專利名稱：一種薄板坯連鑄用漏斗型結(jié)晶器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種薄板坯連鑄使用的漏斗型結(jié)晶器，屬于冶金連鑄技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線由于節(jié)省投資，生產(chǎn)成本較低，是最近十幾年在國(guó)內(nèi)以及全世界范圍內(nèi)發(fā)展較快的冶金技術(shù)之一。薄板坯連鑄的主要問題是容易產(chǎn)生表面裂紋(包括表面縱裂、表面橫裂和邊裂)，以表面縱裂最為常見，是產(chǎn)品質(zhì)量的主要缺陷，解決薄板坯的表面縱裂問題被國(guó)內(nèi)外研究者公認(rèn)為是世界性難題。裂紋嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致漏鋼，影響生產(chǎn)節(jié)奏和造成設(shè)備損壞。目前，通用的薄板坯連鑄結(jié)晶器采用漏斗型，主要原因是薄板坯鑄坯厚度較傳統(tǒng)板坯薄，傳統(tǒng)板坯一般厚度為230mm，而薄板坯厚度一般在IOOmm以下，常見的為50mm-90mm。由于薄板坯厚度窄，采用傳統(tǒng)的平板結(jié)晶器會(huì)導(dǎo)致侵入式水口無法插入和壽命短、保護(hù)渣潤(rùn)滑不均勻等問題，因此，在結(jié)晶器寬面采用漏斗型結(jié)構(gòu)保證有更大的開口度，以利于侵入式水口的插入和使用壽命。傳統(tǒng)板坯連鑄結(jié)晶器是平行板結(jié)構(gòu)，寬面是沒有錐度的，裂紋敏感性較??；而薄板坯連鑄容易出現(xiàn)表面裂紋與其采用漏斗型結(jié)晶器有密切關(guān)系，由于漏斗型結(jié)晶器從上到下是不斷收縮的，帶有明顯的錐度，鋼水在結(jié)晶器內(nèi)凝固成鑄坯后，鑄坯在漏斗區(qū)隨著拉坯的進(jìn)行會(huì)不斷下移，由于錐度的收縮導(dǎo)致鑄坯會(huì)承受更多的應(yīng)力，因此比傳統(tǒng)板坯具有更高的裂紋敏感性。薄板坯連鑄以西馬克的漏斗型結(jié)晶器為例，設(shè)計(jì)的結(jié)晶器漏斗倒錐度為4. 04°。 最近十幾年，由于各廠家為提高產(chǎn)量和鑄坯表面質(zhì)量，不斷增加鑄坯厚度，從最初設(shè)計(jì)的 50mm厚的鑄坯發(fā)展到以70mm、90mm厚的鑄坯為主。隨著鑄坯厚度的增加，凝固規(guī)律出現(xiàn)了很大的變化，而結(jié)晶器設(shè)計(jì)參數(shù)仍然沿襲了西馬克最初針對(duì)50mm厚鑄坯的設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)晶器漏斗的倒錐度一直沒有變化。根據(jù)數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著結(jié)晶器漏斗錐度的加大，鑄坯承受的應(yīng)力也加大，裂紋敏感加大。特別是隨著目前鑄坯厚度提高到70-90mm 后，結(jié)晶器上口開口度已經(jīng)超過了傳統(tǒng)板坯的厚度，不再成為限制水口插入的環(huán)節(jié)。因此， 采用小倒錐度的漏斗型結(jié)晶器可以降低鑄坯的裂紋敏感性。鋼水在結(jié)晶器內(nèi)凝固的過程中，在結(jié)晶器上部形成初生坯殼，初生坯殼在結(jié)晶器中不斷增厚并向結(jié)晶器下部移動(dòng)。由于初生坯殼強(qiáng)度較弱，需要較弱的冷卻以減少裂紋的發(fā)生，而當(dāng)初生坯殼增厚移動(dòng)到結(jié)晶器下部空間，由于冷卻收縮與結(jié)晶器銅板間形成氣隙會(huì)使冷卻強(qiáng)度下降。因此，鋼水在結(jié)晶器內(nèi)冷卻的最佳條件為上部冷卻要較弱，而下部冷卻則要求稍強(qiáng)；但是傳統(tǒng)的結(jié)晶器銅板設(shè)計(jì)均為等厚結(jié)構(gòu)，在相同的冷卻水流量的條件下，只能實(shí)現(xiàn)均勻冷卻。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型用于解決上述已有技術(shù)之缺陷而提供一種具有小倒錐度且非等厚的薄板坯連鑄用漏斗型結(jié)晶器。本實(shí)用新型所稱問題是由以下技術(shù)方案解決的
