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一種復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)的超薄板坯結(jié)晶器銅板的制作方法

文檔序號(hào):11394917閱讀:475來(lái)源:國(guó)知局
一種復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)的超薄板坯結(jié)晶器銅板的制造方法與工藝

本發(fā)明屬于連鑄機(jī)結(jié)晶器技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)的超薄板坯結(jié)晶器銅板。



背景技術(shù):

隨著科技發(fā)展,國(guó)內(nèi)外的冶金技術(shù),特別是大型鋼鐵企業(yè)通過(guò)對(duì)設(shè)備的改進(jìn)和管理方法的完善,已可生產(chǎn)出高合金、高品質(zhì)、高裂紋敏感性的鋼種,尤其是大斷面鑄坯連鑄技術(shù)的發(fā)展,使得鋼材的壓縮比增加、鋼材的產(chǎn)品質(zhì)量得以快速提高,其中鑄坯在連鑄機(jī)結(jié)晶器內(nèi)成型時(shí)需要進(jìn)行冷卻,該過(guò)程需要使用帶冷卻水槽的結(jié)晶器銅板。

其中,超薄板坯結(jié)晶器銅板通常有兩種冷卻型式,一種是全水槽結(jié)構(gòu),但因水槽面要設(shè)置與水箱拉合的螺紋孔,由于螺紋孔所在的筋板要有一定寬度,這就導(dǎo)致冷卻水槽的間距呈現(xiàn)不均勻現(xiàn)象,為彌補(bǔ)這一現(xiàn)象,就在螺紋孔所在的筋板上增加了相應(yīng)的冷卻水孔;另一種是全水孔結(jié)構(gòu),這種水孔加工,從銅板下口一直鉆到銅板上口;上述兩種銅板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都存在水孔加工難度大,廢品率較高的問(wèn)題,無(wú)形中增加了企業(yè)的成本投入。

公告號(hào)為cn202155493u的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種薄板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器寬面銅板冷卻結(jié)構(gòu),包括寬面銅板,寬面銅板上設(shè)置冷卻水道,所述冷卻水道呈非均勻分布,其中,在鋼水活躍的上回流區(qū)域冷卻水道間距為16-21毫米,其它部位冷卻水道間距為17-23毫米。該結(jié)構(gòu)針對(duì)目前薄板坯連鑄結(jié)晶器寬面銅板冷卻結(jié)構(gòu)不合理,導(dǎo)致寬面銅板及鑄坯溫度冷卻不均、易造成銅板裂紋嚴(yán)重、壽命低、鑄坯質(zhì)量缺陷等問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn),對(duì)結(jié)晶器寬面銅板冷卻水道進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),其冷卻水道直徑減小、數(shù)量增加,并且根據(jù)鋼水溫度分布情況進(jìn)行合理分布,有效改善結(jié)晶器寬面冷卻強(qiáng)度,改善結(jié)晶器寬面溫度分布,減少結(jié)晶器銅板表面溫度差,提高鑄坯質(zhì)量。

授權(quán)公告號(hào)cn102581239b公開(kāi)一種用于高效板坯連鑄機(jī)的結(jié)晶器寬面銅板,包括寬面銅板本體及其上的若干列螺釘孔,寬面銅板本體的冷面設(shè)有冷卻水槽,所述冷卻水槽包括深度不同的深水槽和淺水槽;在相鄰兩列螺釘孔之間,兩條深水槽靠近螺釘孔對(duì)稱設(shè)置,兩條淺水槽靠近兩列螺釘孔的中心線對(duì)稱設(shè)置;所述深水槽的中心線距其最近一列螺釘孔的中心線距離為16~18mm,所述淺水槽的中心線距其最近深水槽的中心線距離為16~20mm。

上述兩種結(jié)構(gòu)的不足之處在于:同樣存在水孔加工難度大、廢品率高的問(wèn)題。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

有鑒于此,本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)的超薄板坯結(jié)晶器銅板,本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既能滿足水槽易加工的特點(diǎn),同時(shí)又能避免液態(tài)鋼水在彎月面區(qū)域及初生坯殼的區(qū)域內(nèi)冷卻不均勻現(xiàn)象,導(dǎo)致鋼坯帶來(lái)裂紋等缺陷的發(fā)生,使坯殼在彎月面區(qū)域形成和生長(zhǎng)的更均勻,鋼坯質(zhì)量更好。

為達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:

