專利名稱：連鑄結(jié)晶器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造板坯的連鑄結(jié)晶器，特別是用于制造薄板坯的連鑄結(jié)晶器，它具有水冷的窄邊側(cè)壁和寬邊側(cè)壁，其中，在其由銅板制成的寬邊側(cè)壁中，一方面在分別平行通向兩個窄邊的區(qū)域中間在里面形成了一個漏斗形外澆口，而另一方面，在外面或背面設(shè)有冷卻槽。
在連鑄設(shè)備上制造的薄板坯用作生產(chǎn)最終厚度例如為1-12mm的熱軋寬帶鋼的帶鋼坯。這是在已知的所謂CSP-(Compact Strip Production)設(shè)備上加熱完成的，其中，連鑄機(jī)與一個均熱爐和一個接著的軋鋼機(jī)列組成一線(參見例如DE-Z“Stahl u.Eisen 108(1988)，第3期，第99至109頁”)。在此CSP-澆注過程的核心部分是帶有浸入到漏斗形外澆口中的浸入式水口的漏斗形結(jié)晶器。由于經(jīng)浸入式水口倒入的液態(tài)鋼熔液在結(jié)晶器中的最初凝固對連鑄薄板坯的表面質(zhì)量起決定性作用，所以在此特別重要的是在液面區(qū)域的散熱和結(jié)晶器的保溫時間。這些準(zhǔn)則在用通常不需漏斗形外澆口的板式結(jié)晶器生產(chǎn)尺寸范圍為320-150×3.000-800mm板坯的情況下同樣有效。
坯殼的增厚主要由結(jié)晶器潤滑劑、在冷卻通道和工作側(cè)面之間的銅板壁厚以及在冷卻通道中的流動速度來決定。結(jié)果表明在坯殼內(nèi)產(chǎn)生縱向裂紋的主要原因是在結(jié)晶器上部區(qū)域內(nèi)的寬度和高度上的不均勻和/或過高的散熱。這種不均勻的散熱是由在坯殼和銅板側(cè)壁之間的潤滑膜的不同厚度造成的。
從質(zhì)量因素考慮，在CPS-設(shè)備上，用于結(jié)晶器的銅板壁厚例如為25mm-15mm；各自的設(shè)計參數(shù)主要取決于連鑄坯的尺寸和澆注速度，由此得出形成坯殼所需的散熱量。
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種開始所述的那種連鑄結(jié)晶器，使用該連鑄結(jié)晶器可以改進(jìn)澆注終了的薄板坯的表面質(zhì)量，特別是能夠避免縱向裂紋的出現(xiàn)，至少能使其降至最小。
本發(fā)明的任務(wù)是這樣完成的在最深的液位處為最大的、在連鑄方向上逐漸變小的側(cè)壁凸起從最深的液位下方對寬邊側(cè)壁的背面進(jìn)行加固。在連鑄過程中，倒入到結(jié)晶器中、在結(jié)晶器側(cè)壁上凝固的鋼熔液在結(jié)晶器壁板中形成了熟悉的溫度曲線，所謂的溫度鼓肚。與繼該溫度鼓肚之后在液面下方直至大約100mm的區(qū)域內(nèi)在結(jié)晶器的高度上急劇的溫度下降相反，本發(fā)明的凸起可以使溫度鼓肚下方急劇的溫度下降減小，該凸起的起點(diǎn)根據(jù)依賴于澆注速度的液面的輪廓來確定，并且在連鑄方向上按已有的坡度或過渡在彎月面下經(jīng)過大約20-50mm這樣短的一段便開始其最大厚度。
