金屬連鑄結(jié)晶器液冷窄面銅板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬凝固和連續(xù)鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種金屬連鑄結(jié)晶器液冷窄面 銅板。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界冶金技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代連鑄技術(shù)不斷進(jìn)步，可澆鑄鋼種不斷擴(kuò)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(shù)進(jìn)步之一是大斷面鑄坯連鑄技術(shù)的發(fā)展；大斷面鑄坯連鑄技術(shù)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：在連鑄過 程中由于鑄坯體積較大，在凝固的過程中其由液相變?yōu)楣滔鄷r(shí)，需要釋放大量的熱來保證 固化的效果，若銅板導(dǎo)熱效果不佳則極易導(dǎo)致散熱不通暢，固化效果不佳的現(xiàn)象，在牽引輥 牽引時(shí)若固化外皮過薄則極易導(dǎo)致受壓變形，輕則影響鋼坯質(zhì)量重則可能由于受壓造成鋼 坯鋼皮破裂導(dǎo)致鋼水泄漏的嚴(yán)重生產(chǎn)事故。
[0003] 中國(guó)實(shí)用新型專利ZL02214026.3 (公告號(hào)CN2547438Y，名稱"板坯連鑄結(jié)晶器 窄邊銅板"）提供了一種帶側(cè)面倒角的結(jié)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(cè)面倒角的冷卻方式，不利于一個(gè)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(jié)晶器的窄面銅板，其雖然設(shè)置較為全面的 冷卻槽，但是冷卻面較小勢(shì)必會(huì)影響冷卻的效果，造成導(dǎo)熱不良的現(xiàn)象發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述不足，公開一種中部設(shè)置液冷面的倒角窄板。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案： 一種金屬連鑄結(jié)晶器液冷窄面銅板，包括一個(gè)背面通過連接件與背板相連接的工作銅 板，所述工作銅板邊側(cè)向所述工作銅板的工作面上部彎曲形成倒角面，所述連接件通過其 上設(shè)置的凸起與所述背板之間構(gòu)成冷卻劑間隙。
[0006] 所述倒角面與所述工作銅板的水平面夾角a為20~35°。
[0007] 所述倒角面的起始端為由工作銅板中心向兩側(cè)邊距離1/2~2/3處。
[0008] 所述連接件為所述工作銅板的背面設(shè)置圓柱凸臺(tái)，所述圓柱凸臺(tái)與所述工作銅板 設(shè)計(jì)為一體，所述圓柱凸臺(tái)上部設(shè)置螺紋。
[0009] 所述連接件上的凸起為所述圓柱凸臺(tái)處設(shè)置的臺(tái)階面或套設(shè)在所述圓柱凸臺(tái)上 的圓筒。
[0010] 所述螺紋表面設(shè)置鍍鉻層。
[0011] 本發(fā)明采用工作銅板通過向工作銅板的工作面上部彎曲形成倒角面，并且倒角面 與工作銅板工作面的水平面夾角的銳角為a，能夠很好的解決邊角開裂的技術(shù)難題，采用 整塊銅板彎曲而成，使其背面的接觸面積與工作銅板工作面至液冷面的厚度是均等的；在 工作銅板背面的整個(gè)面均與冷卻劑相接觸，增大了導(dǎo)熱的效果，同時(shí)由于形狀類似與倒梯 形的凹型面，增大了導(dǎo)熱面。
[0012] 在工作銅板背面設(shè)置與其連為一體的圓柱凸臺(tái)，并在圓柱凸臺(tái)的上部設(shè)置螺紋， 使其具備螺栓的功能，能夠套設(shè)在背板上，然后通過螺母將背板與工作銅板相固定；在螺紋 表面設(shè)置鍍鉻層，其能夠保證螺紋具備很強(qiáng)的硬度，提升了螺紋的工作強(qiáng)度，保證了連接的 強(qiáng)度與穩(wěn)定性；為了保證工作銅板與背板之間間隙的大小可以在圓柱凸臺(tái)上設(shè)置臺(tái)階面或 圓筒的結(jié)構(gòu)形式，來保證背板與工作銅板的冷卻劑間隙的穩(wěn)定，同時(shí)為了保證冷卻劑的快 速流動(dòng)，在圓柱凸臺(tái)下部設(shè)置導(dǎo)流孔，保證冷卻劑的流動(dòng)；采用的圓筒可在下部、中部、上部 或全部設(shè)計(jì)為鏤空狀，以此來進(jìn)一步增大冷卻劑與工作銅板背面的接觸面積，同時(shí)不影響 工作銅板與背板的連接強(qiáng)度。
