專利名稱：一種生產(chǎn)八角形連鑄坯的結晶器銅管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及金屬凝固和連續(xù)鑄造領域，特別是一種生產(chǎn)八角形連鑄坯的管式結晶器的銅管。
背景技術：
隨著世界冶金技術的發(fā)展，現(xiàn)代連鑄技術不斷進步，可澆鑄鋼種不斷擴大，一些高合金、高品質(zhì)、高裂紋敏感性鋼種已經(jīng)不斷在大型鋼鐵企業(yè)連鑄生產(chǎn)流程中得以生產(chǎn)。這其中主要的技術進步之一是帶倒角的結晶器技術的發(fā)展與應用。尤其是大斷面鑄坯連鑄技術的發(fā)展，鋼材的壓縮比增加，鋼材的產(chǎn)品質(zhì)量提高。但鑄坯斷面的增大帶來的不利影響就是由于鑄坯在鑄機里需要彎曲、矯直，由此會帶來鑄坯 角部裂紋的增加。尤其是近年來大板坯連鑄機的鑄坯厚度已經(jīng)達到250 450mm厚度以上，大方坯和大矩形坯厚度更是達到了 350 500mm以上，由于角部的冷卻不均勻，在彎曲、矯直過程中的應力集中勢必導致鑄坯角部裂紋的增加。為此，冶金工作者除了在鋼水質(zhì)量、二冷技術方面進行優(yōu)化外，所采取的一個主要技術措施就是采用帶倒角的結晶器技術，它使得鑄坯原有的每個直角變成兩個鈍角，以消除應力集中。在現(xiàn)有技術中，采用帶倒角的結晶器技術是比較普遍的，但都是應用于四塊板的組合結晶器上，即將組合結晶器的窄邊銅板做成帶大倒角的形狀。中國實用新型專利CN201744629U，名稱“一種連鑄用組合結晶器的窄邊銅板”，為本申請人在先的申請，提供了一種帶側(cè)面倒角的結晶器窄面銅板，其倒角的角度40 75度，倒角高度5 120mm。盡管該技術適合于澆鑄方坯、矩形坯、板坯，但它僅適用于組合的
結晶器。在管式結晶器方面，現(xiàn)有技術中常用的管式結晶器有方坯、矩形坯、圓坯結晶器。中國實用新型專利CN102554155A，名稱“管式結晶器”，提供了一種方坯管式結晶器?，F(xiàn)有的管式方坯、矩形坯結晶器的截面都是方形或矩形的四邊形，為了加工制造方便，通常在四個角部采用半徑為6 20_的四分之一圓進行過渡。上述管式結晶器在實際應用中，由于所生產(chǎn)鑄坯角部承受兩維的冷卻，會很快變黑，在鑄坯的彎曲、矯直過程中不可避免的要產(chǎn)生角部橫裂紋。尤其是在大斷面的方坯、矩形坯生產(chǎn)中，由于鑄機的拉速較慢，角部溫度降低更加嚴重，從而導致大量鑄坯的角部橫裂紋發(fā)生。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種生產(chǎn)八角形連鑄坯的結晶器銅管，它可以有效解決直角鑄坯的角部兩維冷卻問題，提高角部溫度，避免鑄坯角部橫裂紋的發(fā)生。為了達到上述目的，本實用新型提供了如下技術方案一種生產(chǎn)八角形連鑄坯的結晶器銅管，該結晶器銅管I與鋼水接觸的工作面在任意橫截面上包括八條邊，相鄰的兩條邊構成一個α角；八條邊分別包括兩個水平邊、兩個垂直邊和四個斜邊，水平邊和垂直邊為長邊、斜邊為短邊；所述結晶器銅管I上口處的各條邊分別比對應的下口處的各條邊長；所述結晶器銅管I與鋼水接觸的工作面從上口到下口連續(xù)光滑過渡。所述結晶器銅管I的水平邊與垂直邊的長度相同或不同；四個斜邊的長度相同或不同；每個短邊長度為30 200mm，每個長邊與短邊長度之比為I :1 15 :1。所述結晶器銅管I上口處的邊與對應的下口處的邊的長度之比為1.03 1 I. 35 :1。所述結晶器銅管I上口處和下口處的各條邊選自以下組合a)結晶器銅管上口處的各條邊均為直線，其對應的下口處各條邊均為直線；b)結晶器銅管上口處的各條邊均為弧線，其對應的下口處各條邊均為弧線；c)結晶器銅管上口處的各條邊均為弧線，其對應的下口處各條邊均為直線；d)結晶器銅管上口處的各條邊為直線和弧線組合，其對應的下口處各條邊同樣為直線和弧線組合；e)結晶器銅管上口處的各條邊為直線和弧線組合，其對應的下口處各條邊均為直線。每個α角的角度相同或不同，其范圍為95 175°。每個α角的頂端有半徑為2 12mm的圓弧R光滑過渡。所述結晶器銅管I內(nèi)腔斷面厚度S為120 650mm，結晶器銅管內(nèi)腔斷面寬度L為150 1000mm。