3[0007]—種薄板坯連鑄用漏斗型結(jié)晶器，由對(duì)稱設(shè)置的兩塊寬面銅板和兩塊窄面銅板組成，兩塊寬面銅板的中上部共同構(gòu)成漏斗區(qū)倒錐，特別之處是所述漏斗區(qū)倒錐的傾角為 3. 5° -3. 8°。上述薄板坯連鑄用漏斗型結(jié)晶器，所述寬面銅板漏斗區(qū)的銅板厚度從上到下逐漸減薄。上述薄板坯連鑄用漏斗型結(jié)晶器，所述寬面銅板漏斗區(qū)的銅板厚度從上到下的厚度差范圍在3. 55-8mm之間。本實(shí)用新型針對(duì)減少鑄坯表面裂紋的發(fā)生率的問題進(jìn)行了改進(jìn)，主要特點(diǎn)如下 1.在目前鑄坯普遍加厚，保護(hù)渣的熔化和水口插入不成為問題的前提下，將結(jié)晶器錐度減小，有利于減小鑄坯受到的收縮應(yīng)力和摩擦力，使鑄坯受到的總應(yīng)力減小，可減少表面裂紋的發(fā)生率；(2)結(jié)晶器銅板厚度在漏斗區(qū)設(shè)計(jì)成從上到下逐步均勻減薄的結(jié)構(gòu)，可以在相同的結(jié)晶器配水條件下，達(dá)到上部弱冷，下部強(qiáng)冷的效果，對(duì)減少彎月面處裂紋的產(chǎn)生和漏鋼有益。上述改進(jìn)，能有效改善鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)承受的應(yīng)力，減少裂紋和漏鋼的發(fā)生，提高鑄坯表面質(zhì)量和鑄機(jī)作業(yè)率。此外該改進(jìn)與結(jié)晶器外部相連的結(jié)晶器水套等設(shè)備無需改動(dòng)，改造成本低、易于實(shí)施。

圖1是現(xiàn)有漏斗型結(jié)晶器寬面銅板立體圖；圖2為圖IA-A處剖面圖；圖3為圖IB-B處剖面圖；圖4為本實(shí)用新型的結(jié)晶器寬面銅板立體圖；圖5為圖4 A-A處剖面圖；圖6為圖4B-B處剖面圖；圖7為圖IC-C處截面圖。
具體實(shí)施方式
圖1-3所示，是現(xiàn)有漏斗型結(jié)晶器寬面銅板立體圖，由圖可見，現(xiàn)有漏斗區(qū)倒錐的傾角為4. 04°，寬面銅板為等厚結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的改進(jìn)體現(xiàn)在薄板坯連鑄用漏斗型結(jié)晶器的寬面銅板上。參看圖4-7， 所述結(jié)晶器漏斗區(qū)倒錐的傾角為α表示，α調(diào)整范圍在3. 5° -3.8°之間，外壁形狀保持不變。錐度減小使得鑄坯受到的收縮力和摩擦力減小，有利于減少表面縱裂的發(fā)生率。結(jié)晶器銅板厚度在漏斗區(qū)為遞減結(jié)構(gòu)，其上部和下部的厚度差范圍在3. 55-8mm之間。該設(shè)計(jì)減少了結(jié)晶器上部的傳熱，有利于減少彎月面處裂紋的產(chǎn)生。此外，結(jié)晶器銅板厚度在漏斗區(qū)為遞減結(jié)構(gòu)，可以在減小現(xiàn)有結(jié)晶器漏斗倒錐度的條件下，保持結(jié)晶器銅板外弧線的不變， 這樣，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與結(jié)晶器銅板相連的結(jié)晶器水套等設(shè)備均不需要進(jìn)行改動(dòng)，降低改造成本。
權(quán)利要求1.一種薄板坯連鑄用漏斗型結(jié)晶器，由對(duì)稱設(shè)置的兩塊寬面銅板和兩塊窄面銅板， 兩塊寬面銅板的中上部共同構(gòu)成漏斗區(qū)倒錐，其特征在于所述漏斗區(qū)倒錐的傾角范圍在 3.5° -3.8° 之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄板坯連鑄用漏斗型結(jié)晶器，其特征在于所述寬面銅板漏斗區(qū)的銅板厚度從上到下逐漸減薄。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄板坯連鑄用漏斗型結(jié)晶器，其特征在于所述寬面銅板漏斗區(qū)的銅板厚度從上到下的厚度差范圍在3. 55-8mm之間。
專利摘要一種薄板坯連鑄用漏斗型結(jié)晶器，用于解決減少鑄坯表面裂紋的發(fā)生率問題。所述結(jié)晶器由對(duì)稱設(shè)置的兩塊寬面銅板和兩塊窄面銅板組成，兩塊寬面銅板的中上部共同構(gòu)成漏斗區(qū)倒錐，改進(jìn)后，所述漏斗區(qū)倒錐的傾角范圍在3.5°-3.8°之間。本實(shí)用新型主要特點(diǎn)如下1.在目前鑄坯普遍加厚，保護(hù)渣的熔化和水口插入不成為問題的前提下，將結(jié)晶器錐度減小，有利于減小鑄坯受到的收縮應(yīng)力和摩擦力，使鑄坯受到的總應(yīng)力減小，可減少表面裂紋的發(fā)生率；(2)結(jié)晶器銅板厚度在漏斗區(qū)設(shè)計(jì)成從上到下逐步均勻減薄的結(jié)構(gòu)，可以在相同的結(jié)晶器配水條件下，達(dá)到上部弱冷，下部強(qiáng)冷的效果，對(duì)減少彎月面處裂紋的產(chǎn)生和漏鋼有益。
文檔編號(hào)B22D11/04GK202180178SQ201120196229
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者安暉, 汪玲玲, 王學(xué)慧, 程征, 胡志剛, 韓彥光 申請(qǐng)人:河北鋼鐵集團(tuán)有限公司