，高度為800 1200mm，厚度為50 100mm，銅板平面區(qū)域和曲面區(qū)域在橫截面方向上以相切方式光滑連接；銅板邊角部厚度最大，橫截面中心線處厚度最小，它們之間的厚度差為2 9mm;所述銅板的內(nèi)部均勻分布有3 6個(gè)規(guī)格相同的圓管型冷卻水道。所述銅板平面區(qū)域的寬度占總寬度的0 90%。在所述銅板的橫截面方向上，窄面銅板的寬度越大，銅板橫截面中心線處與邊角部之間的厚度差越大。所述銅板的曲面區(qū)域在橫截面方向上的曲線為圓弧線和/或拋物線。所述銅板在寬度方向上以表面中心線為對(duì)稱線，呈對(duì)稱分布。所述銅板在高度方向上，其工作面為單錐度、雙錐度或多錐度中的一種。所述銅板的寬度在高度方向上保持一致，或自上而下線性遞減，銅板上緣和下緣之間的寬度差為 0. 5 ~ 4. Omm0所述圓管型冷卻水道沿高度方向上下貫通，水道的內(nèi)徑為7 14mm，與銅板工作面的距離相同。所述銅板至少具有以下特征之一I)所述銅板的工作面上有鎳鍍層、鎳鐵鍍層或鎳鈷鍍層；II)整個(gè)銅板的材質(zhì)為銀銅、鉻鋯銅、磷銅、鈹銅中的一種。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提出的窄面銅板澆注的薄板坯的邊角部由原有的直角形狀改為圓弧角過(guò)渡型，鑄坯邊角部的溫度更高，彎曲和矯直過(guò)程中受到的應(yīng)力更小，可有效抑制鑄坯角橫裂的發(fā)生。它通過(guò)提高鑄坯的角部溫度及凝固成型過(guò)程中傳熱的均勻性，并降低彎曲和矯直過(guò)程薄板坯角部受到的應(yīng)力集中，最終消除微合金化鋼種的邊角部裂紋缺陷，同時(shí)有利于延長(zhǎng)窄面銅板的使用壽命。

圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖，該圖右側(cè)為其A-A縱截面示意圖；圖3為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型第三實(shí)施例的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記1 結(jié)晶器窄面銅板[0029]2平面區(qū)域[0030]3曲面區(qū)域[0031]4曲面區(qū)域在橫截面上的曲線[0032]5圓管型冷卻水道[0033]H銅板橫截面中心線處與邊角部之間的厚度差
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)用新型提出的結(jié)晶器窄面銅板1主要用于厚度為50 IlOmm鑄坯的連鑄生產(chǎn)，連鑄機(jī)為直弧型或立彎型，結(jié)晶器在高度方向上為豎直結(jié)構(gòu)。該結(jié)晶器窄面銅板1可以和漏斗型結(jié)晶器寬面銅板進(jìn)行組合，也可以和平行板式結(jié)晶器寬面銅板進(jìn)行組合，通過(guò)組合形成生產(chǎn)斷面為(50 110)mmX (900 1800)mm薄板坯的結(jié)晶器，也可用以通過(guò)組合形成邊長(zhǎng)為200 480mm的小型板坯結(jié)晶器。在高度方向上，窄面銅板的寬度可以保持一致， 也可以自上而下線性遞減，此時(shí)銅板上緣和下緣之間的寬度差為0. 5 4. Omm0當(dāng)窄面銅板的寬度自上而下線性遞減時(shí)，鑄坯在厚度方向上形成倒錐度，有利于加強(qiáng)鑄坯下部的冷卻， 提高鑄坯的表面質(zhì)量。附圖1給出了本實(shí)用新型的結(jié)晶器窄面銅板1的第一實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)，它的工作面與鋼水相接觸，工作面由中部的平面區(qū)域2和兩側(cè)的曲面區(qū)域3構(gòu)成，銅板在高度方向上為單錐度結(jié)構(gòu)。附圖2給出了本實(shí)用新型的結(jié)晶器窄面銅板1的另一種整體結(jié)構(gòu)，它的工作面與鋼水相接觸，工作面由中部的平面區(qū)域2和兩側(cè)的曲面區(qū)域3構(gòu)成，所示窄面銅板工作面在高度方向上為雙錐度結(jié)構(gòu)，上部區(qū)域?yàn)樾泵?，下部區(qū)域?yàn)橹泵?，上部區(qū)域的斜面提高了結(jié)晶器上部區(qū)域的錐度，起到增加凝固初期的坯殼與銅壁之間接觸緊密程度的作用，從而加強(qiáng)了初始凝固過(guò)程的傳熱，提高了初始凝固殼的厚度和強(qiáng)度，有利于鑄坯表面質(zhì)量的提高。附圖3 4給出了窄面銅板1內(nèi)部的冷卻結(jié)構(gòu)和兩側(cè)的最大倒角量(即銅板橫截面中心線處與邊角部之間的厚度差H)。本實(shí)用新型的結(jié)晶器窄面銅板1內(nèi)部水道布置的原則是確保坯殼與銅壁之間傳熱的均勻性。