通過提高在液面下面的銅板壁厚可以減小那里的散熱，并且通過減小坯殼的熱負(fù)荷可以抵制縱向裂紋的出現(xiàn)。也就是說已經(jīng)安置在溫度鼓肚區(qū)段內(nèi)的凸起或較厚的壁厚阻止了在那里過高的散熱，首先隨著逐漸增加的、向下以楔形終結(jié)的錐形和在那里變薄的板厚或壁厚將使散熱相應(yīng)地逐漸增大，因此對不出現(xiàn)縱向裂紋危險的溫差而言，全能適應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，如果其長度限定的側(cè)壁凸起的端頭的走向平行于結(jié)晶器側(cè)壁，則可以進(jìn)一步使溫度下降減小。因?yàn)樵诤芏桃欢纹露戎?，這一大約為20-100mm長的最初區(qū)段具有最大的凸起厚度，根據(jù)各自的要求可以為3-15mm，此外該段位于散熱很高的地方，而這里較厚的凸起因此阻止了冷卻水一側(cè)過分加速地散熱。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施形式，側(cè)壁凸起在從漏斗形外澆口到在連鑄方向上與其緊接著的尺寸確定的結(jié)晶器端區(qū)直到的過渡處是逐漸變小的。以這樣的方式可以實(shí)現(xiàn)在水前的銅板壁厚在冷卻槽的長度上逐漸減小且由此可以在結(jié)晶器高度上目標(biāo)明確地對散熱進(jìn)行作用。
根據(jù)本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)，側(cè)壁凸起的厚度在結(jié)晶器的寬度和高度上的變化與在結(jié)晶器中的溫度分布是相對應(yīng)的。因此通過一種與溫度下降相對應(yīng)并根據(jù)澆注參數(shù)而設(shè)計的凸起使在銅板中的冷卻槽的幾何形狀有不同的變化，促使在結(jié)晶器的高度和寬度上實(shí)現(xiàn)溫度-均勻。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將由權(quán)利要求和下面的說明書給出，在說明書中用一個生產(chǎn)薄板坯的結(jié)晶器詳細(xì)闡述了本發(fā)明主題的實(shí)施例。其中

圖1是連鑄結(jié)晶器寬邊側(cè)壁的縱剖面圖；圖2是圖1結(jié)晶器的側(cè)壁被虛線圈起的上部的細(xì)節(jié)；圖3是圖1結(jié)晶器的寬邊側(cè)壁的左視圖，該側(cè)壁上具有一些作為細(xì)節(jié)示意描述的背面冷卻槽。
圖1描述了一種用于制造薄板坯的連鑄機(jī)的這種非常熟悉的連鑄結(jié)晶器1，這里示意描述的是兩個互補(bǔ)對置的寬邊側(cè)壁中的一個寬邊側(cè)壁2。這些側(cè)壁在其內(nèi)側(cè)形成了一個漏斗形外澆口3，用來容納未示出的浸入式水口，而在其外側(cè)則設(shè)有水冷冷卻槽4(參見圖3)。兩個互補(bǔ)對置寬邊側(cè)壁2挨著漏斗形外澆口3分別伸向窄邊的邊緣區(qū)域5的走向相互平行。在漏斗形外澆口3下的連鑄方向6上，結(jié)晶器側(cè)壁逐漸變成尺寸確定的澆注橫斷面7(參見圖3)。
倒入到連鑄結(jié)晶器1中直至液面8的液態(tài)鋼熔液在結(jié)晶器的高度上以急劇的溫度下降而被冷卻，該溫度下降在連鑄方向6上逐漸形成的坯殼內(nèi)產(chǎn)生了造成縱向裂紋的應(yīng)力，這些裂紋在坯殼中在液面8下面特別可能達(dá)到大約150mm。根據(jù)澆注參數(shù)，所說液面8距結(jié)晶器上緣的距離例如為20至60mm，而在結(jié)晶器壁板上形成了一個在圖2中示意畫出的溫度鼓肚9的液態(tài)鋼熔液的冷卻特性則由此形成，由此可以從具有這種特性的特性曲線推斷出下面確切的溫度下降。