[0013] 申請(qǐng)人在作出大量研究實(shí)驗(yàn)后得出在20~35°的范圍內(nèi)不僅能夠避免直角的出 現(xiàn)，將直角變?yōu)殁g角，將直線面形成均勻的過度面，增大了鋼坯與銅板的接觸面，提高了熱 傳導(dǎo)的效果；同時(shí)將倒角面的起始端設(shè)置在由工作銅板中心向兩側(cè)邊距離1/2~2/3處，能 夠使得窄板不僅形成平緩的曲面而且也能夠與寬板形成較為平緩的夾角，在兩者的相互協(xié) 同作用下獲得的鋼坯表面質(zhì)量與邊角質(zhì)量最好；進(jìn)一步的，可將工作銅板的兩個(gè)倒角面設(shè) 置為向內(nèi)凹陷的圓弧面，能夠增大與銅板的接觸面積提高導(dǎo)熱的效果，也使得鋼板面均勻 散熱，避免局部急冷造成的裂紋現(xiàn)象。
[0014] 本發(fā)明在加工時(shí)可在背板上設(shè)置密封壁，能夠保證冷卻液的密封性，也可直接與 結(jié)晶器寬板組成環(huán)形水槽，在保證結(jié)晶器裝置穩(wěn)定的情況下，獲得最佳的導(dǎo)熱效果；避免局 部銅板受熱變形的情況，本裝置在保證導(dǎo)熱效果且能夠提高鋼坯質(zhì)量，延長(zhǎng)銅板的使用壽 命。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的夾角a的局部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例一連接件處的結(jié)構(gòu)放大示意圖； 圖5是本發(fā)明實(shí)施例二連接件處的結(jié)構(gòu)放大示意圖； 圖6是本發(fā)明實(shí)施例三連接件處的結(jié)構(gòu)放大示意圖； 圖7是本發(fā)明裝配孔的結(jié)構(gòu)放大示意圖； 圖8是本發(fā)明圓筒的結(jié)構(gòu)放大示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 為了進(jìn)一步的說明本發(fā)明的優(yōu)越性，對(duì)本發(fā)明的性能進(jìn)行不同數(shù)據(jù)的測(cè)試： 第一組：采用相同的結(jié)晶器銅板分別采用平面銅板與背板的固定連接的形式、常規(guī)倒 角窄板和本發(fā)明的結(jié)構(gòu)形式，分別測(cè)試鋼坯的裂紋情況、邊角開裂率和使用壽命，獲得的實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：
注：本組實(shí)驗(yàn)測(cè)試為生產(chǎn)200~240毫米不銹鋼板獲得的數(shù)據(jù)，連續(xù)對(duì)200套設(shè)備進(jìn)行 測(cè)試獲得的平均范圍值。
[0017] 由上表可以看出雖然采用相同結(jié)晶器銅板均應(yīng)用在生產(chǎn)200~240毫米厚度的不 銹鋼連鑄結(jié)晶器中，經(jīng)過200套設(shè)備連續(xù)不斷的生產(chǎn)獲得平均數(shù)值可以看出，本發(fā)明不僅 減少了裂紋率而且邊角開裂率與使用壽命也得到了極大的提升且未增加成本；而平面銅板 與背板固定連接其雖然使用壽命長(zhǎng)，但依然存在較高的邊角開裂率與裂紋率，而常規(guī)倒角 窄板雖然裂紋率與邊角開裂率較低但是其使用壽命不佳，而本發(fā)明不僅兼顧了其各自的優(yōu) 點(diǎn)而意想不到的是其性能大大提升。
[0018] 第二組：采用本發(fā)明的連接方式、常規(guī)凸臺(tái)螺栓連接和平面螺栓連接，分別測(cè)試單 位面積（1平方米）工作銅板獲得相同強(qiáng)度所用的螺栓數(shù)量和使用壽命，獲得的數(shù)據(jù)如下：
注：本組實(shí)驗(yàn)測(cè)試200次，實(shí)驗(yàn)采用1. 8米長(zhǎng)的銅板凸臺(tái)面積為4~8平方厘米，采用 的螺栓為M16/M12的細(xì)牙鋼制螺栓獲得的平均數(shù)據(jù)。
[0019] 由上表可以看出盡管均采用相同的螺栓，但是要想獲得相同的連接強(qiáng)度，本發(fā)明 僅需60~80個(gè)其代表的是本發(fā)明工作銅板背面設(shè)置的圓柱凸臺(tái)的數(shù)量，而常規(guī)凸臺(tái)螺栓 連接與平面螺栓連接，其由于設(shè)置螺栓數(shù)量多則導(dǎo)致工作銅板背面的導(dǎo)熱面減少，但數(shù)量 眾多的螺栓卻沒有增加使用壽命，而本發(fā)明不僅結(jié)構(gòu)穩(wěn)定而且導(dǎo)熱面增大，使得使用壽命 大大增加。
[0020] 第三組：采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)形式，分別在1/2、3/5、2/3處設(shè)置為倒角面的起始端， 并采用20、25、30和35°夾角的倒角面，分別測(cè)試鋼坯的邊角裂紋率、鋼坯的表面質(zhì)量和使 用壽命，獲得的數(shù)據(jù)如下：
注：本組實(shí)驗(yàn)測(cè)試為每項(xiàng)測(cè)試200次，生產(chǎn)320*280mm方坯的2. 8米長(zhǎng)銅板分別在1/2、 3/5、2/3處設(shè)置為倒角面的起始端，并采用20、25、30和35°夾角的倒角