一種復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)的超薄板坯結(jié)晶器銅板,包括正面為工作面、背面為冷卻面的銅板主體,在所述背面且在彎月面區(qū)域的下部設(shè)置多個(gè)冷卻水槽,所述冷卻水槽內(nèi)設(shè)置鑲條,所述鑲條通過(guò)定位件與冷卻水槽底部形成冷卻水道,所述鑲條的下端與所述冷卻水槽的下側(cè)壁之間預(yù)留進(jìn)水孔,在所述背面且在彎月面區(qū)域設(shè)置多個(gè)冷卻水孔,所述冷卻水孔的中心線平行于所述銅板正面,所述冷卻水孔的中心線與所述冷卻水道中心線距離所述正面距離相等,所述冷卻水孔在銅板主體的頂端設(shè)置螺紋堵頭,在所述螺紋堵頭的下面且在彎月面區(qū)域的上方設(shè)置出水孔,所述出水孔垂直于銅板背面,所述出水孔與所述冷卻水孔連通,在所述冷卻水孔和所述冷卻水槽交界位置設(shè)置連通二者的橫槽,所述冷卻水孔的數(shù)量多于所述冷卻水槽的數(shù)量,且所述冷卻水孔為等間距設(shè)置。

進(jìn)一步的,在所述出水孔與所述橫槽之間的所述背面上設(shè)置橫向或豎向的伸縮縫或伸縮孔,所述伸縮縫或伸縮孔的底端距離冷卻水孔不小于5mm。

本發(fā)明的有益效果是:

1.本發(fā)明通過(guò)在銅板主體靠近彎月面區(qū)域的上端面設(shè)置多個(gè)冷卻水孔,并在冷卻水孔和冷卻水槽之間開(kāi)設(shè)橫槽,采用冷卻水孔和冷卻水槽組合的冷卻方式,首先在制作工藝上,冷卻水槽和橫槽相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中直通式冷卻水槽的加工難度較低,既可解決鑄坯成型過(guò)程中由于冷卻水槽一通到底冷卻不均帶來(lái)質(zhì)量隱患,又可解決一通到底的冷卻水孔加工難的問(wèn)題,有效節(jié)約制作成本,降低報(bào)廢率;

特別是,在冷卻水孔和冷卻水槽之間設(shè)置連通兩者的橫槽,采用下進(jìn)上出方式的鑄坯冷卻過(guò)程中,本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使冷卻水槽內(nèi)的冷卻水在橫槽內(nèi)匯集后重新分配給冷卻水孔,有效預(yù)防冷卻水分布不均勻的問(wèn)題發(fā)生,提高鑄坯成型質(zhì)量。

2.在制作過(guò)程中,因超薄板坯結(jié)晶器銅板厚度較大,水槽較深,從加工角度冷卻水槽相對(duì)較寬,才有利于維持刀具的強(qiáng)度,同時(shí)水孔越多,銅板主體內(nèi)部的溫度分布越均勻,所以水槽寬度要大于冷卻水孔的直徑,即冷卻水孔的數(shù)量多于冷卻水槽的數(shù)量。

3.冷卻水槽內(nèi)設(shè)置鑲條,鑲條通過(guò)定位件與冷卻水槽底部形成冷卻水道,鑲條的下端與冷卻水槽的下側(cè)壁之間預(yù)留進(jìn)水孔,進(jìn)水孔出連通設(shè)置進(jìn)水箱,銅板主體后端面的設(shè)置出水孔,出水孔靠近彎月面區(qū)域設(shè)置,出水孔的底端與冷卻水孔相連通;本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通過(guò)在冷卻水槽內(nèi)設(shè)置鑲條,使冷卻水道變窄,即增加了冷卻水道內(nèi)的水流速度,從而提高整個(gè)結(jié)晶器的傳熱能力和冷卻效率。

4.出水孔與橫槽之間的背面上設(shè)置橫向或豎向的伸縮縫或伸縮孔,伸縮縫或伸縮孔的底端距離冷卻水孔的間距不小于5mm;本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通過(guò)在銅板主體的澆注入口設(shè)置伸縮縫或伸縮孔,使得銅板主體高溫部位的熱脹冷縮得以適當(dāng)補(bǔ)償,減少銅板主體澆注入口位置的預(yù)應(yīng)力和形變大小,由于防止銅板紋裂和變形的現(xiàn)象發(fā)生,增加銅板的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一沿澆注方向的截面結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3為本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4為本發(fā)明實(shí)施例二沿澆注方向的截面結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5為本發(fā)明實(shí)施例三鑲條為斜面的截面結(jié)構(gòu)示意圖;

圖6為本發(fā)明實(shí)施例三鑲條為臺(tái)階狀的截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號(hào):1-工作面,2-冷卻水槽,3-彎月面區(qū)域,4-冷卻水孔,5-橫槽,6-鑲條,7-冷卻水道,8-定位板,9-定位螺栓,10-進(jìn)水孔,11-進(jìn)水室,12-進(jìn)水管道,13-出水孔,14-出水室,15-出水管道,16-伸縮孔,17-螺紋堵頭,61-上部分端面,62-下部分端面。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

