專利名稱：連鑄結(jié)晶器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種連鑄結(jié)晶器。
背景技術(shù)：
連鑄工藝技術(shù)因能夠提高鑄坯質(zhì)量、改善勞動條件、且具有金屬收得率高、節(jié)約能源、便于實現(xiàn)機(jī)械自動化等優(yōu)點而為大多鋼鐵廠所采用。連鑄生產(chǎn)過程中，鋼水在冷卻條件下凝固并粘附于結(jié)晶器內(nèi)壁上，形成凝殼。在結(jié)晶器向上振動時期，上部新生凝殼粘接在結(jié)晶器壁并與之一起向上運(yùn)動，而此時下部的凝殼則以拉坯速度向下運(yùn)動，這樣在兩者之間的鋼液就直接暴露在結(jié)晶器壁上，形成一個“二次彎月面”。負(fù)滑脫期開始后，上部凝殼隨結(jié)晶器向下運(yùn)動，在追趕下部凝殼的過程中生成“凝固橋”與其相連。在負(fù)滑脫期結(jié)晶器向下運(yùn)動速度達(dá)到最大時，上部凝殼與下部凝殼焊合，在結(jié)晶器負(fù)滑脫焊合過程中，下部凝殼阻擋了上部凝殼隨結(jié)晶器運(yùn)動，起到了脫模的作用，由于上下兩部分凝殼相互作用，向內(nèi)擠壓，在焊合的過程中就形成了一道振痕。振痕嚴(yán)重時，會使連鑄坯表面質(zhì)量惡化，并在振痕產(chǎn)生位置內(nèi)部生成裂紋，導(dǎo)致澆注鋼成分偏析。傳統(tǒng)的結(jié)晶器內(nèi)表面為鉻、鎳及各種合金涂層，主要是為了增加結(jié)晶器的耐磨性， 但在生產(chǎn)連鑄坯的過程中，鋼水在結(jié)晶器內(nèi)表面形成的“二次彎月面”使該處鋼水遠(yuǎn)離結(jié)晶器內(nèi)表面，又由于結(jié)晶器的外部只有一個冷卻水箱，冷卻水從結(jié)晶器底部向上流動，冷卻水溫度逐漸上升，在二次彎月面處，上下初步生凝殼強(qiáng)度較小，導(dǎo)致在結(jié)晶器負(fù)滑脫焊合過程中變形較大，形成的振痕較深，影響澆注鋼的使用性能。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是要提供一種在生產(chǎn)連鑄坯的過程中形成的振痕較淺、可明顯提高連鑄坯表面質(zhì)量的連鑄結(jié)晶器。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所設(shè)計的連鑄結(jié)晶器，其內(nèi)表面設(shè)有鍍層并分為a、 b、c三個不同區(qū)域，所述a區(qū)域為結(jié)晶器頂部至其下SO-IOOmm區(qū)域，所述b區(qū)域為a區(qū)域下部邊界至其下25-30mm區(qū)域，所述c區(qū)域為b區(qū)域下部邊界至結(jié)晶器底部區(qū)域。其中，所述a區(qū)域和c區(qū)域表面鍍層為耐磨材料，所述b區(qū)域表面鍍層為純鐵、高碳鋼、高硬度鐵基合金或與澆鑄鋼種同種材料中的一種。所述結(jié)晶器的外部從底部至頂部連續(xù)設(shè)置有多個冷卻水箱，且其中一個水箱的下部設(shè)在從結(jié)晶器頂部向下至Sl+2S2+200mm處，其中Sl為a區(qū)域高度，S2為結(jié)晶器振動的振幅，Sl和S2的單位為mm。進(jìn)一步地，所述a區(qū)域鍍層耐磨材料與澆注鋼水間的濕潤角不小于120度。進(jìn)一步地，所述a區(qū)域和c區(qū)域表面鍍層耐磨材料為陶瓷材料、鉻、鎳、氮化鈦、氮化釩、氮化鉻、三氧化二鉻、五氧化二釩中的一種。進(jìn)一步地，所述a、b、c區(qū)域鍍層總厚度為0. 06 3mm。更進(jìn)一步地，所述b區(qū)域鍍層為多層，表面鍍層厚度為0. 06 1mm。