所述結晶器銅管I壁厚D為8 30mm。所述結晶器銅管I沿鑄坯運動方向為弧型或直線型。所述結晶器銅管I內(nèi)壁有鍍層，鍍層材質(zhì)是鉻、鎳或鈷合金。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點本實用新型將方坯和矩形坯的四個90度直角變?yōu)榘藗€大的平角，同時加大了倒角面長度，它可以有效解決直角鑄坯的角部兩維冷卻問題，提高角部溫度，避免鑄坯角部橫裂紋的發(fā)生；采用本實用新型的結晶器銅管所生產(chǎn)出的八角形連鑄坯具有有效防止鑄坯角部橫裂紋發(fā)生、避免凝固末端動態(tài)壓下造成的凝固前沿枝晶間裂紋的作用。

圖I 一種生產(chǎn)八角形連鑄坯的結晶器銅管的任意橫截面示意圖。圖2結晶器銅管上口處均為直線的示意圖。圖3圖2對應的下口處均為直線的示意圖。圖4結晶器銅管上口處均為弧線的示意圖。圖5圖4對應的下口處均為弧線的示意圖。圖6結晶器銅管上口處均為弧線的示意圖。圖7圖6對應的下口處均為直線的示意圖。圖8結晶器銅管上口處為直線和弧線組合的示意圖。圖9圖8對應的下口處同樣為直線和弧線組合的示意圖。[0038]圖10結晶器銅管上口處為直線和弧線組合的示意圖。圖11圖10對應的下口處均為直線的示意圖。圖12α角頂端圓滑過渡示意圖。附圖標記I 結晶器銅管2 上口第一水平邊3 上口第二水平邊4 下口第一水平邊·[0046]5 下口第二水平邊6 上口第一垂直邊7 上口第二垂直邊8 下口第一垂直邊9 下口第二垂直邊10上口第一斜邊11上口第二斜邊12上口第三斜邊13上口第四斜邊14下口第一斜邊15下口第二斜邊16下口第三斜邊17下口第四斜邊L 鑄坯斷面寬度/結晶器銅管內(nèi)腔斷面寬度S 鑄坯斷面厚度/結晶器銅管內(nèi)腔斷面厚度D 結晶器銅管的壁厚R α角的頂端過渡圓半徑α 結晶器銅管與鋼水接觸的工作面在任意橫截面上相鄰的兩條邊構成的夾角具體實施方式
下面根據(jù)附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步說明。本實用新型的生產(chǎn)八角形連鑄坯的結晶器銅管適合澆鑄的鑄坯斷面厚度S為120 650mm，鑄坯斷面寬度L為150 IOOOmm的八角形鑄坯；所述結晶器銅管壁厚D為8 30_ ;該結晶器銅管可以是弧型的，也可以是直型的。如圖I所示，為本實用新型的一種生產(chǎn)八角形連鑄坯的結晶器銅管在任意橫截面上的示意圖，該結晶器銅管I與鋼水接觸的工作面在任意橫截面上都是由八條邊和八個角組成；所述與鋼水接觸的工作面在任意橫截面上的八條邊分別包括兩個水平邊、兩個垂直邊以及四個斜邊；水平邊和垂直邊稱之為長邊，斜邊稱之為短邊。所述結晶器銅管I的兩個水平邊與兩個垂直邊的長度可以相同，也可以不同；四個斜邊的長度可以相同，也可以不同；同時每個短邊長度為30 200mm，每個長邊與短邊長度之比為I 15 ;所述結晶器銅管I與鋼水接觸的工作面在任意橫截面上，相鄰的兩條邊構成一個α角，每個α角的角度可以相同，也可以不同，其變化范圍可以在95 175°之間。如圖2和圖3所示，所述結晶器銅管I對應的上口處水平邊分別為上口第一水平邊2和上口第二水平邊3，對應的下口處水平邊分別為下口第一水平邊4和下口第二水平邊5 ;上口處垂直邊分別為上口第一垂直邊6和上口第二垂直邊7，對應的下口處垂直邊分別為下口第一垂直邊8和下口第二垂直邊9。所述結晶器銅管I的上口處的四個斜邊分別為上口第一斜邊10、上口第二斜邊11、上口第三斜邊12和上口第四斜邊13，對應的下口處的四個斜邊分別為下口第一斜邊14、下口第二斜邊15、下口第三斜邊16和下口第四斜邊17。所述結晶器銅管I上口處的各條邊分別比對應的下口處的各條邊長；上口處的邊與對應的下口處的邊的長度之比為I. 03 I. 35。所述結晶器銅管I與鋼水接觸的工作面從上口到下口是連續(xù)光滑過渡的。所述結晶器銅管I的上口處和下口處的邊可以是直線的，也可以是弧線的，并由此構成上大下小的凝固形腔。圖2為結晶器銅管上口處均為直線的示意圖，其中結晶器上口處每一條邊均為直線，圖3為圖2對應的下口處均為直線的示意圖，其中每一條與上口對應的邊均為直線。