在傳統(tǒng)的連鑄結(jié)晶器情況下，根據(jù)曲線，為了避免隨溫度鼓肚9之后結(jié)晶器溫度出現(xiàn)明顯下降，而實(shí)現(xiàn)溫度-均勻，即，在連鑄結(jié)晶器的高度上實(shí)現(xiàn)差不多恒等的散熱，與至今流行的、在圖1中用虛線勾畫出的輪廓相比，用一種側(cè)壁凸起11對寬邊側(cè)壁2的背面10進(jìn)行了加固，該側(cè)壁凸起在連鑄方向上逐漸變小且其楔尖大約在從漏斗形外澆口3到緊接著的尺寸確定的澆注橫斷面7的過渡處12終結(jié)(參見圖3)。該側(cè)壁凸起11安置在最深的液位下面大約20-50mm，例如在圖3中根據(jù)液面所形成的彎月面說明的那樣，其走向在結(jié)晶器的寬度上是相對應(yīng)的。與此同時，該側(cè)壁凸起11的端頭11a(上升很短一段與一個過渡處聯(lián)接)在其逐漸變?yōu)闈u小的斜坡走向之前，還聳入到溫度鼓肚9的區(qū)域并且在該最上區(qū)段平行于結(jié)晶器側(cè)壁延伸，延伸長度13大約為20-100mm。
基于該側(cè)壁凸起11不僅在連鑄結(jié)晶器的高度而且在寬度上都是變化的且在連鑄方向6上是逐漸變小的，在具有較厚側(cè)壁凸起的區(qū)段，工作溫度提高了，由此特別是在溫度鼓肚9的“后腿”下面陡變的溫度下降明顯減弱了，即，在連鑄結(jié)晶器1的高度和寬度上的散熱是均勻的。
權(quán)利要求
1．一種用于制造板坯的連鑄結(jié)晶器，特別是用于制造薄板坯的連鑄結(jié)晶器，它具有水冷的窄邊側(cè)壁和寬邊側(cè)壁，其中，在其由銅板制成的寬邊側(cè)壁中，一方面在分別平行通向兩個窄邊的區(qū)域中間在里面形成了一個漏斗形外澆口，而另一方面，在外面或背面設(shè)有冷卻槽，其特征在于一個在最深的液位處為最大的、在連鑄方向(6)上逐漸變小的側(cè)壁凸起(11)從最深的液位(8)下方對寬邊側(cè)壁(2)的背面(10)進(jìn)行加固。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的連鑄結(jié)晶器，其特征在于所說側(cè)壁凸起(11)在從漏斗形外澆口(3)到在連鑄方向(6)上與其緊接著結(jié)晶器端區(qū)(7)直到的過渡處(12)是逐漸變小的。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的連鑄結(jié)晶器，其特征在于所說側(cè)壁凸起(11)在結(jié)晶器的寬度和高度上的變化與在結(jié)晶器中的溫度分布是相對應(yīng)的。
4．根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的連鑄結(jié)晶器，其特征在于其長度限定的側(cè)壁凸起(11)的端頭(11a)的走向平行于結(jié)晶器側(cè)壁。
全文摘要
一種用于制造板坯的連鑄結(jié)晶器,特別是用于制造薄板坯的連鑄結(jié)晶器,它具有水冷的窄邊側(cè)壁和寬邊側(cè)壁,其中,在其由銅板制成的寬邊側(cè)壁中,一方面在分別平行通向兩個窄邊的區(qū)域中間在里面形成了一個漏斗形外澆口,而另一方面,在外面或背面設(shè)有冷卻槽,它可以改進(jìn)連鑄薄板坯的表面質(zhì)量,特別是能夠避免縱向裂紋的出現(xiàn),或至少能使其降至最小;只要有一個在最深的液位處為最大的、在連鑄方向(6)上逐漸變小的側(cè)壁凸起(11)從最深的液位(8)下方對寬邊側(cè)壁(2)的背面(10)進(jìn)行加固。
文檔編號B22D11/04GK1303750SQ99128110
公開日2001年7月18日 申請日期1999年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月15日
發(fā)明者H·斯特羅伊貝爾 申請人:Sms舒路曼-斯瑪公司