由于結(jié)晶器在工作狀態(tài)下，鋼水表面到二次彎月面之間區(qū)域設(shè)有純鐵、高碳鋼、高硬度鐵基合金或與澆鑄鋼種同種材料之類的鍍層，降低了鋼水在結(jié)晶器內(nèi)表面的表面張力，緩解甚至消除鋼水在結(jié)晶器內(nèi)表面上形成的二次彎月面，使鋼水緊靠結(jié)晶器。由于在結(jié)晶器二次彎月面處增設(shè)有冷卻水箱，能夠增加下部凝殼頂部及上部凝殼下部的強(qiáng)度，使得上下凝殼焊合在一起時具有足夠的強(qiáng)度，提升抵抗鋼水沖擊能力，減小變形，從而減少振痕的發(fā)生。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中連鑄結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的連鑄結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。從圖1可以看出，現(xiàn)有的連鑄結(jié)晶器的銅板3的內(nèi)表面從上到下鍍有相同的鍍層 2，該鍍層2可以為鉻、鎳或其合金，也可為氮化鈦、氮化釩、氮化鉻、三氧化二鉻或者五氧化二釩，主要是為了增加結(jié)晶器的耐磨性，使在結(jié)晶器內(nèi)部1澆注的鋼水與連鑄結(jié)晶器表面形成較大的濕潤角。連鑄結(jié)晶器外部只有一個冷卻水箱4，冷卻水溫度從下至上逐漸升高。從圖2可以看出，本實用新型的連鑄結(jié)晶器的銅板3的內(nèi)表面鍍層2從上到下劃分為a、b、c三個不同的區(qū)域，其中a區(qū)域為結(jié)晶器頂部至其下SO-IOOmm區(qū)域，b區(qū)域為a 區(qū)域下部邊界至其下25-30mm區(qū)域。生產(chǎn)實踐中，通過控制操作參數(shù)，使結(jié)晶器內(nèi)部1澆注鋼水后的鋼水液面與結(jié)晶器頂部距離為80-100mm，并使形成的二次彎月面處正好處在b區(qū)域，而c區(qū)域則剛好在二次彎月面下方。a區(qū)域和c區(qū)域表面鍍層材料與現(xiàn)有技術(shù)的鍍層材料相同，而b區(qū)域表面鍍層為純鐵、高碳鋼或與澆鑄鋼種相同的材料中的一種，這樣可以降低鋼水在結(jié)晶器內(nèi)表面的表面張力，緩解甚至消除鋼水在結(jié)晶器內(nèi)表面上形成的二次彎月面，使鋼水緊靠結(jié)晶器。連鑄結(jié)晶器的外部從底部至頂部連續(xù)設(shè)有兩個冷卻水箱41、42，且冷卻水箱41、42的其中一個面即為銅板3，并且冷卻水箱41、42的總高度為銅板3的長度， 而下部冷卻水箱41的高度為H= (L-Sl-2S2-200)mm，其中L為結(jié)晶器的總長度(即銅板3的長度)，S1為a區(qū)域高度，S2為結(jié)晶器工作時的振幅，大小一般為3-8mm。冷卻水箱也可以銅板3為其一個面沿垂直方向設(shè)置更多，只要保證所有冷卻水箱的總高度為銅板3的長度，且其中一個水箱的下部設(shè)在從結(jié)晶器頂部向下至(S1+2S2+200) mm處艮口可。冷卻水箱41、42的冷卻水從下至上流動。由于從結(jié)晶器頂部至其下Sl+2S2+200mm 處增設(shè)了冷卻水箱，這樣鋼水二次彎月面處的溫度可以降得更低，并能增加下部凝殼頂部及上部凝殼下部的強(qiáng)度，使得上下凝殼焊合在一起時具有足夠的強(qiáng)度，提升抵抗鋼水沖擊能力，減小變形。因此，本實用新型的連鑄結(jié)晶器可以減少振痕深度，提高連鑄坯的質(zhì)量。采用本實用新型的連鑄結(jié)晶器，在結(jié)晶器振幅為3. 5mm、振動頻率為180/分、冷卻水進(jìn)水溫度為30-35°C，出水溫度控制為不高于進(jìn)水溫度6°C的情況下，生產(chǎn)的連鑄坯振痕深度為現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的連鑄坯振痕深度的30-50%。