圖4為結晶器銅管上口處均為弧線的示意圖，其中結晶器上口處每一條邊均為弧線，圖5為圖4對應的下口處均為弧線的示意圖，其中每一條與上口對應的邊均為弧線。圖6為結晶器銅管上口處均為弧線的示意圖，其中結晶器上口處每一條邊均為弧線，圖7為圖6對應的下口處均為直線的示意圖，其中每一條與上口對應的邊均為直線。圖8為結晶器銅管上口處為直線和弧線組合的示意圖，其中結晶器上口處長邊為直線，短邊為弧線；圖9為圖8對應的下口處同樣為直線和弧線組合的示意圖，長邊為直線，短邊為弧線。圖10為結晶器銅管上口處為直線和弧線組合的示意圖，其中結晶器上口處長邊為直線，短邊為弧線；圖11為圖10對應的下口處均為直線的示意圖，其中每一條與上口對應的邊均為直線。如圖12所示，為了便于加工，每一個α角的頂端也可以采用一個半徑為2 12mm的小圓弧R進行光滑過渡。本實用新型的生產(chǎn)八角形連鑄坯的結晶器銅管的內(nèi)壁可以進行鍍層，鍍層材質(zhì)可以是鉻、鎳、鈷等合金。
權利要求1.一種生產(chǎn)八角形連鑄坯的結晶器銅管，其特征在于該結晶器銅管(I)與鋼水接觸的工作面在任意橫截面上包括八條邊，相鄰的兩條邊構成一個α角；八條邊分別包括兩個水平邊、兩個垂直邊和四個斜邊，水平邊和垂直邊為長邊、斜邊為短邊；所述結晶器銅管(I)上口處的各條邊分別比對應的下口處的各條邊長；所述結晶器銅管(I)與鋼水接觸的工作面從上口到下口連續(xù)光滑過渡。
2.如權利要求I所述的結晶器銅管，其特征在于所述結晶器銅管(I)的水平邊與垂直邊的長度相同或不同；四個斜邊的長度相同或不同；每個短邊長度為30 200mm，每個長邊與短邊長度之比為I :1 15 :1。
3.如權利要求I所述的結晶器銅管，其特征在于所述結晶器銅管(I)上口處的邊與對應的下口處的邊的長度之比為I. 03 :1 I. 35 :1。
4.如權利要求I所述的結晶器銅管，其特征在于所述結晶器銅管(I)上口處和下口處的各條邊選自以下組合 a)結晶器銅管上口處的各條邊均為直線，其對應的下口處各條邊均為直線； b)結晶器銅管上口處的各條邊均為弧線，其對應的下口處各條邊均為弧線； c)結晶器銅管上口處的各條邊均為弧線，其對應的下口處各條邊均為直線； d)結晶器銅管上口處的各條邊為直線和弧線組合，其對應的下口處各條邊同樣為直線和弧線組合； e)結晶器銅管上口處的各條邊為直線和弧線組合，其對應的下口處各條邊均為直線。
5.如權利要求I所述的結晶器銅管，其特征在于每個α角的角度相同或不同，其范圍為95 175°。
6.如權利要求I或5所述的結晶器銅管，其特征在于每個α角的頂端有半徑為2 12mm的圓弧R光滑過渡。
7.如權利要求I所述的結晶器銅管，其特征在于所述結晶器銅管(I)內(nèi)腔斷面厚度S為120 650mm，結晶器銅管內(nèi)腔斷面寬度L為150 1000mm。
8.如權利要求I所述的結晶器銅管，其特征在于所述結晶器銅管(I)壁厚D為8 30mmo
9.如權利要求I所述的結晶器銅管，其特征在于所述結晶器銅管(I)沿鑄坯運動方向為弧型或直線型。
10.如權利要求I所述的結晶器銅管，其特征在于所述結晶器銅管(I)內(nèi)壁有鍍層，鍍層材質(zhì)是鉻、鎳或鈷合金。
專利摘要本實用新型涉及金屬凝固和連續(xù)鑄造領域，特別涉及一種生產(chǎn)八角形連鑄坯的結晶器銅管。該結晶器銅管與鋼水接觸的工作面在任意橫截面上包括八條邊，相鄰的兩條邊構成一個α角；八條邊分別包括兩個水平邊、兩個垂直邊和四個斜邊，水平邊和垂直邊為長邊、斜邊為短邊；所述結晶器銅管(1)上口處的各條邊分別比對應的下口處的各條邊長；所述結晶器銅管(1)與鋼水接觸的工作面從上口到下口連續(xù)光滑過渡。采用本實用新型的結晶器銅管所生產(chǎn)出的八角形連鑄坯具有有效防止鑄坯角部橫裂紋發(fā)生、避免凝固末端動態(tài)壓下造成的凝固前沿枝晶間裂紋的作用。
文檔編號B22D11/059GK202715798SQ20122041599
公開日2013年2月6日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權日2012年8月21日
發(fā)明者張慧, 王明林, 王玫, 姬秀琴, 干勇 申請人:鋼鐵研究總院, 中達連鑄技術國家工程研究中心有限責任公司