一種板坯連鑄倒角結晶器窄面銅板的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬凝固和連續(xù)鑄造技術領域，特別涉及一種板坯連鑄倒角結晶器窄面銅板。
【背景技術】
[0002]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、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大斷面鑄坯連鑄技術的發(fā)展。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)品質量提高。但鑄坯斷面的增大帶來的不利影響就是: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。
[0003]中國發(fā)明專利ZL02214026.3 (公告號CN2547438Y，名稱“板坯連鑄結晶器窄邊銅板”)提供了一種帶側面倒角的結晶器窄面銅板，其倒角尺寸為6-10mm，角度為45度。該專利并未有指出側面倒角的冷卻方式，不利于一個水平面上產(chǎn)品冷卻的一致性。CN201744629Y的專利，公開了一種連鑄用組合結晶器的窄面銅板，可以保證窄面銅板的側面倒角區(qū)域的冷卻效果、避免鑄坯角部的裂紋。但是沒有足夠考慮到鋼水在結晶過程中體積的縮小帶來的問題，收縮的體積會使得結晶器的下部的鋼坯與結晶器窄板的內(nèi)壁出現(xiàn)導熱不良的現(xiàn)象發(fā)生。為了避免在后續(xù)乳制的鋼板邊部產(chǎn)生裂紋缺陷，往往需要對存在角部橫裂紋和角部縱裂紋缺陷的連鑄板坯進行切角處理，但這不僅大大地增加了生產(chǎn)成本，而且還降低了生產(chǎn)效率，嚴重影響了鋼鐵企業(yè)物流和合同訂單交貨期。
[0004]另一方面，安全考慮、加工難度和成本的問題，公知的，結晶器是鋼坯連續(xù)鑄造的關鍵設備，其設計和制造的優(yōu)劣直接影響到連鑄生產(chǎn)的正常與穩(wěn)定，結晶器銅板加工難度可想而知，因此不規(guī)則或異形的結晶器銅板(尤其是帶弧面的結晶器銅板)加工更是加工者望而生畏，另一方面加工成本和安全均是阻礙結晶器向更為合理的結構提升的重要原因。阻礙了結晶器的快速發(fā)展，甚至阻礙了所屬技術領域的技術人員發(fā)散型的思考的形成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供了一種在倒角作用下更有利于鋼水在凝固的過程中鋼坯始終緊貼結晶器內(nèi)壁的板坯連鑄倒角結晶器窄面銅板。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案如下所述:
一種板坯連鑄倒角結晶器窄面銅板，包括大面區(qū)和側面倒角區(qū)，所述大面區(qū)和側面倒角的背部設置一個或多個上下貫通的冷卻水槽，所述大面區(qū)工作面的縱剖圖為折線狀。
[0007]進一步的，所述折線狀由第一折線、垂直線組成。
[0008]進一步的，所述第一折線與窄面銅板側面之間的夾角為0.2?10度。
[0009]進一步的，所述第一折線與窄面銅板側面之間的夾角為0.5?1.2度。
[0010]進一步的，所述第一折線的長度是結晶器銅板高度的10?31%。
[0011]進一步的，角度a為垂直線側面倒角區(qū)的工作面與窄面銅板側面之間的夾角。
[0012]進一步的，角度al為第一折線側面倒角區(qū)的工作面與窄面銅板側面之間的夾角。
[0013]進一步的，所述側面倒角區(qū)倒角角度a為30?70度。進一步的，所述側面倒角a的高度H為該窄面銅板整體厚度的30%?52%。
[0014]進一步的，所述側面倒角a的高度H為該窄面銅板整體厚度的40%?43%。
[0015]進一步的，所述側面倒角區(qū)倒角角度al為73?82度。
[0016]進一步的，所述側面倒角區(qū)倒角角度al為73?79度。進一步的，所述側面倒角al的高度Hl為該窄面銅板整體厚度的40%?43%。
[0017]本發(fā)明的窄面銅板還包含中部的直水縫和兩側的斜水縫，斜水縫與結晶器窄面銅板水平面的夾角為45?90°，斜水縫頂部與窄面銅板熱面的距離接近直水縫的頂部與銅板熱面的距離。進一步的，所述折線狀由第一折線、垂直線組成，采用一級傾斜結構，一方面結構簡單、易加工、后期也易于清理和維護，另一方面適當增加了結晶器上部的錐度，可避免鑄坯坯殼和銅板熱面間的間隙，保證鑄坯坯殼和銅板熱面間的緊密接觸，有利于鑄坯坯殼的均勻生長。進一步的，所述第一折線與窄面銅板側面之間的夾角b為0.2?10度，所述第一折線的長度是結晶器銅板高度的10?31%。本發(fā)明人通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，當?shù)谝徽劬€的夾角為0.5?1.2度，且折線的長度是結晶器銅板高度的10?31%時，結晶器銅板的熱面是最接近鑄坯凝固收縮規(guī)律的形狀，并且更為重要的是可以很大程度地保證坯殼與銅板熱面的良好接觸，在使用同等冷卻裝置及相同的冷卻槽結構，采用本發(fā)明的上述折線結構及折線長度，冷卻效率是未采用折線結構及折線長度的1.25倍，鑄坯質量明顯得到提高，拉坯速度是未采用上述方案的1.32倍；更為重要的是，折線的長度是結晶器銅板高度的29?31%時，在具有上述功能時，合適的折線長度還能夠減小鑄坯坯殼和銅板熱面間的磨損，提高銅板的使用壽命，銅板的使用壽命是未采用上述方案的1.5倍。