權(quán)利要求1.一種連鑄結(jié)晶器，其特征在于所述結(jié)晶器的內(nèi)表面設(shè)有鍍層并分為a、b、c三個不同區(qū)域，所述a區(qū)域為結(jié)晶器頂部至其下SO-IOOmm區(qū)域，所述b區(qū)域為a區(qū)域下部邊界至其下25-30mm區(qū)域，所述c區(qū)域為b區(qū)域下部邊界至結(jié)晶器底部區(qū)域，其中，所述a區(qū)域和 c區(qū)域表面鍍層為耐磨材料，所述b區(qū)域表面鍍層為純鐵、高碳鋼、高硬度鐵基合金或與澆鑄鋼種同種材料中的一種；所述結(jié)晶器的外部從底部至頂部連續(xù)設(shè)置有多個冷卻水箱，且其中一個水箱的下部設(shè)在從結(jié)晶器頂部向下至Sl+2S2+200mm處，其中Sl為a區(qū)域高度，S2 為結(jié)晶器振動的振幅，Sl和S2的單位為mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄結(jié)晶器，其特征在于所述a區(qū)域鍍層耐磨材料與澆注鋼水間的濕潤角不小于120度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄結(jié)晶器，其特征在于所述a區(qū)域和c區(qū)域表面鍍層耐磨材料為陶瓷材料、鉻、鎳、氮化鈦、氮化釩、氮化鉻、三氧化二鉻、五氧化二釩中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的連鑄結(jié)晶器，其特征在于所述a區(qū)域、b區(qū)域、c區(qū)域鍍層總厚度為0. 06 3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的連鑄結(jié)晶器，其特征在于所述b區(qū)域鍍層為多層， 表面鍍層厚度為0. 06 1mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連鑄結(jié)晶器，其特征在于所述b區(qū)域鍍層為多層，表面鍍層厚度為0. 06 1mm。
專利摘要本實用新型公開了一種連鑄結(jié)晶器，它的內(nèi)表面設(shè)有鍍層并分為a、b、c三個區(qū)域，所述a區(qū)域為結(jié)晶器頂部至其下80-100mm區(qū)域，b區(qū)域為a區(qū)域下部邊界至其下25-30mm區(qū)域，c區(qū)域為b區(qū)域下部邊界至結(jié)晶器底部區(qū)域。其中，所述a區(qū)域和c區(qū)域表面鍍層為耐磨材料，所述b區(qū)域表面鍍層為純鐵、高碳鋼或與澆鑄鋼種相同的材料中的一種；所述結(jié)晶器的外部從下至上連續(xù)設(shè)置有多個水箱，且其中一個水箱的下部設(shè)在從結(jié)晶器頂部向下至S1+2S2+200mm處，其中S1為a區(qū)域高度，S2為結(jié)晶器振動的振幅，S1和S2的單位為mm。本實用新型可降低鋼水在結(jié)晶器內(nèi)表面的表面張力，增加下部凝殼頂部及上部凝殼下部的強(qiáng)度，減小變形，減少振痕的發(fā)生。
文檔編號B22D11/059GK202316935SQ20112042696
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者黃誠 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司