實(shí)施例一

如圖1和圖2所示,本發(fā)明包括正面為工作面1、背面為冷卻面的銅板主體,背面且在彎月面區(qū)域3的下部設(shè)置九個(gè)冷卻水槽2的銅板主體,冷卻水槽2位于彎月面區(qū)域3的下方,冷卻水槽2內(nèi)設(shè)置鑲條6,鑲條6通過(guò)定位件與冷卻水槽2底部形成冷卻水道7,定位件包括定位板8和定位螺栓9,鑲條6通過(guò)定位螺栓9與定位板8固定連接,定位板8的兩端固定在銅板主體的表面,鑲條6的下端與冷卻水槽2的下側(cè)壁之間預(yù)留進(jìn)水孔10,進(jìn)水孔10設(shè)置進(jìn)水室11和進(jìn)水管道12,進(jìn)水室11位于進(jìn)水孔10和進(jìn)水管道12之間;

在銅板主體的背面且在彎月面區(qū)域設(shè)置多個(gè)冷卻水孔4,冷卻水孔4的中心線平行于銅板正面的平整面,冷卻水孔3的中心線與冷卻水道7中心線距離銅板主體正面距離相等,冷卻水孔4在銅板主體的頂端設(shè)置螺紋堵頭17,在螺紋堵頭17的下面且在彎月面區(qū)域3的上方設(shè)置出水孔13,出水孔13垂直于銅板主體的背面,出水孔13的下端與冷卻水孔4連通,出水孔13的底端與冷卻水孔4相連通,出水孔13的外端設(shè)置出水室14和出水管道15,出水室14位于出水管道15和出水孔13之間,在冷卻水孔4和冷卻水槽2交界位置設(shè)置連通二者的橫槽5,冷卻水孔4的數(shù)量多于冷卻水槽2的數(shù)量,且冷卻水孔4為等間距設(shè)置;需指出的是,與圖1中與工作面相平行的圓孔為冷卻水孔4。

實(shí)施例二

如圖3和圖4所示,本發(fā)明包括正面為工作面1、背面為冷卻面的銅板主體,背面且在彎月面區(qū)域3的下部設(shè)置九個(gè)冷卻水槽2的銅板主體,冷卻水槽2位于彎月面區(qū)域3的下方,冷卻水槽2內(nèi)設(shè)置鑲條6,鑲條6通過(guò)定位件與冷卻水槽2底部形成冷卻水道7,定位件包括定位板8和定位螺栓9,鑲條6通過(guò)定位螺栓9與定位板8固定連接,定位板8的兩端固定在銅板主體的表面,鑲條6的下端與冷卻水槽2的下側(cè)壁之間預(yù)留進(jìn)水孔10,進(jìn)水孔10設(shè)置進(jìn)水室11和進(jìn)水管道12,進(jìn)水室11位于進(jìn)水孔10和進(jìn)水管道12之間;

在銅板主體的背面且在彎月面區(qū)域設(shè)置多個(gè)冷卻水孔4,冷卻水孔4的中心線平行于銅板正面的平整面,冷卻水孔3的中心線與冷卻水道7中心線距離銅板主體正面距離相等,冷卻水孔4在銅板主體的頂端設(shè)置螺紋堵頭17,在螺紋堵頭17的下面且在彎月面區(qū)域3的上方設(shè)置出水孔13,出水孔13垂直于銅板主體的背面,出水孔13的下端與冷卻水孔4連通,出水孔13的底端與冷卻水孔4相連通,出水孔13的外端設(shè)置出水室14和出水管道15,出水室14位于出水管道15和出水孔13之間,在冷卻水孔4和冷卻水槽2交界位置設(shè)置連通二者的橫槽5,冷卻水孔4的數(shù)量多于冷卻水槽2的數(shù)量,且冷卻水孔4為等間距設(shè)置;出水孔13和橫槽5之間設(shè)有伸縮孔16,伸縮孔16的底端不得接觸冷卻水孔4且距離冷卻水孔4的間距為5mm。

實(shí)施例三

本實(shí)施例與實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)基本相同,不同的是:鑲條6靠近冷卻水槽2底部的內(nèi)端面包括上下兩部分,上部分端面61與冷卻水槽2底部的間距小于下部分端面62距離冷卻水槽2底部的間距,如圖5所示,上部分端面61為一個(gè)斜面設(shè)計(jì),如圖6所示,鑲條6的內(nèi)端面為臺(tái)階狀結(jié)構(gòu),當(dāng)冷卻水從下向上流動(dòng)過(guò)程中,水溫再逐漸升高,與實(shí)施例二相比,本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在相同通水量的情況之下,有效提高下半部的冷卻水進(jìn)入上半部的冷卻水道7的水流速度,從而降低了冷卻水在銅板上半部的水溫,進(jìn)一步提高了冷卻效率。

最后說(shuō)明的是,以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換,只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍,均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。

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