進一步的，角度a為垂直線側面倒角區(qū)的工作面與窄面銅板側面之間的夾角，角度al為第一折線側面倒角區(qū)的工作面與窄面銅板側面之間的夾角，所述側面倒角區(qū)倒角角度a為30?70度。倒角小于30度會導致角部變尖變長，斜水槽對倒角區(qū)域的冷卻效果不好，同時會在尖角部位產(chǎn)生較大的應力，降低銅板的使用壽命；當α大于70°時，會導致倒角區(qū)域溫升不明顯。進一步的，所述側面倒角區(qū)倒角角度al為73?82度，所述側面倒角區(qū)倒角角度a為65?70度，及采用本發(fā)明的折線長度，讓人意想不到的是當鑄坯向下移動過程中，窄板的下部起到略微的擠壓作用，保證鑄坯坯殼和銅板熱面間的緊密接觸，鑄坯坯殼的均勻生長，形成完整的、四周封閉的坯殼。進一步的，所述側面倒角的高度H為該窄面銅板整體厚度的22%?32%。目前現(xiàn)有技術普遍采用的倒角區(qū)域高度H為整個銅板寬度的2%?20%，本發(fā)明也可采用倒角區(qū)域高度H為整個銅板寬度的2%?20%，效果好于現(xiàn)有技術，但是效果沒有達到預期，本領域技術人員普遍認為H高于20%會導致倒角區(qū)域溫升過高，該區(qū)域鑄坯坯殼厚度較薄，新增角部裂紋和漏鋼的危險，而此時由于倒角區(qū)域銅板熱面和鑄坯坯殼間已產(chǎn)生氣隙，但是本發(fā)明通過調整倒角、折線角度及折線長度，倒角區(qū)域的溫升不會加快，同時能夠使鑄坯坯殼角部溫度分布更均勻，角部不會出現(xiàn)裂紋及漏鋼；進一步的，所述側面倒角的高度H為該窄面銅板整體厚度的40 %?43 %，所述側面倒角的高度H為該窄面銅板整體厚度的40%?43%，當鑄坯向下移動過程中，鑄坯的兩端部起到略微的擠壓作用，保證鑄坯坯殼和銅板熱面間的緊密接觸，鑄坯坯殼的均勻生長，能夠形成完整的、四周封閉的坯殼，鑄坯坯殼的角部不會出現(xiàn)裂紋。進一步的，所述側面倒角區(qū)倒角角度al為76?79度，能夠對鋼液起到良好的擠壓作用，保證形成完整的、四周封閉的坯殼。
[0018]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明實現(xiàn)的帶側面倒角的窄面銅板，可以保證倒角冷卻效果、避免鑄坯角部裂紋，并可提高窄面銅板和側面倒角的使用壽命和鑄坯質量。窄面銅板澆注的薄板坯的邊角部為直角形狀，一方面容易加工成本低，另一方面結合本發(fā)明的折線長度及夾角鑄坯邊角部的溫度更高，鑄坯邊角部的溫度更高且橫向分布更均勻，彎曲和矯直過程中受到的應力更小，可有效抑制鑄坯角橫裂的發(fā)生，提高鑄坯的角部溫度及凝固成型過程中傳熱的均勻性，并降低彎曲和矯直過程薄板坯角部受到的應力集中，最終消除微合金化鋼種的邊角部裂紋缺陷，同時有利于延長窄面銅板的使用壽命。采用折線狀結構保證坯殼與銅板熱面的良好接觸，有利于提高拉坯速度。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的板坯連鑄倒角結晶器窄面銅板縱剖視結構示意圖；
圖2是本發(fā)明的板坯連鑄倒角結晶器窄面銅板第一折線部的剖視結構示意圖；
圖3是本發(fā)明的板坯連鑄倒角結晶器窄面銅板垂直線部的剖視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]實施例1:如圖1、2、3所示，一種板坯連鑄倒角結晶器窄面銅板，包括大面區(qū)3和側面倒角區(qū)2，所述大面區(qū)和側面倒角的背部設置一個或多個上下貫通的冷卻水槽，所述大面區(qū)工作面的縱剖圖為折線狀。所述折線狀由第一折線、垂直線組成。所述第一折線與窄面銅板I側面之間的夾角為6度。所述第一折線的長度是結晶器銅板高度的22%。角度a為垂直線側面倒角區(qū)的工作面與窄面銅板側面之間的夾角。角度al為第一折線側面倒角區(qū)的工作面與窄面銅板側面之間的夾角。所述側面倒角區(qū)倒角角度a為30度。所述側面倒角a的高度H為該窄面銅板整體厚度的37%。所述側面倒角區(qū)倒角角度al為73度。所述側面倒角al的高度Hl為該窄面銅板整體厚度的37%。采用實施例1的技術方案鑄坯冷卻效率是未采用折線結構及折線長度的1.22倍，鑄坯質量明顯得到提高，拉坯速度是未采用上述方案的1.30倍；更為重要的是，合適的折線長度還能夠減小鑄坯坯殼和銅板熱面間的磨損，提高銅板的使用壽命，銅板的使用壽命是未采用上述方案的1.4倍。
[0021]實施例2:如圖1、2、3所示，一種板坯連鑄倒角結晶器窄面銅板，包括大面區(qū)3和側面倒角區(qū)2，所述大面區(qū)和側面倒角的背部設置一個或多個上下貫通的冷卻水槽，所述大面區(qū)工作面的縱剖圖為折線狀。所述折線狀由第一折線、垂直線組成，所