采用倒角結(jié)構(gòu)后，鑄坯的角部由原有的90°直角轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)鈍角，這樣可以弱化傳熱而提高鑄坯邊角部溫度，并且容易消除彎曲或矯直過(guò)程中鑄坯角部的拉應(yīng)力集中，達(dá)到控制角橫裂的目的。本實(shí)用新型的結(jié)晶器窄面銅板1內(nèi)部水道帶有3 6個(gè)均勻分布的規(guī)格相同的高度方向上貫通的圓管型水道，水道的內(nèi)徑為 7 14mm，距銅板工作面的距離相同。附圖3是附圖1所示的窄面銅板的橫截面結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部帶有高度方向上貫通的均勻分布的圓管型冷卻水道。附圖4為本實(shí)用新型第三實(shí)施例的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，該銅板的工作面僅有曲面結(jié)構(gòu)組成，其內(nèi)部帶有高度方向上貫通的均勻分布的圓管型冷卻水道。
權(quán)利要求1.一種用于薄板坯連鑄的倒角結(jié)晶器窄面銅板，其工作表面包括平面區(qū)域(2)和曲面區(qū)域(3)，平面區(qū)域(2)位于工作表面的中部，其特征在于所述銅板的總寬度為50 110mm，高度為800 1200mm，厚度為50 100mm，銅板平面區(qū)域O)和曲面區(qū)域(3)在橫截面方向上以相切方式光滑連接；銅板邊角部厚度最大，橫截面中心線處厚度最小，它們之間的厚度差H為2 9mm ；所述銅板的內(nèi)部均勻分布有3 6個(gè)規(guī)格相同的圓管型冷卻水道⑶。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器窄面銅板(1)，其特征在于所述銅板平面區(qū)域(2)的寬度占總寬度的0 90%。
3.如權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器窄面銅板(1)，其特征在于在所述銅板的橫截面方向上，窄面銅板(1)的寬度越大，銅板橫截面中心線處與邊角部之間的厚度差H越大。
4.如權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器窄面銅板(1)，其特征在于在所述銅板的曲面區(qū)域(3) 在橫截面方向上的曲線為圓弧線和/或拋物線。
5.如權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器窄面銅板(1)，其特征在于所述銅板在寬度方向上以表面中心線為對(duì)稱線，呈對(duì)稱分布。
6.如權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器窄面銅板(1)，其特征在于所述銅板在高度方向上，其工作面為單錐度、雙錐度或多錐度中的一種。
7.如權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器窄面銅板(1)，其特征在于所述銅板的寬度在高度方向上保持一致，或自上而下線性遞減，銅板上緣和下緣之間的寬度差為0. 5 4. 0mm。
8.如權(quán)利要求1所述的結(jié)晶器窄面銅板(1)，其特征在于所述圓管型冷卻水道(5)沿高度方向上下貫通，水道的內(nèi)徑為7 14mm，距銅板工作面的距離相同。
9.如任一權(quán)利要求1-8所述的結(jié)晶器窄面銅板(1)，其特征在于所述銅板至少具有以下特征之一I)所述銅板的工作面上有鎳鍍層、鎳鐵鍍層或鎳鈷鍍層；II)整個(gè)銅板的材質(zhì)為銀銅、鉻鋯銅、磷銅、鈹銅中的一種。
專利摘要本實(shí)用新型涉及金屬連鑄領(lǐng)域，特別涉及一種用于薄板坯連鑄的倒角結(jié)晶器窄面銅板，它的工作表面包括平面區(qū)域(2)和曲面區(qū)域(3)，平面區(qū)域(2)位于工作表面的中部，其中所述銅板的總寬度為50～110mm，高度為800～1200mm，厚度為50～100mm，銅板平面區(qū)域(2)和曲面區(qū)域(3)在橫截面方向上以相切方式光滑連接；銅板邊角部厚度最大，橫截面中心線處厚度最小，它們之間的厚度差H為2～9mm；所述銅板的內(nèi)部均勻分布有3～6個(gè)規(guī)格相同的圓管型冷卻水道(5)。本實(shí)用新型的窄面銅板澆注的薄板坯的邊角部為圓弧角過(guò)渡型，鑄坯邊角部的溫度更高，彎曲和矯直過(guò)程中受到的應(yīng)力更小，可有效抑制鑄坯角橫裂發(fā)生。
文檔編號(hào)B22D11/04GK202052915SQ201120089500
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者付建軍, 吳夜明, 張慧, 楊曉江, 楊杰, 王明林, 王玫, 郝占全, 郝常鑫, 陶紅標(biāo) 申請(qǐng)人:河北鋼鐵股份有限公司唐山分公司, 鋼鐵研究總院